粉末塗料（liào）是公認（rèn）的具高效率、優良塗膜性能、生態環保、高經濟效益為一體（tǐ）的（de）4E型塗料產品，近年來得到高速發（fā）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（yǒu）毒物質對（duì）環境造成的汙染，但（dàn）在固化成（chéng）膜過程中會有小分子物質的揮發釋（shì）放，這（zhè）些（xiē）揮（huī）發小分子聚集在一起會產生煙（yān）霧，這就是所謂的冒煙現（xiàn）象。

粉末塗料在塗裝過程冒煙會受噴塗（tú）設備的影響，立式噴（pēn）塗線產（chǎn）量大，單位時間內用粉量多，同時（shí）經過固化爐（lú）的型材多，且一般（bān）沒（méi）有排風裝置，所以爐（lú）口產生的煙霧（wù）會多。而臥式線由於產量低，相對應的粉末用量少（shǎo），爐口（kǒu）的煙（yān）霧不會那麽（me）明顯（xiǎn）。

一般烤爐的進出口（kǒu）處冒（mào）煙大，若車間排煙不力，則（zé）生產車間內頂部會雲霧繚繞。從噴塗現場來看，不管是平麵粉（fěn）還是砂麵粉，亮光粉的還是平光粉、啞光粉，都有冒煙的（de）現象，其中以啞光粉最（zuì）為嚴重。

粉末塗料一般由樹（shù）脂、固化劑、顏料、填料和助劑組成，而助劑又包括流平劑、光亮劑、脫氣（qì）劑、消光劑、紋理劑、抗氧（yǎng）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

樹脂作為最主要的成膜（mó）物，一般占粉末塗料總（zǒng）量的50-60%，樹脂決定了（le）粉末塗料的絕大多數性能，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情況如下表所示。

注：1以上（shàng）烘（hōng）烤條件均為200℃/10min；

2冒煙等（děng）級隻是為了方（fāng）便直觀的對冒煙量進行對比，不（bú）作為標準，0級到5級（jí）代表煙（yān）少到煙（yān）大。

從（cóng）上表可以看出，樹脂的失重有大有小，但都在同一個數量級（jí）上。在單獨（dú）烘烤過程中均不會產（chǎn）生明顯的煙，因為聚酯都是由多元酸（suān）與多元（yuán）醇反應而來，殘留的有機小分子的量都很少，且都（dōu）是（shì）無（wú）色無味的，在烘（hōng）烤過程中也不會產生煙霧，所以（yǐ）說樹脂可能（néng）不是粉末塗（tú）料產生煙霧的根本原因（yīn）。

為此，我（wǒ）們用同一（yī）樹脂製作了7個不同的粉末，測試這7個粉末塗料失重與冒煙之間的關係，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便直觀的對冒煙量進行對（duì）比，不作為標準，0級（jí）到（dào）5級代表煙（yān）少到煙大。

從以上兩個表的數據（jù）分析可知，粉末塗料固化成膜過程是（shì）失重的過程，用同一樹（shù）脂製成的7個（gè）粉末失重大致相同，而（ér）冒煙量卻差別很大，所以確定樹脂不是冒（mào）煙最主要的來源。

2.顏料和填（tián）料的（de）分析

同時我們也（yě）做了顏料和填料的失重與冒煙對比，發現填（tián）料的失重都在（zài）0.02%以下，而且常用的填（tián）料都是無機物，在常（cháng）溫（wēn）或者較高的溫度下都難以分（fèn）解（jiě）。實際上，填料（liào）的失重主要是來自於其所含的水分或者是結合（hé）水，在擠出或者磨粉的過程中就已經完（wán）全揮發，不會對粉末冒煙有（yǒu）任何影響。顏料的失重更小，經（jīng）過反複的測量，絕大部分的（de）顏料（liào）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（tài）白粉之外，別的顏料用量都很小，對冒（mào）煙的影響更是可以忽略不計，因而可（kě）以排除顏料的影響。因此，通過（guò）替換或改進填料、顏料（liào）來減少粉末塗料冒煙並不可行。

3.固（gù）化劑（jì）的分析

排除以上原（yuán）因後，粉末塗料冒煙最有可能就是來（lái）自於固化劑和助劑。固化（huà）劑（jì）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成成膜物質，所以對於固（gù）化劑，在反應過程中小分子的揮發是必然的。首先我們測量（liàng）了不同TGIC失重（chóng）的（de）大小（xiǎo），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（le）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（tóng）TGIC雖（suī）然失重（chóng）有明顯（xiǎn）的差別，但冒煙量卻沒有太大（dà）的區別。接著測試在相（xiàng）同的配方中，不同的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，測試這4個粉末塗料冒煙量的大小（xiǎo）（為了避免助劑的幹擾，該配方中未（wèi）加任何助劑），結果如下。

注：1以（yǐ）上烘烤條件均為（wéi）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級代表煙少到煙大。

由以上分析可知，不同廠家的TGIC隻在失重率上有（yǒu）本質的差別（bié），但（dàn）在冒煙大小方麵並沒有明顯的區別，所以通過篩（shāi）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（hěn）少，但起著非常（cháng）重要的作用，同樣的由它帶來的冒煙問題也不容忽（hū）視。如以①號配方（fāng）添加助劑，然後再與①號進行冒煙對比，發現加了助劑之後冒煙達到3級以上，雖然隻（zhī）添加了4-8%的助劑，卻對冒（mào）煙量產生如此大的（de）影響，由此可以斷定，粉末（mò）塗料（liào）冒煙來源於所添加（jiā）的助劑中含有的小分子物質在烘（hōng）烤過程中的揮發、升（shēng）華。

