铝型材粉末喷涂烘烤炉壁沉积物和冒烟缘由 的阐发

1、媒介

铝型材粉末涂料作为建筑行业用粉末涂料品种之一，在粉末涂料品种中据有 很主要 的地位。因为 铝型材用粉末涂料量的敏捷 增添 ，使建筑行业用粉末涂料用量已占我国粉末涂料总量的27%，跨越 了家用电器粉末涂料，成为我国粉末涂料用量最多的运用 范畴 。希奇是粉末涂装铝型材的需求敏捷 增添 ，曩昔 的卧式粉末喷涂线远远不克不及 知足 要求，以年夜 型立式V型或U 型粉末喷涂线取代 卧式粉末喷涂线。响应 的烘烤炉也改变曩昔 的卧式烘烤炉，取代 高而窄的立式烘烤炉。在立式喷房烘烤炉中,工件排布密集，单元 体积烘烤炉中粉末涂料的利用 量，远远高于卧式烘烤炉中的利用 量，不但 用粉量年夜 年夜 提高，同时带来了新的问题。这个问题是，发目前立式烘烤炉中的沉积物比卧式烘烤炉显着 增添 的快，需要按期 常常 清算 沉积物；还有有些个体 单元 在烘烤炉中呈现冒烟的现象，影响了正常临盆 ，带来了不服安 的身分 。

为了阐明认识 烘烤炉中沉积物的主要成份 ，我们请铝型材公司离别 取了烘烤炉的上、下、左、右壁上沉积物，离别 用烘箱烘烤法、马福炉煅烧法和仪器（TGA）阐明法进行阐明。别的 ，摹拟 烘烤炉的烘烤温度和烘道中工件的逗留 时候 ，对 可能在烘烤进程 中挥发的成份 ，进行单一构成 和复合构成 进行挥发分的测定实验 。经由过程 上述实验 初步肯定 烘烤炉中沉积物的主要成份 ，阐明冒烟的主要缘由 ，具体的实验 情况论说 以下 。

2、实验 部门

2.1 实验 用仪器

千分之一天平、马福炉、带鼓风烘箱。

2.2 实验 用原料

聚酯树脂1、聚酯树脂2、TGIC、流平剂、增光剂、安眠 喷鼻 、助剂1、助剂2、助剂3（只选择可燃烧的有机和高份子 化合物）和上述原料配制铝型材粉末涂料。

2.3 实验 方式

1）烘烤炉中沉积物称1.0g 摆布，200℃烘箱中烘烤20min，冷却至室温测挥发分百分含量；然后再放在220℃烘箱中烘烤20min，冷却至室温测挥发分百分含量。

2）对 配方中的各类 成份 （除颜填料外），离别 称量1.0g摆布按上述方式 测定挥发分百分含量。

3）对 配方中的各类 成份 （除颜填料外），离别 称量0.5g 摆布放在2.0g 摆布的粉末涂料样品中夹杂 ，然后按上述方式 测定挥发分百分含量。

4）称量0.5g摆布烘烤炉中沉积物，放在马福炉中600℃煅烧30min，冷却至室温测定燃烧物百分含量。

5）部门样品进行红外光谱图和热失重（TGA）阐明。

3、成绩与计议

3.1 沉积物的挥发份含量的阐明

按照铝型材粉末涂料立式烘烤炉的烘烤温度是200℃，烘烤时候 是20min，烘道最高温度是220℃的临盆 工艺前提 ，离别 设计以下 实验 前提 。取1.0g摆布沉积物样品，在200℃烘箱中烘烤20min冷却至室温称量；然后再放进220℃烘箱中烘烤20min后冷却至室温称量，离别 测定挥发物的百分含量，其实验 数据以下 表1。

