TiO2顆粒尺寸與粒徑分佈影響粉末塗料的生產和應用(The effects of titanium dioxide particle size and size distribution for powder coatings)
近年來，粉末塗料以其固含量高、無揮發性有機物、生產過程能耗低、塗飾品質好等優點深受市場青睞。本文聚焦粉末塗料的生產和應用過程，探究粒徑及粒徑分佈對產品性能的影響。
粉末塗料生產過程的第一步是填料和樹脂的熔融與混合，要求填料和樹脂混和均勻又不發生局部固化反應。要實現這個要求，填料的粒徑和粒徑分佈很重要。圖1-1與圖1-2是兩種不同粒徑的二氧化鈦(TiO2)填料。
從圖2看，填料A 的粒徑明顯大於B的粒徑。理論上粒徑小的填料B更容易混合均勻。然而，事實恰恰相反，是粒徑大的填料A更容易混合均勻。為了探究出現這種反常現象的原因，本文利用德芮克國際股份有限公司的Treksizer雷射光粒徑分析儀來測試填料A和B的粒徑分佈。
如圖2所示，填料B 的粒徑分分佈很寬，既有少量微米甚至10微米級顆粒，又有大量次微米(亞微米)甚至奈米級顆粒。這些次微米(亞微米)和奈米顆粒導致填料B的比表面積很大，顆粒間相互作用力很強，導致內部團聚現象加劇。
從圖3-2的SEM圖像可以看出，填料B的這些大顆粒是由小顆粒團聚而形成，樹脂很難進到團聚的大顆粒中，這就是填料B反而更難混合均勻的原因。而圖3-1中，填料A的粒徑大部分在0.4-1微米之間，分佈很窄且不團聚，樹脂很容易分散在顆粒之間，所以更容易混合均勻。
填料和樹脂熔融混合之後，下一道工序是粉碎和分級。粉末塗料的粒徑受到研磨、進料速度、氣流條件和分級等影響。圖4-1與圖4-2顯示了不同的粉碎分級工藝（A和B）對產品粒徑分佈的影響。
在圖4-1中，樣品A為一次分級效果，粉末塗料主要由0 – 20 μm和20 – 80 μm的顆粒組成；圖4-2，樣品B為二次分級效果，粉末塗料幾乎全部由20 – 80 μm的顆粒組成。說明二次分級能夠有效降低粗端顆粒（> 80 μm）和細端顆粒（< 20 μm）的佔比，得到粒徑分佈更窄的粉末塗料產品。為什麼粉末塗料要求窄的粒徑分佈？因為在噴塗過程中，較大的顆粒速度快，率先落到工件表面，較小的顆粒運動速度慢，後落在塗層縫隙，兩者恰到好處會形成優勢互補，兩者差距太大將影響噴塗質量，並且，粒徑過細還容易吸濕成團，堵住噴槍，也容易漂浮在塗膜上產生氣泡和針孔，影響成膜效果。
結論：高品質的粉末塗料與填料粒徑分佈密切相關，通過雷射光粒徑分析儀能有效監測和控制填料的粒徑分佈，從而保證粉末塗料的性能和質量。
產品連結：Treksizer雷射光粒徑分析儀
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