粉末塗料常用的助（zhù）劑主要有流平劑、光亮劑、蠟粉（fěn）、消光劑、抗氧劑等，雖然用量都（dōu）很少（shǎo），但都有可能（néng）是冒煙的主要來源。我們常（cháng）用的流平（píng）劑有丙烯（xī）酸（suān）均聚（jù）物、丙烯酸（suān）酯共聚物以及它（tā）們的有機矽改性物，它們在烘烤（kǎo）過程（chéng）中（zhōng）會有少量的煙霧冒出，光亮劑也同樣如此。但是流平劑與光亮劑的用量僅（jǐn）為0.8%-1%，而且都（dōu）不參與反應（yīng），對冒煙的影響不大，改進的潛力不大。

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

不同種類的（de）蠟粉烘烤失（shī）重以及（jí）冒煙大（dà）小測試結果如下（xià）。

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，0級到5級代表煙少到煙大。

由上可知，蠟粉的冒煙（yān）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（ér）且C-F鍵不容易斷裂，在烘烤過程中不會（huì）產生（shēng）煙（yān）霧。而改（gǎi）性蠟與聚乙烯（xī）蠟相比（bǐ），雖然都是聚乙烯蠟，但是普通的聚乙烯蠟失重較大，其含有的（de）小分子物質（zhì）較（jiào）多，產（chǎn）生煙霧（wù）多，同時烘烤過程容易泛黃，推測是發生（shēng）了鍵的斷裂和小分子物質的釋放。由於聚四氟（fú）乙烯分子量大，影響塗膜流平等各（gè）方麵，因而不可能大批量的應用在一般的粉末塗料當中，所以最好的辦法是通（tōng）過使（shǐ）用改性蠟替換聚（jù）乙烯蠟，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（yōu）異的脫氣劑，一直（zhí）都是別的脫氣（qì）劑所（suǒ）無法取代的。安息香的作用機理是依靠在（zài）高溫條（tiáo）件下散發的小分子物質迅速帶走粉末塗料固（gù）化過程（chéng）產生的揮發（fā）物，從而消除塗膜針（zhēn）孔現象，因此冒煙是無（wú）可避（bì）免的。雖然安息（xī）香的用量隻有0.25-0.4%，冒煙量卻非常大。市場上常用的脫氣劑為安息香、消泡劑和由安息（xī）香改進的（de）消泡劑，後兩種即使（shǐ）能把冒煙控製在很（hěn）合理的範圍（1級），但是脫氣效果明顯都不如安（ān）息香好。不（bú）同種類脫氣劑的脫氣效果和冒煙情況如下表所示。

注：1以上烘烤條件均為200℃/10min；

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

消泡劑作（zuò）為（wéi）一種輔助的（de）脫氣劑不可能起到完（wán）全脫除氣體的作用，不能單獨使用，常常與安息香搭配，既能減少了煙霧量，又能避免塗膜產生針孔。改性安息香的表麵效果比消泡劑好很（hěn）多，可以單獨使用，但亮光粉中要慎用，因為體係反應過快就可能會出現針孔。如果對表麵要求不是特別高的配方，建議使用改性安息（xī）香來減少冒煙。

消光劑作為粉末塗（tú）料啞光粉常用的消光手段，往往能獲得細膩豐滿的表麵效果。然而啞光粉的光澤通常（cháng）在20-30%之間，消光劑的添加量一般在2.5-3.5%之間，與（yǔ）其他助劑相比，用量相對較大（dà）。而市場上的消光劑大多屬於（yú）非蠟型消光（guāng）劑，其成分複雜，不同成分反（fǎn）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（míng）顯的冒煙現象（xiàng）。總體上，不同（tóng）種類消光劑都（dōu）差別不大，在烘烤（kǎo）過程中都會明顯冒煙。經過供（gòng）應商改進過的消光劑雖然能在冒煙上有一（yī）定改（gǎi）善，但是（shì）會犧牲它本身的部分性能（néng），比如消光能力、表麵的細（xì）膩度、耐沸水性能和耐老化性能等。經過對比，隻有極個別的消光劑冒（mào）煙確實較少，但仍然不（bú）夠（gòu）理想，而且消光劑對粉（fěn）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（guāng）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（mào）煙。

砂紋粉的（de）配方比較（jiào）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量進行改善即可減少冒（mào）煙。

以上為粉末塗料常用或者（zhě）必須用到的（de）基本助劑，還有一些助劑如紫（zǐ）外線吸收劑、增（zēng）電劑、抗氧劑（jì）等雖（suī）然也有冒煙，但是一般隻在少（shǎo）量特殊的粉末中才用到，隻要選擇好種（zhǒng）類以及控製好用量就不會產（chǎn）生很多的（de）煙，不會影響正常（cháng）的（de）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（zhōng）發現樹脂、固化劑、顏（yán）填料三大類材料冒煙少，改善的空（kōng）間不大。而（ér）粉末塗料常用的助劑雖然用量很少（shǎo），卻是引起冒煙的主要原因，改善的辦（bàn）法是尋（xún）找冒煙少的材料進行替換或者在保證不影響粉末塗料性能的情況下減少其用量。