从表1的实验 成绩申明 ，烘烤炉中的沉积物在200℃/20min 烘烤后，继续在220℃/20min烘烤时，还是有挥发物继续挥发。在沟通 的温度下，样品3（烘道上部样品）的挥发物含量最高，样品4的挥发物挥发物含量起码 。样品1、样品2、样品3在200℃的挥发物占94%以上，220℃的挥发物占96.7%以上，申明 沉积物的主要成份 是粉末涂料配方中的有机物和高份子 化合物中的挥发性物资 ；样品4中除 年夜 部门是有机物和高份子 化合物中的挥发性物资 之外，还含少部门从工件落下来的粉末涂料颗粒。从这个成绩可以申明 ，烘烤炉中的沉积物的绝年夜 部门为粉末涂料配方中的有机物和高份子 化合物中的挥发性物资 。

3.2 沉积物锻烧残留物含量的阐明

我们在烘烤炉的分歧 位置上取的沉积物样品，离别 用坩埚称取0.5g摆布盖上盖子，放在马福炉中600℃煅烧30min，冷却至室温后称量，并较量争论 燃烧物百分含量。实验 成绩见表2。

从表2的实验 成绩申明 ，烘烤炉的上部取的沉积物（样品3）600℃煅烧时完全烧失落 ，申明 根基 上是配方中的有机或高份子 化合物。烘烤炉的左边 和右边 的沉积物（样品1和样品2）绝年夜 部门（95%以上）还是配方中的有机或高份子 化合物。而烘烤炉的下部沉积物（样品4）中含有一部门粉末涂料配方中的无机物成份 （14%摆布）。从这些实验 数据根基 上申明 ，引发 烘烤炉梗塞 或引发 冒烟的主要物资 是粉末涂料配方中的有机或高份子 化合物。这些物资 是，从粉末涂料烘烤固化时挥发或 分化 出来的物资 。事实 是甚么 成份 ，有待于进一步研究。

3.3 铝型材粉末涂料配方构成 物挥发份含量的阐明

为了认识 铝型材粉末涂料配方中，哪些成份 在烘烤固化进程 中轻易 挥发，并且 烘烤炉中沉积物是哪些成份 ，我们对配方中的有机物和高份子 化合物成份 ，每种离别 取1.0g摆布样品，在200℃/20min烘箱中烘烤，并冷却至室温测定挥发份百分含量，然后继续放在220℃/20min 烘箱中烘烤， 并冷却至室温测定挥发份百分含量，其实验 成绩在表3。我们斟酌 到现实 配方中，其它成份 的干扰，离别 取0.5g摆布配方构成 的样品，放到2.0g摆布的粉末涂估中 涣散 ，然后放在200℃ 烘箱中烘烤20min，并冷却至室温测定挥发份百分含量，接着再放进220℃烘箱烘烤20min，并冷却至室温测定挥发份百分含量，具体的实验 成绩在表3。

从表3单一组分挥发份的实验 成绩来讲 ，聚酯树脂1、聚酯树脂2、助剂3的挥发份十分少在1.1%以下；挥发份对照 年夜 的是安眠 喷鼻 、TGIC、助剂1、助剂2，此中安眠 喷鼻 的挥发份希奇显着 的年夜 ，几近 年夜 部门都挥发失落 。从这个实验 成绩可以必定粉末涂料配方中，最主要的烘烤挥发物为安眠 喷鼻 ，其次是固化剂TGIC、助剂1、助剂2。各类 组分在粉末涂料载体中时，其挥发份的比例跟零丁 时的情况纷歧 样，有的是显着 削减 ，例如：流平剂、亮光 剂、助剂1、助剂2 ；有的是反而增添 ，例如：TGIC。申明 这些构成 在粉末涂料配方中存在时，其构成 之间的彼此感化 ，挥发性是遭到 影响的。

