粉末塗料（liào）是公認的具高效率、優良（liáng）塗膜性能、生態環保、高（gāo）經濟效益為一體的4E型塗料產品，近年來得到高速發展。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（zhì）對環（huán）境造成（chéng）的汙染，但在固化成膜過程中會有小分子物質的揮發（fā）釋放，這些揮發小分子聚集在一起會產生煙霧，這就是所謂的冒（mào）煙現象。

粉末（mò）塗料在塗裝過（guò）程冒（mào）煙會受噴塗（tú）設備的影響，立式噴（pēn）塗（tú）線產量大，單位時（shí）間內用粉量（liàng）多，同時經過固化爐的型材多，且一般沒有排風裝置，所（suǒ）以爐口產生的煙（yān）霧會多。而（ér）臥式線由於產量（liàng）低（dī），相對應的粉末用量（liàng）少，爐口（kǒu）的煙霧不（bú）會那麽明顯。

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

粉末塗料一般由樹脂、固（gù）化劑、顏料、填料和助劑組成，而（ér）助（zhù）劑又包括流平劑、光亮劑、脫氣劑（jì）、消光劑、紋理劑、抗氧劑等，根據情況按量添（tiān）加，不同種類的原材料對粉末塗料冒（mào）煙（yān）量的影（yǐng）響會有不同。

二、粉末塗料冒煙的原因分析

1.樹脂的分析

樹脂作為最主要的成膜（mó）物，一（yī）般占粉末（mò）塗料總量的50-60%，樹脂決定了粉末塗料的絕（jué）大多數性能，所以，我們（men）首先從樹脂開始研（yán）究。

常用樹脂的（de）烘烤失重及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（děng）級隻是為了方便直觀的對冒煙量進行對比，不作為標準，0級到5級代表煙少到煙大。

從上表可以看出，樹脂的失重有大有小，但都（dōu）在同一個數量（liàng）級上。在單獨烘烤過程中（zhōng）均（jun1）不會產生明顯的煙，因為（wéi）聚酯都是由多元酸與多元醇反應而來，殘留的有機小（xiǎo）分子的量都很（hěn）少，且都是無色無味的，在烘（hōng）烤過程中也不會產生煙霧，所以說樹脂可能不是粉末塗料（liào）產生煙霧的根本原因。

為此，我們用同一樹脂製作了7個不同的粉末，測試（shì）這（zhè）7個粉末塗料失重與冒煙之間（jiān）的（de）關係，結果如下。

注：1以上烘烤條件均為200℃/10min；

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

從以上兩個表的數據分析可知，粉末塗料固化成膜過程是失重的過程（chéng），用同一樹脂製成的7個粉末失重大（dà）致相同（tóng），而冒煙量卻差別很大，所以確定樹脂不（bú）是冒煙最主（zhǔ）要的來源。

2.顏料和填料的分析

同時我們也做了顏料和填料的（de）失重與冒煙（yān）對比，發（fā）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下都難（nán）以分解。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，在擠出或者磨粉的過程（chéng）中就已經完（wán）全揮發，不會對粉末冒煙有任何影響。顏料的失重更小，經過反複的測量，絕大部分的顏料失重率在0.01%以下，在烘（hōng）烤過程中也沒有任何的煙霧產生。而（ér）粉末塗料的顏料除了鈦白粉之外，別的顏料用量都很小，對冒煙的影響更是可以忽略不計，因（yīn）而可以排除顏料的影響。因此，通過替換（huàn）或改進填料（liào）、顏料來減少粉末塗料冒煙並不（bú）可行。

3.固化劑的分析

排除以上原因後，粉末塗料冒煙最有可（kě）能就是來自於（yú）固化劑和助劑。固化劑和樹脂相類似，但有一定區別，首先它在固化過程中與樹脂（zhī）反應而形成成膜物（wù）質，所以對於（yú）固化劑，在反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失重的大小，結果下表所示。

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（duì）冒煙量進行對比（bǐ），不（bú）作為標準，0級到5級代表煙少（shǎo）到煙大（dà）。

從以上可以看出，不同TGIC雖然（rán）失重有明顯的差別，但冒煙量卻（què）沒有太大的區別。接著測試在相同（tóng）的配方中，不同的TGIC所製粉末的冒煙量是否（fǒu）有區別。

