Электростатическое напыление порошковых покрытий вошло в практическое применение в 1960-х годах и с тех пор приобретает все большую популярность. Этот рост особенно обусловлен ужесточением экологических требований во всем мире в отношении выбросов летучих органических соединений (ЛОС). Будучи твердым материалом класса 100%, порошковые покрытия обладают высокой эффективностью нанесения, а также превосходными защитными и декоративными свойствами. Вследствие этого они получили широкое внимание и быстро развиваются, демонстрируя явную тенденцию к замене жидких красок и других летучих лакокрасочных материалов во многих отраслях промышленности.
Почему размер и распределение частиц имеют ключевое значение для удобства использования порошка?
По мере развития отраслей, занимающихся нанесением порошковых покрытий, требования к их характеристикам постоянно растут. Помимо качества конечного слоя, специалисты по нанесению оценивают порошок в первую очередь по простоте нанесения и эстетической привлекательности. Другими словами, им важно, “легко ли наносить” порошок и обеспечивает ли он “хорошее выравнивание”.”
Это предъявляет более высокие требования к производственному процессу. Размер частиц и распределение частиц по размерам (РЧП) являются критически важными показателями качества. Они напрямую влияют на псевдоожижение, стабильность при хранении, электростатическую зарядоспособность, внешний вид пленки, эффективность переноса и использование порошка. В конечном итоге, эти факторы определяют, насколько “легко использовать” порошковое покрытие.”
Размер частиц порошкового покрытия относится к среднему диаметру частиц неправильной формы. После измельчения в мельнице для порошковых покрытий частицы различаются по размеру и имеют определенное распределение.
Как размер и распределение частиц влияют на практическое применение?
В частности, размер и распределение частиц порошка влияют на эффективность применения следующим образом:
Влияние на эффективность трансферов: Слишком крупные или слишком мелкие частицы препятствуют осаждению. Мелкие частицы Частицы размером менее 10 мкм плохо осаждаются из-за слабого электростатического заряда. Крупные частицы (более 70 мкм) не удерживаются на подложке, поскольку сила тяжести перевешивает электростатические силы.
Влияние на толщину и выравнивание покрытия: Меньший размер частиц, как правило, улучшает выравнивание пленки. Для порошка со средним размером частиц D требуемая толщина покрытия h обычно должна находиться в диапазоне от 2D до 3D для достижения гладкой поверхности.
Влияние на стабильность порошка: Более высокое содержание мелких частиц (менее 10 мкм) снижает стабильность пороха. Мелкие частицы легко впитывают влагу и образуют агломераты. Это приводит к таким проблемам, как засорение орудия и неравномерное разбрызгивание пороха.
Влияние на извлечение порошка: Когда средний размер частиц слишком мал или когда содержание сверхтонкого порошка (менее 10 мкм) чрезмерно велико, порошок становится трудно извлечь и повторно использовать.
Влияние на текстурированные поверхности: Размер текстуры текстурированных порошков напрямую зависит от размера частиц. Например, тонкость текстуры песчаных порошков в значительной степени зависит от размеров частиц. Аналогично, размеры рисунка морщинистых, искусственных или молотковых покрытий, содержащих внутренние текстурирующие агенты, зависят от размера зерен.
В целом, размер и распределение частиц напрямую определяют емкость загрузки, скорость переноса, стабильность, выравнивание пленки, толщину покрытия и текстурные характеристики. Контроль распределения частиц по размерам для минимизации максимального размера частиц при сохранении низкого содержания сверхмелких фракций становится все более важным. В следующих разделах рассматривается, как состав, скорость вращения мельницы, скорость подачи, температура мельницы, поток воздуха, циклонные сепараторы и форма частиц влияют на размер и распределение частиц.
Как параметры измельчения и просеивания влияют на размер частиц?
Измельчение — важнейший этап в производстве порошковой окраски. Хлопья из экструдера охлаждаются, измельчаются, а затем перемалываются в мелкий порошок с помощью... Воздушная классификационная мельница (ВКМ). Измельченные частицы сортируются с помощью циклонного сепаратора, просеиваются и, наконец, собираются в качестве готового продукта.
Соответствие размера и распределения частиц требованиям в первую очередь зависит от измельчительного оборудования. Сегодня система измельчения ACM широко используется в промышленности. Мельница ACM отличается компактной конструкцией, эффективной классификацией, формированием частиц почти сферической формы и высокой производительностью. Правильно контролируя скорость подачи шнекового питателя, скорость вращения основной и классификационной мельниц, а также целостность уплотнения циклона, производители могут добиться оптимального размера и распределения частиц.
Как скорость вращения главной и классификационной мельниц влияет на процесс измельчения?
Главный роторный диск снабжен ударными штифтами или молотками. При вращении ротора на высокой скорости сырые хлопья сталкиваются со штифтами и друг с другом, рассыпаясь на мелкие частицы. Центробежная сила и удары толкают эти частицы к внутренней стенке мельницы. Затем восходящий поток воздуха переносит их вверх к ротору классификатора.
