許多客戶都對粉末的運用率要求很高，而上粉率是對運用率最具體的表現。上粉率的影響因素比較多，例如樹脂份，粒度，流動性，樹脂品種等等，金屬粉與普通粉也有差異，別的再加一些查驗辦法。
這個論題可大可小，是一個集資料、配方規劃、運用一體的系統工程，所以本文只是結合粉末涂料的一些特點，對一些大家比較關注的點打開部分討論。并總結了上粉率的一些檢測辦法供大家參閱。
1、粉末涂料簡介
跟著人們對環保的認識日益進步，國家法律法規對環保的要求也越來越嚴格，一些污染的涂裝工藝逐步受到了限制。
在這種條件下，為了最大限度下降對環境的污染，對工程機械職業所用涂料及涂裝工藝提出了更高的要求。
因為粉末涂料與傳統溶劑型涂料比較，更具有經濟性和環保性。近年來，跟著粉末涂料新產品和新技術的不斷開發，使其在許多范疇得到了開展。
2、上粉率的意義及背景
粉末涂料的上粉率，也可理解為粉末噴涂工件的覆蓋率，在確保粉末涂膜的外觀、機械功能等前提下,單位耗粉量是客戶最重要的出產本錢操控目標,所以粉末涂料的上粉率顯得非常重要。
打開來講，噴槍的一次上粉率更為重要，第一次噴涂到工件上的粉末數量與總出粉量（包括未噴上而被收回的粉末數量）之比，稱之為堆積效率。粉末的收回量巨細與堆積效率成反比，堆積效率越高，則粉末收回量越小。
結合粉末涂料為100%固體涂料的特點，過噴的粉末涂料能夠收回再用，一般噴涂設備由噴涂系統和收回系統組成（如圖1）。
所以上粉率在這里顯得尤為重要，抱負狀態下咱們期望噴出的涂料100%吸附在工件上，沒有任何涂料進入收回系統。
因為進入收回系統后的涂料在流動性，粒度，粉體物性上都有變化，特別是金屬作用粉末涂料，直接影響到是否能重復運用的問題。
而現實狀況是因為噴涂系統、粉體特性、工件形狀等因數的影響，粉末涂料一次上粉率正常都在60%以下，有些乃至低于30%（譬如一些籃框等異型工件）。

3、影響上粉率的因數
一、粉末涂料本身的帶電性
（一）影響上粉率的因數許多，從噴涂角度考慮（如圖2），粉末涂料從噴涂系統出來后受到壓縮空氣推動力（藍色）、空氣阻力（黃色）、粉體重力（綠色）、靜電力（赤色）；
抱負狀態是當粉末挨近所需噴涂的工件時，壓縮空氣推動力、空氣阻力、重力其合力為0，粉漆顆粒僅在靜電力的作用下吸附到工件外表。
由此咱們能夠推斷出慣例影響粉末上粉率的因數主要是粉末涂料粉體帶電性。依據庫倫規律，在一定時間內，粉末涂料顆粒的帶電量有如下的公式（圖2） ①，可見經過進步粉末涂料的帶電功能夠顯著進步粉末涂料的上粉功能。

 

（二）進步粉末涂料的帶電性辦法各家都有不同的見地，咱們開始總結，能夠從4個方面著手：
(1)操控粉末涂料顆粒粒度及散布。有圖3能夠得知粉末帶電量與粉末粒徑的平方成正比。所以理論上顆粒粗，帶電量會添加，但粒度粗了，外表作用會變差。
所以咱們實踐出產中經過配方規劃，以及調整設備的工藝參數，例如喂料/磨的速度將均勻粒度操控在合理規模內，搭檔需求操控粒度散布。
過小的粒徑（10um以下）上粉率比較差，所以粒度散布越窄越好，一般操控在35um左右。過粗、過細粒徑所占比例越少越好。

(2)粉末配方規劃樹脂份的比例。配方中高分子有機物（俗稱樹脂份）的含量決議這個粉末的帶電功能，理論上樹脂份越高，粉末的帶電功能越高。