用同一配（pèi）方、不同TGIC製作4個不同的（de）粉末，測試這（zhè）4個粉（fěn）末塗料冒煙（yān）量的大小（xiǎo）（為了避免助劑的幹擾，該配方中未加任何（hé）助劑），結果如下。

注：1以上烘烤條件均為200℃/10min；

2冒煙等級隻是（shì）為了方便直觀的對冒煙（yān）量進行對比，不作為標準，0級（jí）到5級代表煙少到煙大。

由以上分析可知（zhī），不同廠家的TGIC隻在失重（chóng）率上有本（běn）質的差別（bié），但在冒煙大（dà）小方麵並沒有明顯的區別，所（suǒ）以通過篩選TGIC來減少冒煙量的潛力不大。

4.助劑的分析

相對而言，助劑在粉末（mò）塗料中用量很少，但起著非常重（chóng）要（yào）的作用，同樣的由（yóu）它帶來的冒煙問題也不容忽視。如以①號配方添加助劑，然後再與①號（hào）進行冒煙對（duì）比，發現加了助劑之後冒煙達到3級以上，雖然隻添加了4-8%的（de）助劑，卻對冒煙（yān）量產生如（rú）此大的（de）影響，由此（cǐ）可以斷定，粉（fěn）末塗料冒煙（yān）來源於（yú）所添加的助劑中含有的小分子（zǐ）物質在烘烤過（guò）程中的揮發、升華。

粉末塗料常用的助（zhù）劑主（zhǔ）要（yào）有（yǒu）流平劑、光（guāng）亮劑、蠟粉、消光劑、抗氧劑等，雖然用量都很少，但都有可能是冒（mào）煙的主要來源。我們（men）常用的（de）流平劑有丙烯酸均聚物、丙烯酸酯共聚物以及它們（men）的（de）有機矽改性物，它（tā）們在烘烤過程中會有少量（liàng）的煙霧冒出，光亮（liàng）劑也同樣如此。但是流平劑與（yǔ）光亮劑的用量（liàng）僅為0.8%-1%，而（ér）且都不參與反應，對冒煙的影響不大，改進的潛力不大。

一些（xiē）功能助（zhù）劑，如常用的聚乙烯蠟，外觀（guān）為白色小（xiǎo）微珠狀或片狀，由乙烯聚合橡膠加（jiā）工（gōng）劑而形（xíng）成的，其（qí）具有熔點較高、硬度大（dà）、光澤度高、顏色雪白等特點，在高溫中熔融，在冷（lěng）卻至常溫時析（xī）出，以微晶形式存在於塗料（liào）中且能遷移到塗膜表層（céng），最終（zhōng）與塗料其他組分形（xíng）成一個“蠟化”的表層（céng），達到提高抗劃傷性能的（de）效果。蠟粉高溫易熔（róng）融的特（tè）性，使得它在烘烤（kǎo）過程中不（bú）可避免的有大量（liàng）的小分子物質從（cóng）表層析出，最終與空氣（qì）接觸，產生冒（mào）煙現象。

不同種類的蠟粉烘烤失重以及冒煙大小測試結果如下。

注：1以上烘烤條件均為200℃/10min；

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

由上可知，蠟粉的冒煙大小與蠟（là）粉的性質有關，聚四氟乙（yǐ）烯蠟由於聚合度比較高，分子量大，而且C-F鍵不容易斷裂，在烘烤過程中不（bú）會產生煙霧。而改性蠟（là）與（yǔ）聚（jù）乙烯蠟相比，雖然都是聚乙烯蠟，但（dàn）是普（pǔ）通的聚乙烯蠟失重較大，其含有的小分子物質較多，產生煙霧多，同時（shí）烘烤過程容易泛黃，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大，影響塗膜流平等（děng）各方麵，因而不可能大批量的應用在一般的粉末塗料（liào）當中，所以最（zuì）好的辦法是通過使用（yòng）改性蠟替換聚乙（yǐ）烯蠟，減少了小分子物質的釋放，從（cóng）而減（jiǎn）少冒煙（yān）。

