粉末塗料是公認的具高效率、優良塗膜性（xìng）能、生態環保、高經濟效益為一體的4E型塗料（liào）產品，近年來得到高速發展。然而與傳統的溶劑型塗料相比，粉（fěn）末（mò）塗料雖然沒有易揮發的有毒物質對（duì）環境造成的（de）汙染，但在固化成膜過程中會有小分子（zǐ）物質的揮發釋放（fàng），這些揮發小分子聚集在一起（qǐ）會產生煙霧，這就是所謂的冒煙現象。

粉末塗料在塗（tú）裝（zhuāng）過程冒煙（yān）會受噴（pēn）塗設（shè）備的（de）影（yǐng）響，立式噴塗線產量大，單位時間內用粉量多，同時經過固化爐的型材多（duō），且一般沒有排風裝置，所以爐口產生的煙霧會多。而臥式線由於產量低，相對應（yīng）的粉末用量少，爐口的煙霧不會那麽明顯。

一般烤爐的進出（chū）口處冒煙大，若車間排煙不力，則生產車間內頂（dǐng）部會雲（yún）霧繚繞。從噴塗現場（chǎng）來看，不管是平麵粉還是砂麵粉，亮光粉的還是平光（guāng）粉、啞光粉，都有冒煙的現象，其中以啞（yǎ）光粉最為嚴重。

粉末塗料一般由（yóu）樹脂、固化劑、顏料、填料和助劑組成，而助劑又包括流平劑、光（guāng）亮劑、脫氣（qì）劑、消光劑、紋理劑、抗氧劑等，根（gēn）據（jù）情（qíng）況按（àn）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（yuán）因分析（xī）

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（zhī）決定了粉末塗（tú）料的絕大多數性能，所以，我們首先從樹脂開始（shǐ）研究。

常用樹脂的烘（hōng）烤失（shī）重及冒煙情（qíng）況如下表所示。

注：1以上烘烤條件（jiàn）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（háng）對比，不作（zuò）為標準，0級到5級代表煙少到煙大（dà）。

從上表可以看出，樹脂的失重有大有小（xiǎo），但都在同（tóng）一個數量級上。在單獨烘烤過程中均不會產生明顯的（de）煙，因為聚酯都是由多元酸與多元醇（chún）反應（yīng）而來（lái），殘留的有機小分子的量都很少，且都是無色無味的，在烘烤過（guò）程中也不會產生煙霧，所以（yǐ）說樹脂可能不是粉末塗料產生煙霧的根本原因。

為此，我們用同一樹脂製作了7個不（bú）同的粉末，測試這7個粉末塗料失重與冒煙之間的關（guān）係（xì），結果如下。

注：1以上烘烤條件均為200℃/10min；

2冒煙（yān）等級隻（zhī）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（dài）表煙少到煙大（dà）。

從以上兩個表的數據分（fèn）析可知，粉末塗料（liào）固化成膜過程是失重的過程，用同一樹脂（zhī）製成的7個粉末失重大致相同，而冒煙量卻差別很大，所以確定樹脂不是冒煙最主要的（de）來源。

2.顏料和填料的分析

同時我們也做（zuò）了顏料（liào）和填料的失（shī）重與冒煙對比，發現填料的失重都在0.02%以（yǐ）下，而且常用的填料都是無機物，在常（cháng）溫或者較高的溫（wēn）度下都難以分解。實際上，填料的失重主（zhǔ）要（yào）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（de）過程中就已經完全揮發，不（bú）會對（duì）粉末冒煙（yān）有任何影響。顏料的失重更小，經（jīng）過反（fǎn）複的測量，絕大部分的（de）顏（yán）料失重率在0.01%以下，在烘烤過程中也沒有任何的煙霧產生。而（ér）粉末塗料的（de）顏料（liào）除了鈦白粉之外，別的顏料用量都很小，對冒煙的影響更是可（kě）以忽略不（bú）計，因而可以排除（chú）顏料的影響。因此，通過替（tì）換或（huò）改進（jìn）填料、顏料來減少粉末塗料冒煙並不可行。

