粉末塗料是公（gōng）認的具（jù）高效率（lǜ）、優良塗（tú）膜性（xìng）能、生態環保、高經濟效益為一體的4E型塗料產品（pǐn），近年來得到高（gāo）速發展。然而與傳統的溶劑型塗料相比，粉末塗料雖然沒（méi）有易揮發的有毒物質對環境（jìng）造成的汙染，但（dàn）在固化成膜過程中（zhōng）會有小分子物質的揮發釋放，這些揮發小分（fèn）子聚集在一起會產生煙霧，這（zhè）就（jiù）是所謂的冒煙（yān）現象。

粉末塗料在塗裝過程冒煙（yān）會受噴塗設備的影（yǐng）響，立式噴塗線產量大，單位時間內用（yòng）粉量多，同時經過固化爐的（de）型材多，且一般沒有排風裝置（zhì），所以爐口產生的煙（yān）霧會多。而臥式線由於產量低，相對應的粉末用量少，爐口（kǒu）的煙霧不會那麽明（míng）顯。

一般烤爐的進（jìn）出口處冒煙（yān）大，若車間排煙（yān）不力，則生（shēng）產車間內頂部會（huì）雲霧繚繞。從噴塗現場來看，不管是平麵粉還是砂麵粉，亮光（guāng）粉的（de）還是平光粉、啞光粉，都有冒煙的現象，其中以啞光粉最為嚴重（chóng）。

粉（fěn）末塗料一般由樹脂、固化劑、顏料、填料和助劑組成，而助劑又（yòu）包括流平劑（jì）、光亮劑、脫氣（qì）劑、消光劑、紋（wén）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（tú）料冒煙（yān）量的影響會有不同。

二、粉末塗料冒煙的原因分析（xī）

1.樹脂的分析

樹脂作（zuò）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（duō）數性能，所以，我們首先從樹脂開始研究。

常用樹脂的烘烤（kǎo）失重及冒（mào）煙情況如下（xià）表（biǎo）所示。

注：1以上烘烤條件均為200℃/10min；

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

從上（shàng）表可以（yǐ）看（kàn）出（chū），樹脂的失（shī）重（chóng）有（yǒu）大有小，但都（dōu）在同一個數量級上。在單獨烘烤過程中均不會（huì）產生明顯的煙，因為聚酯都是由多元酸與多元醇反應而來，殘留的有機小分子的量都很少（shǎo），且都（dōu）是無色無味的，在烘烤過程中也（yě）不會產生煙霧，所以說樹脂（zhī）可能不是粉（fěn）末塗料產生（shēng）煙霧的根本原因。

為此，我（wǒ）們用同一樹脂製作了7個不同的粉末，測試這7個（gè）粉末塗料失重與冒煙之間的關係，結果如下。

注（zhù）：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，不作為標準（zhǔn），0級到（dào）5級代表煙少到煙大。

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，用同一樹脂製成（chéng）的7個粉末失重（chóng）大致相同，而冒煙量卻差別很大，所以確定樹（shù）脂不是冒煙最（zuì）主要的來（lái）源。

2.顏料和填料的分析

同時我們也做了顏料和（hé）填料（liào）的失重（chóng）與冒煙對比，發現填料的失重（chóng）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（wēn）度下都難以分解。實際上，填料的失重主要（yào）是來自於其所含的水分或者（zhě）是（shì）結合水，在擠出或者磨粉的過程中就已經完（wán）全揮發，不會對粉（fěn）末冒煙有任何影響。顏料的失（shī）重更（gèng）小，經過反複的測量，絕大部分（fèn）的顏料失重率在0.01%以下，在烘烤過程中也沒有（yǒu）任何的煙霧產生。而粉末塗料的顏料除了鈦白粉之外，別的顏料（liào）用量都很小（xiǎo），對冒煙的影響更（gèng）是可以忽略不計，因而可以排除顏料的影響。因此，通過替換或改進填料、顏料來減（jiǎn）少粉末塗料冒煙並不可（kě）行。

