粉末塗料是公認的具高效率、優良塗膜性能、生態環保、高經（jīng）濟效益為一體的4E型塗（tú）料產品，近年來得到高速（sù）發展。然而與傳統（tǒng）的溶（róng）劑型（xíng）塗料相比，粉末塗料（liào）雖然沒有易揮發的有毒物質對環境（jìng）造成的汙染，但在固化成膜過程中會有（yǒu）小（xiǎo）分子物質（zhì）的揮發釋放，這（zhè）些揮發小分子聚（jù）集（jí）在（zài）一起會產生煙霧，這就是（shì）所謂的冒煙（yān）現象。

粉末塗料在塗裝（zhuāng）過程冒煙會（huì）受噴塗設備的影響，立式噴塗線產量大，單位（wèi）時間內用粉量多，同時經過固（gù）化爐的型（xíng）材多，且一（yī）般（bān）沒有排風裝置，所以爐口產（chǎn）生的煙霧會（huì）多。而臥式線（xiàn）由於產量低，相對應的粉（fěn）末用量少，爐口的煙霧不會那麽明顯。

一（yī）般烤爐的進（jìn）出口（kǒu）處冒煙大（dà），若車間排煙不力（lì），則生產車（chē）間內頂部會（huì）雲霧（wù）繚繞（rào）。從噴塗現場來看，不管是平麵粉還是砂（shā）麵粉，亮光（guāng）粉（fěn）的還是平光粉（fěn）、啞光粉，都（dōu）有冒煙的現象，其中以啞光（guāng）粉最為嚴重。

粉末塗料一般由樹脂、固化劑、顏料（liào）、填料和助劑組成，而助劑又包括流平劑、光亮劑、脫氣劑、消光劑、紋理劑、抗氧劑等，根據情況按量添加，不同種類的原材料對粉末塗料冒煙量的影響會有不（bú）同。

二、粉末塗料冒煙的原因分析

1.樹脂的分析

樹脂作為最主要的（de）成膜物，一般占粉末塗料總量的50-60%，樹（shù）脂（zhī）決定了粉（fěn）末塗料的絕大多數性能，所以（yǐ），我們首（shǒu）先從樹（shù）脂開始（shǐ）研（yán）究。

常用樹脂的烘烤失重及冒煙情況如下表（biǎo）所示。

注：1以上烘烤條（tiáo）件均為200℃/10min；

2冒煙等級隻是為了方便直觀的對冒煙量進行對（duì）比，不作為標準，0級到5級代表煙（yān）少到（dào）煙大。

從上表（biǎo）可以看出，樹脂的（de）失重（chóng）有大有小，但都在同一個數（shù）量級上。在單獨（dú）烘（hōng）烤過程中均（jun1）不會產生明顯的煙，因為聚酯都是由多元酸與多元醇反應而來，殘留的（de）有機小分子的量都很少，且都是（shì）無色無味的，在烘烤（kǎo）過程（chéng）中也不會產生煙霧，所以說樹脂可能不是粉末塗（tú）料（liào）產生煙（yān）霧的根本原因。

為此，我們用同一樹脂製作（zuò）了7個不同的粉末，測（cè）試這7個粉末塗（tú）料失重與冒煙之間的關係，結果如下。

注：1以上（shàng）烘烤（kǎo）條件均為200℃/10min；

2冒煙等級隻是為（wéi）了方便直觀的對冒煙量進（jìn）行對比，不作為標準（zhǔn），0級到5級代表煙少到煙大。

從以上（shàng）兩個表的數據分析（xī）可知，粉（fěn）末塗料（liào）固化成膜過程是失重的過程，用同一樹脂製成的7個粉末失（shī）重大致相同，而冒煙量卻差別（bié）很大，所以確定樹（shù）脂（zhī）不（bú）是冒煙（yān）最主要的來源。

2.顏料和填料的分析

同時我們也做了顏（yán）料和（hé）填料的失重與（yǔ）冒煙對比，發（fā）現填料的失重都在0.02%以下，而且常用的填料都是無機物，在常溫或者較高的溫度下都難以分解。實（shí）際上，填（tián）料的（de）失重（chóng）主要是來自於其（qí）所含的水分（fèn）或者是結合水，在擠出或者磨粉的過程中就已經完全揮發，不會對粉末（mò）冒煙有任何影響。顏料（liào）的失重更小（xiǎo），經（jīng）過反複的（de）測量，絕大部（bù）分的顏料失重（chóng）率在0.01%以下，在烘烤過程中也沒有任何的煙霧產生。而粉末（mò）塗料的顏料除了鈦白粉之外，別的顏料（liào）用量都很小，對冒煙的（de）影響更是可以忽（hū）略不計，因而可以排除顏（yán）料的影響。因此（cǐ），通過替換或改進填料、顏料（liào）來減少（shǎo）粉末塗料冒煙並不可行。

