粉末塗料是公（gōng）認的具高效率、優良塗膜性能、生態環保、高經濟效益為一體的4E型塗料產品，近年來得到高速（sù）發展。然而與傳（chuán）統的溶（róng）劑型塗料相比，粉末塗（tú）料雖然沒有易揮發的有毒（dú）物質對環境造成的汙染，但在固化成（chéng）膜過程中會有小分子物質的揮發釋放，這些揮發小分（fèn）子聚集在（zài）一起會產生煙霧，這就是（shì）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，立式噴塗線產量大（dà），單位時間內用粉（fěn）量多，同時經過固化爐（lú）的型材多，且一般沒有排風裝置，所以爐口產生的煙霧會多。而臥式線（xiàn）由於產量低，相對應的粉（fěn）末（mò）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大，若（ruò）車間排煙不力，則生產車（chē）間內頂部會雲霧繚繞。從噴塗現場來（lái）看，不（bú）管是平麵粉還是砂（shā）麵粉，亮光（guāng）粉（fěn）的還是（shì）平光粉、啞光粉（fěn），都有冒（mào）煙的現象，其中以啞（yǎ）光粉最為（wéi）嚴重。

粉末（mò）塗料一般由樹脂（zhī）、固（gù）化劑、顏料（liào）、填料和（hé）助劑組（zǔ）成，而助劑又包括流平劑（jì）、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（liào）冒煙量的影響會有不同。

二、粉末塗料冒（mào）煙的原因分析

1.樹脂的分析

樹脂作為最主要的成膜物，一般占粉末塗料總量的50-60%，樹脂決定了（le）粉末塗料的絕大多數（shù）性能，所以，我們首先從樹脂開始研究。

常用樹脂的烘烤失重及冒煙（yān）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（biàn）直觀的對冒煙量進行對比，不作為標準，0級到5級代表（biǎo）煙少到煙大（dà）。

從上表可以（yǐ）看出，樹脂（zhī）的失重有大有小，但都在同一個數量級上。在單獨烘烤過程中均不會產（chǎn）生明顯（xiǎn）的煙，因為聚酯都（dōu）是由多元酸與多元醇反應而來，殘留（liú）的有機小分子的量都很少，且都（dōu）是無色無味的，在烘烤過程中也不會產生煙霧，所以說樹脂可能不是粉末塗（tú）料（liào）產生煙霧（wù）的根（gēn）本原因。

為此，我們用同（tóng）一樹脂（zhī）製作了7個不同（tóng）的粉末，測（cè）試這7個粉（fěn）末塗料失重與冒煙之間的（de）關係，結果如下。

注：1以上烘烤條件均為200℃/10min；

2冒煙等級隻是為了方（fāng）便（biàn）直觀的對冒煙量進行對比，不作為標準，0級（jí）到5級代表煙（yān）少到煙大（dà）。

從以上（shàng）兩個表的數據分（fèn）析可（kě）知，粉末塗料固化成膜（mó）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（yān）量卻差別（bié）很大（dà），所（suǒ）以確定樹脂不是冒煙（yān）最主要的來源（yuán）。

2.顏（yán）料和填料的分析

同時我們也做了顏料（liào）和填料的（de）失重（chóng）與冒煙對比，發現填料（liào）的失重都在0.02%以下，而且常（cháng）用的填料都是（shì）無機（jī）物，在常溫或者（zhě）較（jiào）高的（de）溫度下都難（nán）以（yǐ）分解。實際上，填料的失重主要是來自於其所含的水分（fèn）或者是結合水，在擠（jǐ）出或者磨粉的（de）過程中就已經完全揮發，不會對粉末冒煙有任何影響。顏料的（de）失重（chóng）更小，經過反（fǎn）複的測量，絕大部分的顏料失重率在0.01%以下，在烘烤過程中也沒有任（rèn）何的煙霧產生（shēng）。而粉（fěn）末（mò）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（de）影響更是可以忽略（luè）不計，因而可以排除顏料的影響。因此，通過替換或改進（jìn）填料、顏料來（lái）減少粉末塗料冒煙並不可行。

