粉末塗料是公認的具高效率、優（yōu）良塗膜性能、生態環保、高經濟效益為一體的4E型塗料產品，近（jìn）年來得到高速發展。然而與傳統的溶劑型塗料相比，粉末塗料雖然沒有易揮發的有毒物質對環境造成的汙染，但在固化成膜過程中會有小分（fèn）子物質的揮發釋放，這些揮（huī）發小分（fèn）子聚集在一起會產生煙霧（wù），這就是所謂的冒煙現象。

粉末塗料在塗裝過程冒煙會受噴塗設備的影響（xiǎng），立式噴塗線產量（liàng）大，單位（wèi）時間內用粉量多，同時經過固（gù）化爐的型材多，且一般沒有排風裝置，所以爐口產（chǎn）生的煙霧會多。而臥式線由於產量低，相對（duì）應的粉末用量少，爐口的煙霧不會那麽明顯。

一般烤爐的進出口處冒煙（yān）大，若車（chē）間排煙不（bú）力，則生產車間內頂部（bù）會雲霧繚繞。從噴塗現場來看，不管是平麵粉還是砂麵粉，亮光粉的還是平光（guāng）粉、啞光（guāng）粉，都有冒煙的現象，其中以啞（yǎ）光粉最為嚴重。

粉末塗料一般由樹脂、固化劑（jì）、顏料、填料和（hé）助劑（jì）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（kuàng）按量添加，不同種類的原材（cái）料對粉末塗料冒煙量的影響會有不同。

二、粉末塗料冒煙的原因分析

1.樹脂的分析

樹（shù）脂作為最主要的（de）成膜物，一般占粉末塗料總量的50-60%，樹脂（zhī）決定（dìng）了（le）粉末塗料的絕（jué）大多數性能，所以，我們（men）首先（xiān）從樹脂開始研（yán）究。

常用樹脂的烘烤失重及冒煙情況如下表所示。

注：1以上烘烤（kǎo）條件均為200℃/10min；

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

從上表可以看出，樹脂的（de）失重有大有小，但都在同一個數（shù）量級上。在單獨（dú）烘（hōng）烤過程（chéng）中均不會產生明顯的（de）煙，因為聚酯都是（shì）由多元酸與（yǔ）多元醇反應而來，殘留的（de）有機小分子的量都很少，且都是無色無味的（de），在烘烤過程（chéng）中也不會產（chǎn）生（shēng）煙霧，所以說樹（shù）脂（zhī）可能不是粉末塗料產（chǎn）生煙霧的根（gēn）本原因。

為此，我們用同一樹脂製作了7個不同（tóng）的粉末，測試這7個粉末（mò）塗料失重與（yǔ）冒煙之間的（de）關（guān）係，結果如下。

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（yān）量進行對比，不作為標準，0級到5級代表煙少到煙大。

從以上兩個表的數據分（fèn）析（xī）可知，粉末（mò）塗（tú）料固（gù）化成膜過程是失重的過（guò）程，用同一樹脂製成的7個粉末（mò）失重（chóng）大致（zhì）相同，而冒煙量（liàng）卻差別很大，所以確定樹脂不是（shì）冒煙（yān）最主（zhǔ）要的來源。

2.顏料和填料的分（fèn）析

同時我們也（yě）做了顏料和（hé）填料的（de）失重與冒（mào）煙對比，發現填料的失重都在0.02%以下，而且常用的填（tián）料都是無機物，在常溫或者較高的溫度（dù）下都難以（yǐ）分解。實際上，填料的失重主要是來自於其所含的水分或者是結合水（shuǐ），在擠出或（huò）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。顏料的失重更小，經過反複（fù）的測量，絕大部分的顏料失重率在0.01%以下，在烘烤過（guò）程中（zhōng）也沒有任何的煙霧產生（shēng）。而粉末塗料的（de）顏料除了鈦白粉之外，別的顏（yán）料用量都很小，對冒煙的影響更是可以忽略不計（jì），因而可（kě）以排除顏料的影響。因（yīn）此（cǐ），通過替換或改進填料、顏料來減少粉末塗料冒（mào）煙並不可行。