3.4 分歧 配方铝型材粉末涂料挥发分的对照

我们离别 选择分歧 公司的11个铝型材用粉末涂料产物 ：平光白、高光白、绿平光、灰亚光、砂纹粉末涂料，在分歧 烘烤温度下的挥发份测定成绩以下 表4。

从表4的成绩申明 ，铝型材用粉末涂料在烘烤时的挥发物含量是不算太多，在200℃烘烤时都在1%以下，分歧 品种之间的不同也是对照 年夜 的。在11 个配方中样品10和11的挥发分起码 ，其缘由 是该配方中没有安眠 喷鼻 有关系。从白色平光样品2 和样品3 中可知，下降 安眠 喷鼻 的含量一半今后 ，该配方的挥发分也显着 下降 ，申明 安眠 喷鼻 对铝型材粉末涂料的挥发分的含量起主要 的感化 。同时挥发分就成为烘烤炉中的烟气，希奇是在冬季气温低时，低温空气碰着 挥发性物资 ，很轻易 酿成 雾霾，构成 白烟。从这些挥发物量的阐明成绩也申明 ，铝型材粉末涂估中 的冒烟的产物主如果 安眠 喷鼻 。

3.5 分歧 厂家和分歧 规格安眠 喷鼻 的挥发性

我们取分歧 厂家和分歧 规格（纯度）的安眠 喷鼻 6个样品，每种年夜 约取1.0g 摆布，离别 在200℃/20min烘烤，并冷却至室温测定挥发份百分含量；然后继续在220℃/20min烘烤，并冷却至室温测定挥发份百分含量，其实验 成绩见表5。高纯度安眠 喷鼻 的热失重阐明在图1，通俗 安眠 喷鼻 的热失重阐明在图2。

从这些实验 成绩申明 ，分歧 安眠 喷鼻 在200℃至220℃的挥发性都对照 年夜 ，200℃的起码 挥发份在51.59%；220℃的起码 挥发份在68.58%。这些挥发份的量跟安眠 喷鼻 的纯度和规格有亲切 的联系，纯度高的挥发物更多。这些数据进一步申明 ，安眠 喷鼻 在粉末涂料配方构成 中，对烘烤炉中沉积物的构成 起最主要 的感化 。

再从安眠 喷鼻 的热失重（TGA）阐明数据来看，这个数据是在升温的动态进行测定的，高纯度安眠 喷鼻 在200℃挥发分是12%和220℃挥发分是24%，终究 挥发分是98%；通俗 安眠 喷鼻 在200℃挥发分是13%和220℃挥发分是27%，终究 挥发分是87%。安眠 喷鼻 的热失重阐明（TGA）在200℃和220℃的测定命 据显着 低于静态在200℃和220℃烘箱中测定20min 的挥发分数据，而终究 挥发分的数据是差不多的。分歧 规格安眠 喷鼻 的热失重阐明（TGA）的数据也进一步申明 在烘烤进程 中安眠 喷鼻 的严重挥发性，这类 挥发性在粉末涂料熔融成膜进程 中起到脱气剂的感化 ，

3.6 沉积物和粉末涂料部门构成 物的红外光谱图阐明

1）烘烤炉沉积物的红外光谱阐明

烘烤炉沉积物的红外光谱图见以下 图3。

2）安眠 喷鼻 的红外光谱阐明

安眠 喷鼻 的红外光谱见以下 图4。

3）安眠 喷鼻 氧化物二苯基乙二酮的红外光谱阐明

安眠 喷鼻 的氧化物二苯基乙二酮的红外光谱见以下 图5。

4）TGIC的红外光谱阐明

TGIC的红外光谱见以下 图6。

5）TGIC/安眠 喷鼻 =1/1夹杂 物的红外光谱阐明

TGIC/安眠 喷鼻 =1/1夹杂 物的红外光谱见以下 图7。

从以上的烘烤炉的沉积物的红外光谱与烘烤前提 下挥发物含量较多的安眠 喷鼻 、安眠 喷鼻 的氧化物、TGIC、TGIC/安眠 喷鼻 （1.0/1.0）的夹杂 物的红外光谱对照 ，从官能团的特别接收 峰的阐明来讲 ，还是对照 接近TGIC/安眠 喷鼻 （1.0/1.0）的夹杂 物 。从这些成绩也能够 进一步肯定 ，烘烤炉中的沉积物主如果 安眠 喷鼻 和TGIC。

