粉（fěn）末塗料是公認的（de）具高效率、優良塗膜（mó）性能、生態（tài）環保、高經濟效益為一體的（de）4E型塗料產品，近年來得到高速發展。然而與傳統（tǒng）的溶劑型塗料相比，粉末塗（tú）料雖然（rán）沒有易揮發的有毒物質對環境造成的汙染，但在固化成（chéng）膜過（guò）程中會有小分子物質的揮發釋放，這些揮發小分子聚（jù）集在一起會產生煙霧，這就是所謂的冒（mào）煙現象。

粉（fěn）末塗料（liào）在塗裝過程冒煙會（huì）受噴塗設備的影響，立式噴塗線（xiàn）產量大，單位時間內用粉量多，同時經過固化爐的型材多，且一般（bān）沒（méi）有（yǒu）排風裝置，所以爐口產（chǎn）生的煙霧會多。而臥式線由於產量低，相對應的粉末（mò）用量少，爐口的煙霧不會那麽明（míng）顯。

一般烤爐（lú）的進出口（kǒu）處冒煙（yān）大，若車間（jiān）排煙（yān）不力，則生產車間內頂部會雲霧繚繞。從噴塗現場（chǎng）來（lái）看，不（bú）管是平（píng）麵粉還是砂麵粉，亮光粉的還是平光粉（fěn）、啞光粉，都有冒煙的現象，其中以啞光粉最為嚴重。

粉末塗料一般由樹脂、固化（huà）劑、顏料、填料和助劑組成，而助劑又（yòu）包括流平劑、光亮劑、脫氣（qì）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（fěn）末塗料冒煙量的影響（xiǎng）會（huì）有（yǒu）不同。

二、粉末塗料（liào）冒煙的（de）原因分（fèn）析

1.樹脂的分析

樹脂作為最主要的成膜（mó）物，一般（bān）占（zhàn）粉末塗料總（zǒng）量（liàng）的50-60%，樹脂（zhī）決定了（le）粉末塗料的絕大（dà）多數性能，所以，我們首先從樹脂開始（shǐ）研究。

常用（yòng）樹脂的烘烤失重及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行對（duì）比，不作（zuò）為標準，0級到5級代表煙少到煙大。

從上表可以看出，樹脂的失（shī）重有大有小，但都在同一個數（shù）量級上。在單獨烘烤過程中均不會產（chǎn）生明顯的煙，因為聚酯（zhǐ）都是由多元酸與（yǔ）多元醇反應而來，殘留的有機小分子的量都很少，且都是無（wú）色無味（wèi）的，在（zài）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）料產生（shēng）煙霧的根本原因。

為此，我們用同一樹脂製（zhì）作了7個不同的粉末，測試這（zhè）7個粉末（mò）塗料失重與（yǔ）冒煙之間的關係，結果如下。

注：1以上烘（hōng）烤條件均為200℃/10min；

2冒煙等級隻是為了方（fāng）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（yān）少到煙大。

從（cóng）以上兩個表的（de）數據（jù）分析可知（zhī），粉末塗料固化成膜過程是失（shī）重的過程，用同一樹脂製成的7個（gè）粉（fěn）末（mò）失重大致相同，而冒煙量卻差別很（hěn）大，所以確定樹脂不是冒（mào）煙最主要（yào）的來源。

2.顏料和（hé）填料的分析

同時（shí）我們（men）也做了顏料和填料的失重與（yǔ）冒煙對比，發現填（tián）料的失重都在0.02%以下，而且常用的填料都是（shì）無機物（wù），在（zài）常（cháng）溫或者較高的溫度下都難以（yǐ）分解。實際（jì）上，填料的失重主要是來自（zì）於其所含的水分或者是結合水，在擠出或者磨粉的過程中就已經完（wán）全揮發（fā），不會對粉末冒煙（yān）有任何（hé）影響（xiǎng）。顏料的失重更小，經過反複（fù）的測量，絕大部分的顏（yán）料失（shī）重率（lǜ）在0.01%以下，在烘烤過程中也沒有任何的煙霧產生。而粉末塗料的顏料除了鈦白粉之外（wài），別（bié）的顏料（liào）用量都很（hěn）小，對（duì）冒煙（yān）的影響更是可以忽（hū）略不計，因而可以排除顏料的影（yǐng）響。因（yīn）此，通過替換（huàn）或改（gǎi）進填料、顏料來減少粉（fěn）末塗料冒煙並不可（kě）行。