3.固化劑的分（fèn）析

排除以上（shàng）原（yuán）因後，粉末塗料冒（mào）煙最有（yǒu）可能就是來自於固化劑和助劑。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反應而形（xíng）成（chéng）成膜物質，所（suǒ）以對（duì）於固化劑，在（zài）反應過程（chéng）中小分子的揮發（fā）是必然的。首先我們（men）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（mào）煙等級隻是為了（le）方便直觀的對冒煙量進（jìn）行對比，不作為標準，0級到5級（jí）代表煙少到煙大。

從以上可以看出，不同TGIC雖（suī）然失重有（yǒu）明顯的差（chà）別，但冒煙量卻沒有（yǒu）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（qū）別。

用同一配方（fāng）、不同TGIC製作4個不同的（de）粉末（mò），測試這4個粉末塗料冒煙量的大小（為了避免助劑的幹擾，該配方中未加任何助劑），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，不作為標準，0級到5級代表煙少（shǎo）到煙大。

由（yóu）以上分析可知，不同廠家的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，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（tā）帶來的冒（mào）煙問題也不（bú）容忽視。如以①號配方添加助劑，然後再與（yǔ）①號進行冒煙對比，發現加了助劑之後冒（mào）煙達到3級以上，雖然隻添加（jiā）了4-8%的助劑（jì），卻對冒煙量產（chǎn）生如此大的影響，由（yóu）此可以斷定，粉末塗料冒煙來源於所添加的助劑中含有（yǒu）的小分子物（wù）質在烘烤過程中的揮發、升華。

粉末塗料常用的助劑主要有流平劑、光亮劑、蠟粉、消光劑、抗氧劑等，雖然用量都很（hěn）少，但（dàn）都有可能是冒煙的（de）主要（yào）來源。我（wǒ）們常（cháng）用的流平劑有丙烯（xī）酸均聚物（wù）、丙烯酸酯共聚物以及它們的（de）有（yǒu）機矽改性物，它們在烘烤過程中會有少量的煙霧冒出，光亮劑也同（tóng）樣（yàng）如此。但是流平劑與光亮劑的用量僅為0.8%-1%，而且都不參與反應，對冒煙的影（yǐng）響（xiǎng）不大，改進（jìn）的潛力不大。

一些功能助劑，如常用的聚乙（yǐ）烯蠟，外觀為白色小微珠狀或片狀（zhuàng），由乙烯聚合橡膠加工（gōng）劑而（ér）形成的，其具有熔點較高、硬度大、光澤度高、顏色雪白等特點，在高溫中熔（róng）融，在冷卻至常溫時析出，以微晶形式存在於塗（tú）料中且能遷移到塗膜表層，最終與塗料其他組分形成一個“蠟化（huà）”的表層，達到提高抗劃傷性能的效果。蠟粉高（gāo）溫易熔融的特性，使得它在烘烤過程中不可避免（miǎn）的有大量的小分子物質（zhì）從表層析出，最終與空氣接觸，產生（shēng）冒煙現象。

不同種類的蠟（là）粉烘烤失重（chóng）以及冒煙大小（xiǎo）測試結果如下。

注：1以上烘烤條件均為200℃/10min；

2冒煙（yān）等級隻是為了（le）方（fāng）便直觀（guān）的對冒（mào）煙量進行對比，不作為標準，0級到5級代表煙（yān）少到煙大。

由（yóu）上可知，蠟粉的冒煙（yān）大（dà）小與蠟粉的性質有關，聚四氟乙（yǐ）烯蠟（là）由於聚合度比較高，分子量大，而且C-F鍵不容易斷裂（liè），在烘烤過程中不會產生煙霧。而改性蠟與聚乙烯蠟相比，雖然都是聚乙烯蠟，但是普通的（de）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（kǎo）過（guò）程容易泛黃，推測是發生了鍵的斷裂和小分子（zǐ）物（wù）質的釋放。由於聚四氟（fú）乙烯分子量大（dà），影響塗膜流平等各方麵，因而（ér）不可能（néng）大批量的應用在一般的粉末塗料（liào）當中，所（suǒ）以最好的辦法是通過使用改性蠟替換聚乙烯蠟，減少了（le）小分子物質的釋放，從而減少冒煙。