但因為市場競爭激烈，從本錢考慮盡可能的削減樹脂份，削減顏基比，添加填料含量成了必然。
筆者以為，沒有適宜的樹脂份作為基礎，進步粉末上粉率很難。現在也有許多客戶經過丈量燒蝕份來檢測粉末的有機物含量來查驗粉末，客戶也懂得樹脂份的含量決議著粉末上粉率及運用率。
(3)粉末流動性/水分等物性目標的操控：粉末涂料在制造進程中的水分含量及粉體流動性也密切關系到上粉率。
在設備清洗或天氣及冷凝水的影響下，粉末或多或少的會含一部分水份，會直接影響到粉末上流動性和涂膜外表，也下降上粉率，所以咱們要經過削減水洗設備，操控進風口濕度，削減高濕度天氣出產等手法削減水份進入粉體。
別的運用氣相二氧化硅和氧化鋁C等流動助劑進步粉體流動性也是進步上粉率的有效辦法。需求注意的是流動助劑的品種及流動性的巨細需求結合粉末涂料出產的工藝、空氣氣溫、濕度和客戶的設備需求做相應調整。
(4)添加帶電助劑：在粉末涂料中參加抗靜電劑或電荷調節劑可下降粉末的外表電阻使粉末更好地堆積到工件的外表上，也改進了靜電噴涂中法拉弟效應的發生。
就靜電涂裝而言，在接地工件和噴槍電極之間施加了一個很強的電壓并發生很強的靜電場。
因為施加的電壓足夠高使得在槍尖部分發生CORONA放電，CORONA放電是一種冷態的等離子體，它會在放電區域發生許多的電子并充斥在電極和工件之間。
這些電子會吸附在空氣的分子中發生帶負電荷的離子，這些帶電的離子會吸附在粉末粒子上并跟著噴涂進程在工件上堆積。
事實上粉末粒子的帶電效率是非常低的，大約只有0.5%，其它大部分為自在離子，它們會跟著噴涂進程吸附在被涂外表并發生累積直至排斥或放電停止，嚴重地影響了粉末的進一步堆積和凹槽面上粉率。
而外表電荷調節劑則能夠平衡或改進被涂工件外表的自在離子的累積，然后改進噴涂作用，使厚膜涂裝也成為可能。
高分子外表的高外表電阻致使發生的靜電荷很難排泄出去，一般能夠經過以下辦法取得。
①進步加工環境的濕度有利于按捺靜電荷的發生和促使電荷的走漏；
②改進聚合物的結構，如引入極性化或離子化基團以進步導電性；
③在高分子資料中參加導電性資料如金屬粉，碳黑等；
④添加抗靜電劑進步資料的極性或吸濕性。
以上幾種辦法各具特點，其間濕氣對資料的外表電阻或體積電阻影響很大，而有些辦法如添加金屬粉末或改進高分子資料等不是在任何運用場合下都能夠輕松取得的，有局限性，而添加抗靜電劑的辦法最簡單易行。
抗靜電劑按親水基能否被電離可分為離子型和非離子型。假如親水基電離后帶負電則為陰離子型，反之帶正電則為陽離子型。
假如帶有二個以上的親水基而電離后又別離帶有不同的電荷時則又分為兩性離子型抗靜電劑；
若不電離則稱為非離子型抗靜電劑，不論其怎么分類其作用原理基本相同，主要運用外表活性特征吸附空氣中的水分，外表活性劑發生極化構成極薄的導電層，構成電荷走漏通道。
因而絕大多數的抗靜電作用取決于化合物結構和環境的相對濕度。與吸濕機理比較，添加抗靜電劑所發生的潤滑作用而由此下降的沖突系數在一定程度上也按捺了靜電荷的發生。
需求說明的是抗靜電劑的添加量和高分子結構及運用環境相關，過多的導入會導致噴涂效率的下降乃至發生不吸附現象。
陰離子型抗靜電劑一般有硫酸衍生物、磷酸衍生物和高分子量的陰離子型聚丙烯酸鹽等。陽離子型則有季銨鹽類、烷基咪唑啉類等。