安息香作為粉末塗料優異的脫氣劑，一直（zhí）都是（shì）別的脫氣劑所無（wú）法取代的。安息香的作用機理是依靠在高溫（wēn）條件（jiàn）下散發的（de）小分子物質迅速帶走粉末塗料（liào）固化過程產生的揮發（fā）物，從而消（xiāo）除（chú）塗膜針孔現象，因此冒（mào）煙是無可（kě）避免的。雖然（rán）安息香的用量（liàng）隻有0.25-0.4%，冒煙量卻非常大。市場上常用的脫氣劑為安（ān）息香、消泡劑和由安息香改進的消泡劑，後兩種即使能把冒煙（yān）控製在很合理的範圍（1級），但是（shì）脫氣效果明顯都不如安息香好。不同（tóng）種類脫氣劑的脫氣效果和冒煙情（qíng）況如下表所示。

注：1以上烘（hōng）烤條（tiáo）件（jiàn）均為200℃/10min；

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

消泡劑作為一種輔助的脫氣劑不可能起到完全脫除氣體的作（zuò）用，不能單獨（dú）使用（yòng），常常（cháng）與安息香搭配，既能減少了煙霧量，又能避（bì）免塗膜（mó）產生針孔。改性（xìng）安息香的（de）表麵效果比消泡劑（jì）好很多，可以單獨使用，但（dàn）亮光粉中要（yào）慎用（yòng），因為體係反（fǎn）應過快就可能會出現針孔。如果對表（biǎo）麵（miàn）要求（qiú）不是特別高的配方，建議使用改性安息香來減少冒煙。

消光劑作為（wéi）粉末塗（tú）料啞光粉常用的消光手（shǒu）段，往（wǎng）往能獲得細膩豐滿的表麵效果。然而（ér）啞光粉的光澤通常在20-30%之間，消光劑的添加（jiā）量一（yī）般在2.5-3.5%之間，與其他（tā）助劑相（xiàng）比（bǐ），用量（liàng）相對較（jiào）大。而市場（chǎng）上的消光劑（jì）大多屬於非（fēi）蠟型消（xiāo）光劑，其成分複雜，不同成分反應的差異導致反應過程中有很多的小分子物質釋放，從而產生明顯的冒煙（yān）現象（xiàng）。總體上，不同種類消光劑都差別（bié）不（bú）大，在烘烤過程（chéng）中都會明顯冒煙。經過供（gòng）應商改進過的消光劑雖（suī）然能在冒煙上有一定改善，但是會犧牲（shēng）它本身的部分性能，比如消光能力、表麵的細膩度、耐沸水性能（néng）和耐（nài）老化性能等。經過（guò）對比，隻有極個別的消光劑冒煙確實較少，但仍然不夠理想（xiǎng），而且消（xiāo）光劑對粉末的機械性能和表麵效果等（děng）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（lái）製作，避（bì）免消光劑的使用，從而減少冒煙（yān）。

砂紋粉的配方比較簡單，產生煙霧的源頭主要是蠟粉，隻需對蠟粉的（de）種類和用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（xū）用到的基本助劑，還有一些（xiē）助劑如紫外（wài）線（xiàn）吸收劑、增電劑、抗氧劑等雖然也有冒煙，但是一般隻在少量（liàng）特殊的粉末中（zhōng）才用（yòng）到，隻（zhī）要選（xuǎn）擇好種類以（yǐ）及（jí）控（kòng）製好用量就不會產生很多的煙（yān），不會影響（xiǎng）正常的生產。

以上總結了（le）粉末塗料冒煙的主要（yào）來源（yuán），針對（duì）粉末塗料的特（tè）點和配方結（jié）構，分別從樹脂、固化劑和助劑等各方麵去分析冒煙的原（yuán）因，最終發現（xiàn）樹（shù）脂、固化劑（jì）、顏填料三（sān）大類材料冒煙少，改善的空間（jiān）不大。而粉末塗料常用的助劑雖然用量很少，卻是引起冒（mào）煙的（de）主要原因，改（gǎi）善的（de）辦法是尋找冒煙少（shǎo）的材料進行替換或者在保（bǎo）證不影響粉末塗料性能的情況下減少其用量。