涂料粒度分析儀是根據(jù)光的散射現(xiàn)象來測量顆粒大小的，即顆粒尺寸越小，散射角越大；顆粒尺寸越大，散射角越小。光是一種電磁波，散射現(xiàn)象的物理本質(zhì)是電磁波和物質(zhì)的相互作用的結(jié)果。在球形、勻質(zhì)、各向同性的假定下，散射現(xiàn)象可用嚴(yán)格的電磁波理論，即Mie散射理論描述。Mie理論是描述散射光場的嚴(yán)格理論，適用于經(jīng)典物理意義上任意大小的顆粒。
下面我們以粉末涂料使用過程一個常見的涂裝質(zhì)量問題，橘皮現(xiàn)象為例，簡單的分析探討一下：
橘皮是粉末涂料成膜過程中，熔融涂料局部流動的渦流效應(yīng)導(dǎo)致的質(zhì)量問題。這種局部渦流也稱為貝納德的旋渦。粉末涂料熔融時粘度變化導(dǎo)致了表面張力的變化，這樣便形成高粘度低表面張力的涂液下沉至渦流的中間(即后來的凹陷部位)；低粘度高表面張力的涂液上升至渦流的周邊(即后來的凸處部位)。
粒徑小的涂料小顆粒熱容比大顆粒低，熔化時間比大顆粒短，聚結(jié)也較快。而粒徑大的涂料顆粒則情況相反，熔化和聚結(jié)時間長，流平相對較差。如果涂料整體粒度分布不合理，就有可能導(dǎo)致局部渦流效應(yīng)較強(qiáng)，使得涂層橘皮問題產(chǎn)生。典型案例：某粉末廠的一款粉末涂料，客戶反饋有輕微橘皮問題，而且只是部分批次工件有問題。檢查噴涂工藝環(huán)節(jié)未發(fā)現(xiàn)問題原因。粉末廠檢查該款粉末涂料生產(chǎn)過程后，確認(rèn)配方及原材料無異動，排除了配方和原材料質(zhì)量問題。調(diào)取生產(chǎn)記錄資料，得知該款涂料用量大，是由三套同型號生產(chǎn)設(shè)備同時開工生產(chǎn)的，疑點(diǎn)焦距到了涂料擠出、粉碎分級過程。仔細(xì)檢查三套設(shè)備的工況，發(fā)現(xiàn)其中一臺設(shè)備磨機(jī)外殼溫度高出另外兩臺設(shè)備。抽檢該設(shè)備出產(chǎn)的粉末涂料粒度分布，發(fā)現(xiàn)雖然D50沒有明顯變化，但是D90變大明顯。
做噴涂試驗(yàn)后，可以看出該涂料確實(shí)存在輕微的橘皮現(xiàn)象，問題原因找到。粉末涂料的粉碎過程大致如下：原料進(jìn)入粉碎室，在動磨盤和靜磨盤的沖擊、剪切、摩擦作用下被粉碎。分級室中，粉末涂料在慣性力和風(fēng)力的雙重作用下，粗顆粒返回粉碎室，成品則向外輸出。通過調(diào)節(jié)磨盤間距、轉(zhuǎn)速，調(diào)整引風(fēng)量，就可以調(diào)整成品粉末涂料的粒度分布參數(shù)。對該套問題設(shè)備的磨機(jī)、分級機(jī)進(jìn)行檢修，發(fā)現(xiàn)存在磨盤損耗大的問題。維修并對磨機(jī)工作參數(shù)做相應(yīng)調(diào)整后，出產(chǎn)粉末涂料粒度分布恢復(fù)正常，問題解決。