非離子型則有脂肪酸、醇、烷基酚的環氧加合物，胺類衍生物等，在實踐運用中絕大部分抗靜電劑都歸于陽離子型季銨鹽類和陰離子磺酸衍生物。
特別是胺類的產品會對環氧系統發生催化作用或導致過烘烤黃變，同時過多的導入也會導致帶電性下降然后影響吸附率。
因為在噴槍和工件之間存在著非常強的電場，因而靜電涂裝很難對拐角或凹槽處發生非常好的涂裝作用；
而沖突帶電噴涂能夠較好地處理在類問題，因為沖突槍（tribo gun）不發生很強的電壓，不會在工件外表鄰近發生很強的電場以阻撓帶電粒子的飛入。
沖突槍噴涂主要是經過粉末粒子在管道中沖突帶電，對不同的樹脂系統因為具有不同的帶電作用，所以為了取得較好的帶電率，咱們在涂料配方或樹脂中參加一定量的沖突帶電劑以進步沖突帶電作用。
含氮化合物可顯著改進沖突帶電性，因而有些顏料乃至 ？-HAA都是有效地沖突帶電物質。
為了避免含氮添加劑對含有環氧系統發生加快性，一般用受陰胺或胺醇類物質作沖突帶電劑，某些光穩定劑如（HALS）如Ciba-Geigy的Tinuvin144一般也用作沖突帶電劑運用。
有時為了加強沖突帶電性，在配方系統中還參加少數高度分散的氧化鋁粉末來添加沖突帶電作用。
二、除粉末涂料本身的特性，此外影響粉末涂料上粉率的因數還與噴槍的類型、工藝參數、工件的形狀以及噴涂辦法有關。
  
（一）*電暈式”充電：采用一個高電壓電場使周圍的空氣發生電離作用，引至帶電離子的發生。
在噴涂時，當粉漆顆粒碰上這些處于不穩定狀態的帶電離子時，粉漆便會接受電荷充電。
靜電噴涂的兩個現象：
(1)靜電屏蔽（左上），靜電場中導體處于靜電平衡時，導體內部場強為零，因而導體外部的電力線只能終止（或開始）于導體外表并與導體外表筆直，不能穿入導體而進入導體內部。
針對靜電噴涂而言，即是當所需噴涂零件為一凹形零件，粉末在電力線的指引下很難進入凹位，然后發生此部分涂層薄乃至無法上粉。這方面咱們能夠考慮經過沖突槍來處理。
(2)反向電離（右上），是由儲存在工件外表的粉末層所發生的靜電場而發生的，當粉末涂層厚度添加時，其所發生的電場也隨之增強。
當到達足以電離周圍空氣時，就會好像高壓導電針相同放電。帶正電的離子就會向帶負電的離子射來的方向運行。因而中和一部分粉末離子，限制粉末進一步噴上工件。
（二）噴槍的靜電操控，可按工件的不同形狀來設置。一般平板零件，80kV，100uA；有凹槽的復雜零件，80kV，22uA；重涂，40kV，100uA。
特別需求關注的是，國產噴槍當設定較低電壓，需求進步電流時，會出現無法將噴槍電流保持在15uA以上，導致噴槍無法正常帶電。一般情況下靜電電流在15uA以上，均能到達充電。
（三）噴涂氣流的操控：由以上論說能夠以為，出份量的多少能夠由噴涂的需求來調整，多數情況下，噴槍出粉量宜100-200g/min。輔佐氣以不發生吐粉為宜，一般在4.0Nm2/hr。
需求指出的是加到噴槍導電針部分的三次氣，其作用是整理導電針，使之不會因為靜電原因發生粉末在槍尖部位積粉，特別是噴涂細銀作用的金屬粉。
并且因為是直接加到槍尖部位，以0，2為適宜，太大會導致已噴涂在工件上的粉末會再次吹落。
（四）其他影響因數：噴槍的距離也直接影響上粉率，噴槍距離工件越近，粉末上粉率越好，但跟著槍距近，反向電離和擊穿現象加重。