В процессе классификации более крупные частицы испытывают большую центробежную силу и отбрасываются обратно к внутренней стенке для дальнейшего измельчения. Более мелкие частицы переносятся потоком воздуха через лопасти классификатора в циклонный сепаратор и вращающееся сито.
Скорость вращения лопастей главного ротора напрямую влияет на размер частиц. Более высокие скорости увеличивают как силу, так и частоту ударов частиц, что приводит к получению более мелкого порошка. И наоборот, более низкие скорости уменьшают энергию столкновений, что приводит к получению более крупного порошка и одновременно увеличивает механическое сопротивление внутри мельницы.
Зазор между наконечником главного ротора и крышкой мельницы также играет роль. Большой зазор позволяет частицам обходить классификацию, увеличивая долю крупнозернистого порошка. Малый зазор увеличивает содержание ультрадисперсных частиц. Как правило, оптимальным является зазор от 2 до 3 мм.
Скорость работы классификатора — ещё один важный фактор. Под действием центробежной силы более высокие скорости работы классификатора предотвращают прохождение более крупных частиц вверх, тем самым улучшая общий размер частиц. Более низкие скорости работы классификатора позволяют более крупным частицам проходить, что приводит к получению более крупнозернистого продукта. Операторы должны регулировать скорость работы классификатора в зависимости от требований заказчика и типа продукции.
Какова роль скорости подачи и температуры мельницы?
Скорость подачи определяет количество материала в камере измельчения в любой заданный момент времени, а также время пребывания хлопьев в мельнице. При более высоких скоростях подачи наибольшее влияние на тонкость помола оказывает скорость вращения главного ротора, в то время как скорость вращения классификатора играет решающую роль в контроле гранулометрического состава частиц.
Как взаимодействуют циклонные сепараторы и вытяжные вентиляторы?
Воздух переносит измельченный порошок в циклонный сепаратор для газо- и твердофазного разделения. По мере того, как воздух закручивается внутри циклона, его скорость падает. Это приводит к столкновению частиц порошка с внутренней стенкой и их осаждению. Прошедшие проверку частицы проходят через поворотный клапан (шлюз) в вращающееся сито для окончательной сортировки. Ультрамелкие частицы остаются во взвешенном состоянии и попадают в пылесборник.
Герметичность поворотного клапана имеет решающее значение. Значительные утечки воздуха нарушают вихревой поток воздуха в циклоне. Это снижает эффективность разделения и приводит к попаданию избытка ультрадисперсного порошка в готовый продукт.
Поскольку воздух выступает в качестве среды для транспортировки при измельчении, объем воздуха напрямую влияет на производительность. Избыточный объем воздуха приводит к увеличению доли крупных частиц. Недостаточный объем воздуха увеличивает содержание мелкого порошка и вызывает повышение температуры внутри мельницы.
Поток воздуха регулируется с помощью заслонки вытяжного вентилятора. Операторы регулируют заслонку в зависимости от скорости подачи, тонкости помола порошка и токовой нагрузки двигателя вентилятора. Закрытие заслонки минимизирует ток вентилятора, а открытие — увеличивает его. Утечки в системе также увеличивают ток вентилятора. Мониторинг уровня тока помогает обнаруживать утечки воздуха и поддерживать стабильную работу системы.
Утечки воздуха над поворотным клапаном, засорение импульсных фильтрующих мешков или блокировка входных воздушных фильтров снижают эффективный поток воздуха. Это увеличивает нагрузку на мельницу, расширяет распределение частиц по размерам и повышает содержание ультрадисперсного порошка. При сильных утечках в местах соединения поворотного клапана, циклона или воздуховода заметно увеличивается образование мелкодисперсного порошка. Для обеспечения герметичности всех соединений необходима регулярная проверка.
Как состав порошковой краски влияет на размер частиц?
В состав порошковых покрытий обычно входят пленкообразующие смолы, пигменты, наполнители и добавки. На практике выбор смолы и содержание наполнителя оказывают существенное влияние на размер и распределение частиц.
Тип смолы и содержание наполнителя напрямую определяют прочность экструдированных хлопьев при комнатной температуре. Более прочные хлопья устойчивы к разрушению, что затрудняет их измельчение. При обработке в одной и той же системе измельчения более прочные хлопья дают меньшее количество мелких частиц (менее 10 мкм) при сопоставимых средних размерах частиц.
Заключение
В заключение следует отметить, что размер и распределение частиц существенно влияют на эксплуатационные характеристики и конечные свойства порошковых покрытий. В процессе производства производители могут регулировать размер и распределение частиц путем точной настройки параметров измельчения и рецептуры. Оптимизация скорости основной и классификационной мельниц, давления в системе и расхода воздуха помогает сбалансировать эффективность производства с хорошо контролируемым распределением частиц по размерам.