3.固化劑的分（fèn）析

排除以上原因後（hòu），粉末塗料冒煙最有可能就是來自於固化劑和助劑。固化劑和（hé）樹脂相類似，但（dàn）有一定區別，首先它在固化過程中與樹脂反應（yīng）而形（xíng）成（chéng）成膜物質，所以對於（yú）固化（huà）劑，在反（fǎn）應過程中小分子的揮發是必然的。首先（xiān）我們測量了不同TGIC失重（chóng）的大小（xiǎo），結果下表（biǎo）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（zhí）觀的對（duì）冒煙量進行對比（bǐ），不作為標準，0級到5級代表煙少到煙大。

從以上可以看出，不同TGIC雖然失（shī）重有明顯的差別，但冒煙量卻沒有太（tài）大的區別。接著測試在相同的配方中，不同的TGIC所製粉（fěn）末的冒煙量是否有區別。

用同一配方、不同（tóng）TGIC製作4個不同的粉末，測試這4個粉末塗料冒煙量的大小（為（wéi）了避免助劑的幹擾，該（gāi）配方中未加任何助劑），結果如下（xià）。

注：1以上烘烤條件均（jun1）為200℃/10min；

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

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

4.助劑的分析

相對而（ér）言，助劑在粉末塗料中用量很少，但起著非（fēi）常重要的作用，同樣的由它帶來的冒煙問題也不容（róng）忽視（shì）。如以①號配方添加（jiā）助劑，然後再與①號進（jìn）行冒（mào）煙對比，發現（xiàn）加了（le）助劑之後冒煙達到3級以上，雖然隻添加了4-8%的助劑，卻對冒煙量產生（shēng）如此大（dà）的影響，由此可以斷定，粉末塗料冒煙來源於所添加的助劑中含有的小分子物質（zhì）在烘烤過程中的揮發、升華。

粉末塗料常用的助劑（jì）主要有流平劑、光亮劑、蠟粉、消光劑、抗氧劑等，雖然用（yòng）量都很少，但都有可能（néng）是冒煙的主要來源。我們常用的流平劑有（yǒu）丙烯酸均聚物、丙（bǐng）烯酸酯共（gòng）聚物（wù）以及它們的有機矽改（gǎi）性物，它們在烘烤過（guò）程中會有少（shǎo）量的煙霧冒出（chū），光（guāng）亮劑也同樣（yàng）如此。但是流平劑與（yǔ）光亮劑的用量僅為0.8%-1%，而（ér）且都不參與反應，對冒煙的影（yǐng）響不大（dà），改進的潛力不大。

一些功能助劑，如常用的聚乙（yǐ）烯蠟，外觀為（wéi）白色小（xiǎo）微珠（zhū）狀或片狀，由乙烯聚合橡膠加工劑（jì）而形成（chéng）的，其具有熔點較高、硬度大、光澤度高、顏色雪白等（děng）特點，在高溫中熔融，在冷卻至常溫時析（xī）出（chū），以微晶形式存在於塗料中且能遷移到塗膜（mó）表（biǎo）層，最終與塗料（liào）其他組分（fèn）形成一個“蠟化”的（de）表層，達到提高抗劃傷性能的效果。蠟粉（fěn）高溫易熔融的特性，使得它在烘烤過程中不可避免的有（yǒu）大（dà）量（liàng）的小分子物質從表層析出，最終與空（kōng）氣接（jiē）觸，產生冒煙現象。

不（bú）同種類（lèi）的（de）蠟（là）粉烘烤失重（chóng）以（yǐ）及冒煙大小測（cè）試結果如下（xià）。

注：1以上烘烤條件均為200℃/10min；

2冒（mào）煙（yān）等級隻是為了方便直（zhí）觀的（de）對冒煙量進行對比，不作為標準，0級到5級（jí）代表煙少到煙大。

由上可知，蠟（là）粉的冒煙大小與蠟粉的性質有關，聚四氟乙烯蠟由於聚合度比較高，分子量大，而且C-F鍵不容易斷裂，在（zài）烘烤過程中不會（huì）產生（shēng）煙霧。而改性蠟與聚乙烯蠟相（xiàng）比，雖然都是聚乙烯蠟，但是（shì）普通的聚乙烯（xī）蠟失重較大，其含有的小分（fèn）子物質較多，產生煙霧多，同時烘烤過程容易泛黃，推測（cè）是發生（shēng）了鍵的斷裂和小分子物（wù）質的釋放。由於聚（jù）四（sì）氟乙烯分子量大，影響塗膜流平（píng）等各（gè）方麵，因而不可能大（dà）批量（liàng）的應用在一般的粉末塗料（liào）當中，所以最好的辦法是通過使用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（yān）。