3.7 烘烤炉冒烟缘由 的阐明

从之前 的卧式喷涂线的烘烤炉和目前的立式喷涂线的烘烤炉进行对照 ，在卧式喷涂线烘烤炉的高度比立式烘烤炉很低，工件布列的密度也较低，所以烘烤炉的单元 体积中的铝型材体积占的比例对照 少，粉末涂料的据有 量也较少。但是 立式喷涂线的烘烤炉的高度很高（8m~10m），宽度很窄只有几十厘米(40~50cm)，工件挂的很密，距离 也只有15~20cm 摆布，所以烘烤炉单元 体积中的铝型材体积占的比例很年夜 ，粉末涂料的据有 量比卧式喷涂线的烘烤炉很年夜 。是以 ，立式喷涂线烘烤炉中单元 体积粉末涂料利用 量，应当 是卧式喷涂线烘烤炉中单元 体积粉末涂料利用 量的几倍。希奇是烘烤炉顶上挥发物在立式喷涂线烘烤炉的浓度比卧式烘烤炉顶部的浓度比这个倍数还要高很多。这些挥发物又没有排放的排放口，随时候 浓度增添 ，部门沉积在烘烤炉的壁上，乃至 梗塞 供热风道，引发 局部过热，乃至 产生 着火冒烟，构成 火警 的隐患。

固然 粉末涂料配方中在烘烤时的挥发物在0.5%~1%之内，然则 粉末涂料的用量希奇年夜 时，挥发物的总量也很多 ，例如50吨/月利用 量的立式喷涂线烘道中，每个月 的挥发物是接近250kg,这是相当可不雅 的数目 。这些挥发物不实时处置，终究 梗塞 供热风烘道，没法 实时分散热量，这些热量储蓄积累到必然 水平 ，跨越 沉积物的着火点时，引发 烘烤炉内的冒烟，乃至 会着火。别的 有的单元 说法是，粉末涂料挥发沉积物中，黄色沉积物（主要的部门）是不轻易 着火，500℃以上才能着火，直接碰到明火也不轻易 着火；而这些挥发物中一部门物资 是结晶状的（量少），在较低的温度下，一碰到明火即速着火，这类 物资 是着火的主要缘由 ，具体是甚么 成份 还说不清晰 ，有待于深切 商量 。

烘烤炉冒烟的主要缘由 是，烘烤炉中工件烘烤固化时从粉末涂料挥发物量过量 积累 ，梗塞 热源通道，阻碍热量分散，最后引发 着火冒烟。解决的主要方式 是按照挥发物的聚积 情况实时停炉消灭 烘烤炉中的沉积物。别的 ，在可能的情况下，烘烤炉中设计冷却系统，烘烤炉中的热气经由过程 冷却系统，使挥发物沉积下来，下降 挥发物沉积到烘道的沉积量。还有，从粉末涂料供给 商来讲 ，调剂 粉末涂料配方，供给挥发物含量低的粉末涂料，耽误 烘烤炉消灭 沉积物的周期。从实验 成绩来讲 ，今朝 做到粉末涂料烘烤进程 中完全没有挥发物是很难做到的。

4、结语

从烘烤炉沉积物的各类 方式 阐明，粉末涂料配方构成 物的挥发份的阐明，初步判定 铝型材立式喷涂线烘烤炉沉积物的主要成份 是安眠 喷鼻 及转化物，其次是TGIC。这些物资 中安眠 喷鼻 是最轻易 挥发（升华）及转化的物资 ，外界情况 温度低时碰撞冷空气（希奇是冬季）轻易 酿成 白烟或絮状物或雾霾状。当这些沉积物积累至热风道梗塞 使热量过度集中，当炉内温度到达 沉积物燃点时，轻易 着火冒烟成为不服安 的隐患。按照粉末涂料利用 量，按期 实时消灭 烘烤炉的沉积物是最有用 和简捷的消弭 隐患和包管 平安 的办法 。