3.固化劑的分析

排除以上原因後，粉末塗料冒煙最有可能就是來自於固化劑和助劑（jì）。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反應（yīng）而形成（chéng）成膜物質，所以對於固化劑，在反應過程中小分子（zǐ）的揮發是必然的。首先我們測量了不同TGIC失重的大小，結果下表所示。

注（zhù）：1以（yǐ）上（shàng）烘烤條件均為200℃/10min；

2冒煙等級（jí）隻是為（wéi）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。

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

用同一配方、不同TGIC製作4個不同的粉末，測（cè）試這4個粉末塗料冒煙量的（de）大小（為了避免（miǎn）助（zhù）劑的幹擾，該配方中（zhōng）未加任何助劑），結果如下。

注：1以上烘烤條件均為200℃/10min；

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

由以上分析可知，不同廠家的TGIC隻在失重率（lǜ）上有本質的差別，但在冒煙（yān）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（bú）大。

4.助劑的（de）分析（xī）

相對而言，助劑在粉（fěn）末塗料中用量很少，但起著非常重要的作用，同樣的由它帶來的（de）冒煙問題也不（bú）容忽視。如以①號配方添加助劑（jì），然後再與①號進行冒煙（yān）對比，發現加了助劑之後冒煙達到3級以上，雖（suī）然隻添加了4-8%的助劑（jì），卻對冒（mào）煙量產生如此大的影響，由此可（kě）以斷定，粉末塗料冒（mào）煙（yān）來源於（yú）所添加的助劑中含有的小分（fèn）子物質在（zài）烘烤過程中的揮發、升華。

粉末塗料常用的助劑主要（yào）有流平劑、光亮劑、蠟粉、消光劑、抗（kàng）氧劑等，雖然用量都很少（shǎo），但都有可能是冒煙的主要來源。我們常用的流平劑有丙烯（xī）酸均聚物、丙烯酸（suān）酯共聚（jù）物以及它們的（de）有機矽改性物，它們在烘（hōng）烤過程中會有少量的煙霧冒出，光亮劑也同樣如此。但是流平（píng）劑與光亮劑的用量僅（jǐn）為0.8%-1%，而且都不參與反應，對冒煙（yān）的影響不大，改進的潛力不大。

一些功（gōng）能助劑，如（rú）常用的聚乙烯蠟，外觀為白色（sè）小微珠狀或片狀，由乙烯（xī）聚合橡膠加工劑而形成的，其具有（yǒu）熔點較高、硬度大、光澤度高、顏色雪白等特點（diǎn），在高溫中熔融，在冷卻至（zhì）常溫時析出，以微（wēi）晶形式存在於塗料中且能遷（qiān）移到塗膜表層，最終與塗料（liào）其他組（zǔ）分形成一個“蠟（là）化”的表（biǎo）層，達到提高抗劃傷性能的效果。蠟粉高溫易熔融的特性，使得它在烘烤過程中不可避免的有大量的小分子物（wù）質（zhì）從表層析出（chū），最終（zhōng）與空氣接觸，產生冒煙現象。