3.固（gù）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（yú）固化劑和助劑。固化劑和樹（shù）脂（zhī）相類似，但有一定（dìng）區別（bié），首先（xiān）它在固化過程（chéng）中與樹脂反（fǎn）應而形（xíng）成成膜物質，所以對於固（gù）化劑，在反應過程中小分（fèn）子的揮發是必然的。首先我們（men）測量了不（bú）同TGIC失（shī）重的大小（xiǎo），結果下表所示。

注（zhù）：1以（yǐ）上烘烤條件均為200℃/10min；

2冒煙等級隻是為（wéi）了方便（biàn）直觀的對冒（mào）煙量進行對比（bǐ），不作為標（biāo）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（chóng）有（yǒu）明顯的（de）差別，但冒煙量卻沒有太大的區別。接（jiē）著測（cè）試在相同的（de）配方中，不同的TGIC所製粉末的冒煙量是否（fǒu）有區（qū）別。

用同一配方（fāng）、不同TGIC製作4個不同的粉末，測試這4個粉末塗料冒（mào）煙量的大小（為了避免助劑的（de）幹擾，該配方中未加任何助劑），結果如下（xià）。

注：1以上（shàng）烘烤條件均為200℃/10min；

2冒煙等級隻（zhī）是為了方便（biàn）直觀的對（duì）冒煙量進行（háng）對比，不作為標（biāo）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（zhī）在失重率上有本質（zhì）的差別，但（dàn）在冒煙大小方（fāng）麵並沒有明顯的區別，所以通過（guò）篩選TGIC來減少冒煙量的潛力不大。

4.助劑的分析

相對（duì）而言，助劑（jì）在粉末塗料中（zhōng）用量很少，但起（qǐ）著（zhe）非常重（chóng）要的作（zuò）用，同樣的由它（tā）帶（dài）來（lái）的冒煙問題也不（bú）容（róng）忽視。如以①號配方添加助劑，然後再與①號進行冒煙對比（bǐ），發現加了助（zhù）劑（jì）之後冒煙達到3級以上，雖然隻添加了4-8%的助劑，卻對冒煙量產生如此大的影響，由此可以斷定，粉末塗料冒煙來源於（yú）所添加的助劑中含（hán）有的小分子物質在烘烤過程中的揮發、升（shēng）華。

粉末塗料常用的助劑主要有流平劑（jì）、光亮（liàng）劑、蠟粉、消光劑、抗氧劑等，雖然（rán）用量都很少（shǎo），但（dàn）都有可能是冒煙的主要來源。我們（men）常用的流平劑有丙烯酸均聚物、丙烯酸酯（zhǐ）共聚物以及它（tā）們的有機矽改性物，它們在烘烤過程中會有少（shǎo）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為0.8%-1%，而且都不參（cān）與反應，對冒煙的影響不大，改進的潛力不大。

一些功能助劑，如常用的聚乙烯蠟，外（wài）觀（guān）為白色小微珠狀或片狀（zhuàng），由乙烯聚合橡膠加工劑而形成（chéng）的，其具有熔點較高、硬度大、光（guāng）澤度高、顏色雪白等特（tè）點，在高溫中熔融，在冷卻至常（cháng）溫時析出，以（yǐ）微晶（jīng）形式存在（zài）於塗料中且能遷移到塗膜表層，最終與塗料其他（tā）組分形成一個“蠟化”的表層，達到提高抗劃傷性能的效果（guǒ）。蠟粉高（gāo）溫易（yì）熔融的特性，使得它在烘烤（kǎo）過程中不可避免的有大量的小分子物質從表層（céng）析出，最終與空氣接觸，產生冒煙現象。

不同種類的蠟粉烘烤失重（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。

由上可（kě）知，蠟粉的冒煙大小與（yǔ）蠟粉的（de）性質有關，聚四氟（fú）乙烯蠟由於（yú）聚合度比較高，分子（zǐ）量大，而且C-F鍵不容易（yì）斷裂，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，但是普通的聚乙烯蠟失重較大，其含有的小分子物質較（jiào）多（duō），產生煙霧多，同時（shí）烘烤過程容易泛黃，推測是發生了（le）鍵的斷裂和小分子物質的釋放。由（yóu）於（yú）聚（jù）四氟乙烯分（fèn）子量（liàng）大，影響塗膜（mó）流平等各方麵，因而（ér）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過使用改性蠟（là）替換聚乙烯蠟，減少了（le）小分子物質的釋放，從（cóng）而減少冒煙。