3.固化（huà）劑的（de）分析

排除以上原因後，粉末塗料冒煙（yān）最有可能就（jiù）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（zhī）反應（yīng）而形成（chéng）成（chéng）膜（mó）物質，所（suǒ）以對於固化劑，在反應過程中小（xiǎo）分子的揮發是必然的。首（shǒu）先我們測量了不同TGIC失重的大小，結果下表所示。

注：1以上烘烤（kǎo）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（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雖然失重（chóng）有明顯的差別，但冒煙（yān）量卻沒有（yǒu）太大的（de）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（liàng）是否有（yǒu）區別。

用同一配方（fāng）、不（bú）同（tóng）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（為了避免助劑的幹擾，該配方中未加任何（hé）助劑），結果如下。

注：1以上烘烤條件均為200℃/10min；

2冒煙等級隻（zhī）是為（wéi）了方便直觀的對（duì）冒煙量進行對比，不作為標準，0級到（dào）5級代表煙少到煙大。

由以上分（fèn）析可知，不同廠（chǎng）家（jiā）的TGIC隻在失重（chóng）率上有本質的差別，但在冒煙大小（xiǎo）方麵並沒有明顯的區別（bié），所以通過篩選TGIC來（lái）減少（shǎo）冒煙量的潛（qián）力不大。

4.助劑的分析（xī）

相對而言，助劑在粉末塗料中用量很少，但起著非常重（chóng）要的作用，同樣的由它帶來的冒煙問題也不容忽視。如以①號配方添加助劑，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（shàng），雖然隻添加了4-8%的助劑，卻對冒煙量產（chǎn）生如此大的影響，由此可以斷定，粉末（mò）塗料冒煙來源於所添加的助劑中含有的（de）小分子物質（zhì）在烘烤（kǎo）過程中的揮發、升（shēng）華。

粉末塗料常用的助劑主（zhǔ）要有（yǒu）流平劑、光亮劑、蠟粉、消光劑、抗（kàng）氧（yǎng）劑等，雖然用量都很少，但都有可能是冒煙的主要來源。我們常用（yòng）的流平劑有丙烯酸均聚物、丙烯酸酯共聚物以及它們的有機矽改性物，它們在（zài）烘烤過程中會有少量的煙霧冒出（chū），光亮劑也同（tóng）樣如此。但是流平劑與光亮劑的用量僅（jǐn）為0.8%-1%，而且都不（bú）參（cān）與反應，對冒煙的影響不大，改進的潛（qián）力不大。

一些（xiē）功能助劑（jì），如常用的聚乙烯蠟，外觀為白色小（xiǎo）微（wēi）珠狀或片狀，由乙烯聚合橡膠加（jiā）工劑而形成的，其具（jù）有熔點較高、硬度大、光澤度高、顏色雪（xuě）白等（děng）特點，在高溫中熔融，在冷卻至常溫時析（xī）出，以微（wēi）晶形式（shì）存在於塗料中且能遷（qiān）移（yí）到塗膜表層（céng），最終（zhōng）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（fěn）高溫易熔（róng）融的（de）特性，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（xiàn）象。

不同種類的蠟粉烘烤失重以及冒煙大小（xiǎo）測試結果如下。

注（zhù）：1以上烘烤（kǎo）條件均（jun1）為200℃/10min；

2冒煙等級隻是為了方便直觀的對冒（mào）煙量進行對比，不作為標（biāo）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（guān），聚四氟乙烯蠟由於（yú）聚合度比較（jiào）高，分子量大，而且C-F鍵不容易斷（duàn）裂，在烘烤過程中不會產生煙霧。而改性（xìng）蠟與聚乙烯蠟相比，雖然都是聚乙（yǐ）烯（xī）蠟，但是普通的聚乙烯蠟失重較大，其含有的小分子物質較多，產生煙霧多，同時烘烤過程（chéng）容易泛黃（huáng），推測是（shì）發生了鍵的斷裂和小分（fèn）子物質的釋放。由於聚四氟乙烯分子量大，影響塗膜流（liú）平等各方（fāng）麵，因（yīn）而不可能大批量（liàng）的應用在一般的粉末塗（tú）料當中，所以最好的辦（bàn）法是通過使用改性蠟替換聚乙烯蠟，減少了小分子物質（zhì）的釋放，從而減少冒煙。