安息香作為粉末塗料優異的脫（tuō）氣劑，一（yī）直都是別的脫氣劑所無法取代的。安息（xī）香的作用機理是依靠在高溫條件（jiàn）下散發的小分子物質迅速（sù）帶走粉末塗料固化過程（chéng）產生的（de）揮發物（wù），從（cóng）而消除塗膜針孔現（xiàn）象（xiàng），因此（cǐ）冒煙是無可避免的。雖然安息香（xiāng）的用量隻（zhī）有（yǒu）0.25-0.4%，冒煙量卻非（fēi）常大。市場上常用的脫氣劑為安息香、消泡劑和由安息香改進的消（xiāo）泡劑，後兩種即使能把（bǎ）冒煙控製在很合理的範圍（1級），但是脫氣效果明顯都不（bú）如安息香好。不同（tóng）種類（lèi）脫氣劑的脫氣（qì）效果和冒煙情況如下表所示。

注：1以上（shàng）烘烤條件（jiàn）均為200℃/10min；

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

消泡劑（jì）作為一種輔助的脫氣劑不可能起到完全脫除氣體的作用，不能單獨使用（yòng），常常與安息香搭配，既能減少了煙（yān）霧量，又（yòu）能避免塗（tú）膜產生針孔。改性（xìng）安息香的表麵效果比消泡（pào）劑好很多，可以單獨使用，但亮光粉中要慎用（yòng），因為（wéi）體係（xì）反應過快就可能（néng）會出現針孔。如果對表麵（miàn）要求不是特別高的配（pèi）方，建議使用改性安息香來減少冒煙。

消光劑作為粉末塗料（liào）啞光（guāng）粉常（cháng）用的消光手段，往往能獲（huò）得（dé）細膩豐滿的表麵效果。然而啞光粉的光澤通常在20-30%之間，消光劑的添加量一般在2.5-3.5%之間，與其他助劑相比，用（yòng）量相對較（jiào）大。而（ér）市場上的消光劑大多屬於非蠟型消光劑（jì），其成分複雜，不同成分反應的差異導致反（fǎn）應過程中有很多的小分子物質釋放，從而產生明顯（xiǎn）的冒煙現象。總體上，不同種類消光劑（jì）都差別不大，在烘烤過程中都會明顯冒煙。經過供應商改進（jìn）過的消光劑雖然能在冒煙上有一定改善，但是會犧牲它本身的（de）部分性能，比如消光能（néng）力、表麵的細膩度、耐沸水性（xìng）能和耐老化（huà）性能等。經過對比，隻（zhī）有極個別的消光劑冒煙確實較少，但仍然（rán）不夠理想，而且消（xiāo）光（guāng）劑（jì）對粉末的（de）機械性能和表麵效果等有很大的影響，如沒有特殊的要求，一般的啞光粉建議用雙組分幹混法來製作，避免消光劑的使用，從而減少冒煙。

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

以上為粉末塗料常（cháng）用或者必須用到的基（jī）本助劑，還有一些助劑如紫外線吸收劑、增電劑、抗氧劑等雖然也有冒煙，但是一般隻在少量特殊的粉末中才用到，隻要選擇好種類以及控製好用量（liàng）就不會產生很多的煙，不會（huì）影響正常的生產。

以上總結了粉末塗料冒煙的主要來源，針對粉末塗料的特（tè）點和配方結構，分（fèn）別從樹脂、固化劑和助劑等各方麵去分析冒煙的原（yuán）因，最終發現樹脂（zhī）、固化劑、顏填料（liào）三大類材料冒煙（yān）少，改善的空間不大。而粉末塗料常用（yòng）的助劑雖然用（yòng）量很少，卻是引起冒煙的主要原（yuán）因，改善的辦法是尋找冒煙少的材（cái）料（liào）進行替（tì）換或（huò）者在保證不影響粉末塗料性能的情（qíng）況下減少其用（yòng）量。