3.固化劑的分析

排除以上原因後，粉末塗（tú）料冒（mào）煙最有可能就是來（lái）自於固化劑和助劑。固化劑（jì）和（hé）樹（shù）脂相類似，但有一定區別，首先它在固化過程中（zhōng）與樹脂（zhī）反應而形成成膜物質，所以對於固化劑，在反應過程中小分子的揮發是必然的。首先我們測量了不同TGIC失重的大小，結（jié）果（guǒ）下表所示。

注：1以上烘烤條件均為200℃/10min；

2冒煙等級隻是為了方便直觀的對冒煙量進行對比，不作為標（biāo）準，0級到5級代表煙少到煙大。

從（cóng）以上可以看出（chū），不同TGIC雖然失重有明顯（xiǎn）的差別，但冒煙（yān）量卻沒（méi）有太大的區別。接著測試在（zài）相同的配方中，不同的TGIC所製粉末的冒煙量是否有區別（bié）。

用同一配方、不同TGIC製作4個不同的粉末，測試這4個粉（fěn）末塗料冒煙（yān）量（liàng）的（de）大小（為了避免助（zhù）劑的幹擾，該（gāi）配（pèi）方中未加任何助劑（jì）），結果如下。

注：1以上烘烤條件均（jun1）為200℃/10min；

2冒煙等級隻是為了（le）方便直觀的對冒煙量進行對比，不作（zuò）為（wéi）標準，0級到5級代（dài）表煙少到煙大。

由以上分析可知，不（bú）同廠家的（de）TGIC隻在失重率上有本質的差別，但在冒煙大小方麵並沒有明顯的區別（bié），所以通過篩選（xuǎn）TGIC來減少冒煙量的潛力不（bú）大。

4.助劑的分析

相對而言，助劑在粉末塗料中用量很少，但起著非常重要的作用，同樣的（de）由它帶來的冒煙（yān）問題也不容忽視。如（rú）以①號配方添加助劑，然後再與①號進行冒煙（yān）對比，發現加了（le）助劑之後冒煙（yān）達到（dào）3級以（yǐ）上，雖然隻添加了4-8%的助劑，卻對冒煙量產生如此大的影響，由此可以斷定，粉末塗料冒煙來（lái）源於所添加的助劑中含有的小分子物質在（zài）烘（hōng）烤（kǎo）過程中的揮發、升華。

粉末塗料常（cháng）用的助劑主要有流平（píng）劑、光亮劑、蠟粉（fěn）、消光劑、抗氧劑等，雖然用量都很少，但都有可能是冒煙的（de）主要來源。我們常用的流平劑有丙烯酸均（jun1）聚物、丙烯酸酯共聚物以及（jí）它們的有機矽改性物，它們在烘烤（kǎo）過程中會有少量的煙霧（wù）冒出，光亮劑也同樣如此。但是流平劑與光（guāng）亮劑的用量僅為（wéi）0.8%-1%，而且都不參與反應，對（duì）冒煙的影響（xiǎng）不大，改進的潛（qián）力不大。

一（yī）些功能助劑，如常用的聚乙烯（xī）蠟，外觀為白色（sè）小微珠（zhū）狀或片狀，由乙烯聚合橡膠（jiāo）加工劑而形成的，其具有（yǒu）熔點（diǎn）較高、硬度大、光澤度高、顏色雪白等特點，在高溫中熔融，在（zài）冷卻至常溫時析出，以微晶形式存（cún）在於塗料中且能遷（qiān）移到塗膜表層，最終與塗料其他組分形成一個“蠟化”的表層，達到提高抗劃傷性能的效（xiào）果。蠟粉高溫易（yì）熔融（róng）的特性，使得它在烘烤過程中不可避免（miǎn）的有大（dà）量的小（xiǎo）分子物質從表層析出，最終（zhōng）與空氣（qì）接（jiē）觸，產生冒煙（yān）現象。

不同種類的蠟粉烘烤失重以及冒煙大小測試結果如（rú）下。

注：1以上烘烤條件（jiàn）均為200℃/10min；

2冒煙等級隻是為了方便直觀的對冒煙量進行（háng）對（duì）比，不作為標準，0級到5級代表（biǎo）煙少到（dào）煙大。

由上可知，蠟粉的冒煙大小與蠟粉的性質有（yǒu）關，聚四氟乙烯蠟由於聚合度比較高，分（fèn）子量大，而且C-F鍵不容易斷裂（liè），在烘烤過程中不會產生煙霧（wù）。而改性（xìng）蠟與聚乙烯蠟相比，雖然都是聚乙烯蠟，但是普通的（de）聚（jù）乙烯蠟失（shī）重較（jiào）大，其含有的小分子（zǐ）物質較多，產生煙霧多，同時烘烤過程容易泛（fàn）黃，推測是發生了鍵的斷（duàn）裂和小分子物質的釋放。由於聚四氟乙烯分子量（liàng）大，影響（xiǎng）塗膜流平等各方麵，因而不可能大批量的應用在（zài）一般的粉末塗料當中，所以最好的辦法是通過使用（yòng）改性蠟替換聚乙烯蠟，減少了小分子物質的釋放，從而減少冒煙。