安息香作（zuò）為粉末塗料優異的（de）脫氣劑，一直都是別（bié）的（de）脫（tuō）氣劑所無法取代的。安息香的作用機理（lǐ）是依靠（kào）在高溫條件下散發的小分子物質（zhì）迅速帶走粉末（mò）塗（tú）料固化過程產生的揮發物，從而消除塗膜針孔現象（xiàng），因此冒煙是無可避免的。雖然安息香的（de）用量隻有（yǒu）0.25-0.4%，冒煙（yān）量卻非常大。市場上常用的（de）脫氣劑為（wéi）安息香、消泡劑和由安息香改進的消泡劑，後兩種即使能把冒煙控製在很（hěn）合理的範圍（1級），但是脫氣（qì）效果明顯都不如安（ān）息香（xiāng）好。不同種類脫氣劑的脫（tuō）氣效果和冒煙（yān）情況如下表所示（shì）。

注：1以上烘烤條件均為200℃/10min；

2冒煙（yān）等級隻是為（wéi）了（le）方便直觀的對冒煙量（liàng）進（jìn）行對比，不作為（wéi）標（biāo）準，0級到5級代表煙少到煙（yān）大。

消泡劑作為（wéi）一種輔助的脫氣（qì）劑不可能起到完（wán）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（mó）產生針孔。改性安息香的表麵效果比消泡劑好（hǎo）很多，可以單獨使用，但亮（liàng）光粉中要慎用（yòng），因為體係反應過快（kuài）就可能（néng）會出現針（zhēn）孔。如果對表麵要（yào）求（qiú）不是特別高的配方，建議（yì）使用改性安（ān）息香來減少冒煙。

消光劑作為粉末塗料啞光粉常用的（de）消光手段，往往能（néng）獲得細膩豐滿的（de）表麵效果（guǒ）。然而啞光（guāng）粉的光澤通常在20-30%之間，消光劑的（de）添加量一般在2.5-3.5%之間，與其他助劑相比，用量相對較（jiào）大。而市場上的消光劑大多屬於非蠟（là）型消光劑，其成分複雜（zá），不（bú）同成分反應的（de）差異導致反應過程中有很多的小分子物（wù）質釋放，從而產生明顯的冒煙現象。總體（tǐ）上，不同種類（lèi）消光劑（jì）都差別不（bú）大，在烘烤過程中都會明顯冒煙。經過供應商改進過的消光（guāng）劑雖（suī）然能在（zài）冒煙（yān）上有一定改善，但是（shì）會犧牲它本身的部分性能，比如消光能力、表麵的（de）細膩度、耐沸水性（xìng）能和耐老化性能等。經過對比，隻有極個別的消光劑冒煙確實較少，但仍然不夠理想，而且消光劑對粉末的機械性能和表麵效果等有很大的影響，如沒有特殊的（de）要求，一般的啞光粉建議用雙組（zǔ）分幹混法來製作（zuò），避免消光劑的使用，從而減少冒煙。

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

以上為粉末塗料常用或者必須用到的基本助劑，還有一些助劑如紫外線吸（xī）收劑、增電劑、抗氧劑（jì）等雖然也（yě）有冒煙，但（dàn）是一（yī）般隻在少量（liàng）特殊的粉末中才用到，隻（zhī）要選擇好種類以（yǐ）及控製好用量就不會產生很多的煙，不會影響正常的生產。

以（yǐ）上總結了粉末塗料冒（mào）煙的主要來源，針對（duì）粉末塗料的特點和配方結構，分別從樹脂、固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，改善的空間不大。而粉末塗（tú）料常用的助劑雖然用量很少，卻是引起冒煙的主要原（yuán）因，改（gǎi）善（shàn）的（de）辦法是尋找冒煙少的材料進行替換或者在（zài）保證不影響粉末塗料性（xìng）能的情況下減少其用量。