不同種類的蠟粉烘烤（kǎo）失重以及冒煙大小測試結果如下。

注：1以上烘（hōng）烤條件均為200℃/10min；

2冒煙等級隻是為（wéi）了（le）方便直觀的對冒煙量進行（háng）對比（bǐ），不作為標準，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粉的性質（zhì）有關，聚（jù）四氟乙烯蠟由於聚合度比較（jiào）高，分子量大，而且C-F鍵不容易斷裂（liè），在烘烤過（guò）程中不會產生煙霧。而改性（xìng）蠟與聚乙烯蠟相比，雖然都是聚乙烯蠟，但是普通的聚乙烯蠟（là）失重較大，其含有的小（xiǎo）分子物質較多，產生（shēng）煙霧多（duō），同時烘烤過程容易泛黃，推測是發（fā）生了鍵的斷裂和小分（fèn）子物質（zhì）的釋放。由於聚四氟乙烯（xī）分子量大，影響塗膜流平等各方麵，因而不可能（néng）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改（gǎi）性蠟替換聚乙（yǐ）烯（xī）蠟（là），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（de）脫氣劑，一直都是別的脫氣劑（jì）所無法取（qǔ）代的。安息香的作用機（jī）理是依靠在高溫條件下散發的小（xiǎo）分子物質迅速帶走粉末塗（tú）料固化過程產生的揮發物，從而消除塗膜針孔現象，因此冒煙（yān）是無可避免的。雖然安息香的用量隻有0.25-0.4%，冒煙（yān）量卻非常大。市場（chǎng）上常用（yòng）的脫（tuō）氣劑為安息香、消泡劑和由安息香改進的（de）消（xiāo）泡劑（jì），後兩種即（jí）使能把冒煙控製（zhì）在很合理的範圍（1級），但是脫氣效果明顯都不如（rú）安息香好。不同種類脫氣（qì）劑（jì）的脫氣效果和冒煙情況如（rú）下表所（suǒ）示。

注：1以上烘（hōng）烤條件均為200℃/10min；

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

消泡劑作為一種輔助的脫氣劑（jì）不可能起到完全脫除氣（qì）體的作用，不能單獨使用，常（cháng）常與安（ān）息香搭配，既能減少了煙霧量，又能避免塗（tú）膜產生（shēng）針孔。改性安息香的表麵效果比消泡劑好很多（duō），可以單獨使用，但亮（liàng）光粉中要慎用，因為體係反應過（guò）快就可能會出（chū）現針孔。如果對表麵要（yào）求不是特別高的配方，建議使用改（gǎi）性安息香（xiāng）來減（jiǎn）少冒煙。

消光劑作為粉末塗料啞（yǎ）光粉常用的消（xiāo）光手（shǒu）段，往往能獲（huò）得細（xì）膩豐滿的表麵效果。然（rán）而啞光粉的光澤通常在20-30%之間，消（xiāo）光劑的添加量一（yī）般在2.5-3.5%之間，與其他助劑相比，用量相對較大。而（ér）市場上的消（xiāo）光劑大多屬於非蠟型（xíng）消光（guāng）劑，其成分複雜，不同成分反應的差異導致反應過程中有很（hěn）多（duō）的小分子物質釋放，從而產生明（míng）顯的冒煙現象。總體上（shàng），不同種類消光劑都差別不大，在烘（hōng）烤（kǎo）過（guò）程中都會明顯冒煙。經過供應商改（gǎi）進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部分性能，比如消光能力、表麵的細（xì）膩度（dù）、耐沸水性能和耐（nài）老化性能等。經過對比，隻有極個（gè）別的消光劑冒煙確實較少，但仍然不夠理想，而且消光（guāng）劑對粉末的機械性能和表麵效（xiào）果等有很大（dà）的影響，如（rú）沒有特殊的要求，一般的啞光粉建議用雙組分幹（gàn）混法來製作，避免消光劑的使用，從而減少冒煙。

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

以上為粉末塗料常用或（huò）者必須用（yòng）到的（de）基本助劑，還有一些助劑如紫外線吸收劑、增電劑、抗氧劑等（děng）雖然也有冒煙，但是一般隻在少量特（tè）殊的粉末中才（cái）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，不會影響正常的（de）生產。

以上總結了粉末塗（tú）料（liào）冒煙的（de）主要來源，針對粉末塗料的特點和配（pèi）方結構，分別從樹脂（zhī）、固（gù）化劑和助（zhù）劑等各方麵去分（fèn）析冒煙的原因（yīn），最終發現樹脂、固化劑、顏填料三（sān）大類材料冒煙少，改（gǎi）善的空間不大。而粉末塗料常（cháng）用的助劑雖然用量很少，卻是引起冒煙的主要原（yuán）因，改善的辦法（fǎ）是尋（xún）找冒煙少的（de）材（cái）料進行替換或者在保證（zhèng）不影響粉末塗料性能的情況下減少其用量。