安息香作為粉末塗料優異的脫氣劑，一直都是（shì）別的脫氣劑所無法取代的。安息（xī）香的作（zuò）用機理是依靠在高溫條件下散發的小分子物（wù）質迅速帶走粉末塗料固化過程產生的揮發物，從而消除塗膜針（zhēn）孔現象，因（yīn）此冒煙是無可避免的。雖然安息香的用量隻有0.25-0.4%，冒煙量卻非常大。市場上常用（yòng）的（de）脫氣劑為安息香、消泡劑和由安息香（xiāng）改進的消（xiāo）泡劑，後兩種（zhǒng）即使能把冒煙控製在很合理的範圍（1級），但是脫氣效果明顯都不如安息香好。不同種類脫氣劑的脫氣效果和冒煙情況如下表所示。

注：1以上烘烤條件均為200℃/10min；

2冒煙等級隻是為了方便直觀的對冒煙量（liàng）進行（háng）對比，不作為標準，0級到5級代表煙少到煙大（dà）。

消（xiāo）泡劑作為一種輔助的脫氣劑不可能（néng）起（qǐ）到完全脫除氣體的作用，不能（néng）單獨使用，常常與安息香搭配，既能減少了煙霧量，又能避免塗膜產生針孔。改性安息香的表麵效果比消泡劑好（hǎo）很多，可以單（dān）獨使用，但亮光粉中要慎用，因為體係反應過快（kuài）就可能會（huì）出現針孔。如果對表麵（miàn）要求不是特別高的配方（fāng），建議使用改性安息香來減少冒煙。

消光劑作（zuò）為粉末塗料啞光粉常用的消（xiāo）光手段（duàn），往往能獲得細（xì）膩豐滿的表麵效果。然而（ér）啞光粉的光澤通常（cháng）在20-30%之間，消光劑的（de）添加量一般（bān）在2.5-3.5%之間，與其他助（zhù）劑相比，用量相對較大。而市場上的消光劑大多屬於非蠟型消光劑，其成分複雜，不同成分（fèn）反應的差（chà）異導（dǎo）致反應過程中有很（hěn）多的小分子物質釋放，從而產生明顯的冒煙現象。總體（tǐ）上，不同種類消光劑都（dōu）差別不大，在烘烤過程中都會明顯冒煙。經（jīng）過供應商改進過的消光劑雖然能在冒煙上有一（yī）定改善（shàn），但是會犧牲它本身的部分性能，比如消（xiāo）光能力、表麵的細膩（nì）度（dù）、耐沸水性能和耐（nài）老化性能等。經過對比，隻有極（jí）個別的消光劑冒煙確實較少，但仍然不夠理（lǐ）想，而且消（xiāo）光劑對粉末的機（jī）械性能和表麵效果等有很大的影響，如沒有（yǒu）特殊的要求，一（yī）般的啞光粉建議用雙組分幹混（hún）法來製作，避免消光劑的使用，從而減少冒煙。

砂紋粉的配方比（bǐ）較簡單，產（chǎn）生煙霧（wù）的源頭主要是蠟粉，隻需對蠟粉的種（zhǒng）類和用（yòng）量進行改善即可減少冒煙。

以上為粉末塗料常（cháng）用或者必須用到（dào）的基本助劑，還有一（yī）些助劑如紫外線吸（xī）收劑、增電劑、抗氧（yǎng）劑等雖然（rán）也有冒煙，但是一般隻在少量特殊的粉末中才用到，隻要選（xuǎn）擇好種類以及控製好用量就不會產生很多的煙，不會影響（xiǎng）正常的生產。

以上總結（jié）了（le）粉末塗料冒煙的主要來源，針對粉末塗料的特點和配方（fāng）結構，分別從樹脂、固（gù）化劑和助劑等各方麵去分析冒煙的原因，最終發現樹脂、固化劑、顏填料三大（dà）類材料冒煙少（shǎo），改善的空間不大。而粉末塗料常（cháng）用的助劑雖然用量（liàng）很少，卻是引起冒（mào）煙的主要原因，改善的辦法是尋找（zhǎo）冒煙少的材料進行替換或者在（zài）保證不影（yǐng）響粉末塗料性能的（de）情況下減少其用量。