安（ān）息香作（zuò）為粉末塗料優異的脫（tuō）氣劑，一直都是別的脫氣劑所（suǒ）無法取代（dài）的。安息香的作（zuò）用機理是依靠在高溫條件下散發的小分子（zǐ）物質迅速帶走粉末塗料固化過程產生的揮發物，從而消除塗膜（mó）針孔現象（xiàng），因此冒煙是無可避免的。雖然安息香的用量隻有0.25-0.4%，冒煙量卻非常大。市場上常用的脫氣劑為安息香、消泡劑和由安息香改進的消泡劑，後兩種即使能把冒煙控製在很合理的範圍（1級），但是脫氣效果（guǒ）明顯（xiǎn）都不如安息（xī）香好。不同種類（lèi）脫氣劑的脫（tuō）氣效（xiào）果和冒煙情（qíng）況如下表所（suǒ）示。

注：1以上烘烤條件均為200℃/10min；

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

消（xiāo）泡（pào）劑作為（wéi）一（yī）種輔助的脫氣劑不可能起到完全脫除氣體的作用，不能單獨使用，常常與安息香搭配，既能減少（shǎo）了煙霧量，又能（néng）避免塗膜產生針孔。改性安息香的表麵效（xiào）果比（bǐ）消泡劑好很多，可以單獨使用，但亮（liàng）光粉中要慎用，因為體係反應過快（kuài）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（yì）使用改（gǎi）性安息香來（lái）減少（shǎo）冒煙（yān）。

消光劑作為粉末塗料啞光粉常用的消光手段，往往能獲得細膩豐滿的表（biǎo）麵效果。然而啞光粉的光澤通常在20-30%之（zhī）間，消光劑的添加量（liàng）一般在2.5-3.5%之間，與其他助劑相比（bǐ），用量（liàng）相對較大。而市場上（shàng）的消光劑大多屬於非蠟型消光（guāng）劑（jì），其成分（fèn）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（zhì）釋放，從而產生明顯的冒煙現象。總體上，不同種類消光劑都差別不大，在烘烤過程中都會明顯冒煙。經過供（gòng）應商改進過的消光劑（jì）雖然能在冒煙上有一定改善（shàn），但是會犧（xī）牲（shēng）它本身的部（bù）分性能，比如（rú）消光（guāng）能力、表（biǎo）麵的（de）細（xì）膩度、耐沸水性能（néng）和耐老化性能等。經過對比，隻有極（jí）個別（bié）的（de）消（xiāo）光劑冒煙確實較少，但仍然不夠理想（xiǎng），而且消光劑對粉末的機械性能和表麵效果等（děng）有很（hěn）大的影響，如沒有（yǒu）特殊的要求，一般的啞光粉建議用雙組分幹混法來製作，避免消（xiāo）光（guāng）劑（jì）的使用，從而減少冒煙。

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

以上（shàng）為（wéi）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（xiàn）吸收劑、增電劑、抗氧劑等雖然（rán）也（yě）有冒煙，但是一般隻在少量特殊的粉末中才用到（dào），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（bú）會影響正常的生產。

以上總結了粉末塗料（liào）冒煙的主要來源，針（zhēn）對粉末塗料的特點和配（pèi）方結構，分別從樹脂、固化劑和助劑等各方麵去分析（xī）冒（mào）煙的原（yuán）因，最終發現樹（shù）脂、固化劑、顏填料三大類材料冒煙少，改善的空間不大。而粉末塗料常用的助劑雖然用（yòng）量（liàng）很少，卻（què）是引起冒煙（yān）的主（zhǔ）要原因，改善的（de）辦法是尋找冒煙少的材料進行替換或者在（zài）保證不影（yǐng）響粉末塗料（liào）性能的情況下減少（shǎo）其用量。