工件的接地也影響到上粉功能，杰出的接地有利于粉末顆粒的吸附。此外影響因數還有工件形狀，工件掛件密度，噴槍的位置設置等等。
4、上粉率查驗辦法
一、粉體粒度檢測：
測驗設備：干法&濕法粉體粒度儀。
測驗辦法：按設備操作規程。
越來越多的粉廠認識到粒度操控的重要性，粉體的粒度檢測直接關系到粉末運用進程中的上粉功能，涂膜外表功能。
所以批次粒度操控尤為重要，經過在線粒度檢測，實時調整設備參數，然后穩定粉體粒度，穩定客戶運用工藝。所以一般粉末的均勻粒徑操控在 35 ～ 45 μm 為宜 。
二、粉體流動性檢測：
測驗設備：粉體流動測驗儀。
測驗辦法：按設備操作規程。與粒度檢測類似，粉體流動性的檢測許多粉廠重視缺乏。粉體流動性的定量檢測，有利于批次穩定性操控，削減粉體流動性波動。
擬定出適合的操控規模，慣例的檢測儀器規模在120以上。考慮粒度、氣溫及濕度影響，不少加，更不能多加流動助劑。
三、燒蝕份檢測：
測驗設備：馬弗爐。此辦法多用于涂裝客戶用來查驗粉末的樹脂份。
測驗辦法：稱取一定量的粉末涂料，置于馬弗爐內500度以上高溫燒蝕，待有機物揮發徹底后，稱量剩余物。
經過剩余物的分量判別樹脂份含量，然后判別上粉功能的優劣。考慮到流平劑等功能助劑也會揮發掉，所以慣例的燒蝕殘留量在30%左右。
四、死角上粉率測驗

實驗器件：實驗室高壓靜電噴槍；鋁板；夾子；電子天平；實驗粉末涂料；
實驗辦法：運用一個專門規劃的鋁板，進行死角上粉率的測驗實驗，鋁板中心凹槽深3cm，寬3cm，如上圖所示。
噴涂前用夾子將三條鋁片（寬3cm，長和鋁板相同），別離固定在相應部位，兩條坐落槽外，一條坐落槽后內壁上，然后在固定風量，電壓下依據實驗噴涂定量粉末。三條鋁片在噴涂前和噴涂后別離稱重，以測定粉末堆積量。
經過槽內后壁粉末堆積量M(internal)與槽外兩條鋁片上粉末量均勻值M(outer)進行比較，就能測出死角上粉率R=1表明死角上粉率好，R=0時表明靜電屏蔽效應最大，死角上粉率簡直為0。
五、彎板敲擊：     
因為金屬顏料，特別是鋁粉、銅粉導體的特性，在高壓靜電下帶電性差，使得產品粉末涂料的帶電性下降。在客戶運用時會形成上粉差、鏈條顫動掉粉等現象。
為了處理上述問題，在出廠前需求進行屢次從檢測，其間一項就是對彎板進行敲擊。
靜電噴涂后的樣板在敲擊后需求對彎板進行烘烤，在敲擊進程中怎么確保每次敲擊的力度相同的問題和敲擊后對彎板移動影響檢測作用的問題需求處理。比較粉末的掉落的面積。得出粉末帶電性的等級。
六、粉體電阻率：
 實驗器械：壓片機+電阻測驗儀
實驗辦法：稱取一定量的粉末，用壓片機壓成粉餅。用電化學站電阻測驗儀稱量電阻R，再換算成粉體電阻率。優異上粉率粉體的電阻率應該操控在< 1 MΩ·cm。
此外還有許多一下檢測辦法，例如看落地粉的分量、噴涂板厚涂膜的分量等等，筆者覺得辦法只要有重復性，可操作性或可對比性，沒有好壞之分，只要在客戶運用前經過檢測模仿出上粉率即可。
5、總結
綜上所述，粉末涂料的上粉率與粉體本身的功能密切相關，也受到運用環境、工藝、工件設備等影響。
雖然復雜，但咱們作為粉末技術人，在從事著關乎綠色環境的環保職業，更有責任進步粉末涂料職業的拓展，粉末的上粉功能關系到客戶的運用感觸和施工及運用本錢，相信在未來的涂料開展中，更多的職業和客戶認識到漆改粉的優勢，然后迎來粉末職業的新高峰。