安息香作為粉末塗料（liào）優（yōu）異的脫氣劑，一（yī）直都是別的脫氣劑所無法取（qǔ）代的。安息香的作（zuò）用機理是（shì）依靠在高溫條件下散發的小分子物質迅速帶走粉末（mò）塗料（liào）固化過程產生的揮發（fā）物，從而消除（chú）塗膜針孔現（xiàn）象，因此冒煙是無可避免（miǎn）的。雖然安息香的用量隻有0.25-0.4%，冒煙量卻非常大。市（shì）場上常用的脫氣劑為（wéi）安息香、消（xiāo）泡劑和由安息香（xiāng）改進的（de）消泡（pào）劑，後兩（liǎng）種即使能把冒（mào）煙控製在很合理的範圍（1級），但是脫氣效（xiào）果明顯都不如安息香好。不同種類脫氣劑的脫氣（qì）效果和冒煙情況如下表所示。

注：1以上（shàng）烘烤條件均為（wéi）200℃/10min；

2冒煙等級隻是為了方便直觀的（de）對冒煙量（liàng）進行對（duì）比，不作為標準（zhǔn），0級到5級（jí）代表煙少到煙大（dà）。

消泡劑作為一種輔助的脫氣劑不（bú）可能起到完全脫除氣體的作用，不能單獨使用，常（cháng）常與安息香搭配，既能減少了煙霧量，又能避免塗（tú）膜產生針孔。改性安息香的表麵效（xiào）果比消泡劑好很多，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（xìng）安息香來減（jiǎn）少冒煙。

消光劑作為粉末（mò）塗料啞光粉常用的消光手段，往往能獲得細膩豐滿（mǎn）的表麵效果。然而啞光粉的光澤通（tōng）常在20-30%之間，消光劑的添加量一（yī）般在2.5-3.5%之間，與其（qí）他助劑（jì）相比，用量相對較大。而（ér）市場上的消光劑大多屬於非蠟型消光劑（jì），其成分複雜，不同成分反應的差異導致反應過程中有很多的小分子物質釋放，從而產生明顯的冒（mào）煙現象。總體上，不（bú）同種（zhǒng）類消光劑都差別不大，在烘（hōng）烤（kǎo）過程中都會明顯冒煙。經過供應商改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（shēn）的部分性能，比如消（xiāo）光能力、表麵的細膩度、耐（nài）沸水性能和耐老化性能等。經過對比，隻有極個別的消（xiāo）光劑冒煙確（què）實較少（shǎo），但仍（réng）然不夠（gòu）理想，而且消光劑對（duì）粉末的（de）機械性能和表麵效果等有很大的影響，如沒有特殊的要（yào）求，一般的啞光粉建（jiàn）議用雙組分幹混法來製作，避（bì）免消光劑的使用，從而減（jiǎn）少冒煙。

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

以（yǐ）上為粉末塗料常用或者（zhě）必（bì）須用到的基（jī）本助劑，還有一些助劑如紫外線吸收劑、增電劑、抗氧劑（jì）等雖（suī）然也有冒煙，但是一般隻在少量特殊的粉末中才（cái）用到，隻要選擇好種類以及控製好用量就不會產生很多的煙，不會影響（xiǎng）正（zhèng）常的生產（chǎn）。

以上總（zǒng）結（jié）了粉末塗料冒煙的主要來源，針（zhēn）對粉末塗料的特點和配方結構，分別從（cóng）樹脂、固化（huà）劑和助劑等各方麵去分（fèn）析冒煙的原因，最終（zhōng）發現樹脂、固化（huà）劑、顏填料三大類材料冒煙少，改善的空間不大。而粉末塗料常用的（de）助劑雖然用量很少，卻是引（yǐn）起冒煙的（de）主（zhǔ）要原因（yīn），改（gǎi）善的辦法是尋找冒（mào）煙（yān）少的材料進行替換或者在保證不影（yǐng）響粉末塗料性能的情況下減少其用（yòng）量（liàng）。