Laserbeugungsanalyse zur Messung der Partikelgrößenverteilung bei der Pulverbeschichtung

Einführung von Pulverbeschichtungen

Pulverbeschichtung ist ein Pulver, das sich aus fünf Bestandteilen zusammensetzt: Festharz, Pigmente, Füllstoffe, Aushärtungsmittel und Additive. Es ist wichtig, dass die Füllstoffe, Pigmente, Härter und Additive gleichmäßig im geschmolzenen Harz dispergiert werden, bevor das abgekühlte Harz zerkleinert und zu einem Pulverlack mikronisiert wird. Das Dispersionsmedium für Beschichtungen auf Lösemittel- und Wasserbasis ist Lösemittel oder Wasser, für Pulverlacke wird jedoch Luft als Dispersionsmedium verwendet. Die Hauptvorteile der Pulverbeschichtung sind, dass keine Lösungsmittelverschmutzung auftritt, eine 100%ige Filmbildung erfolgt und der Energieverbrauch gering ist. Die Bestandteile, aus denen die Pulverbeschichtung besteht, sind in Abbildung 1 dargestellt. Natürlich kann der Laserbeugungsanalysator eine schnelle, einfache und zuverlässige Messung für die Pulverbeschichtung liefern. Daher hat das Bettersize-Labor einen Vergleichstest für drei verschiedene Gruppen von Pulverbeschichtungsproben durchgeführt.

Vergleichstest für unterschiedliche Partikelgrößenverteilung und gleichartige Pulverbeschichtungsproben

Der Vergleich der Partikelgrößenverteilung von zwei Polyethylen-, zwei Polyurethan- und zwei Nylon-Pulverbeschichtungsproben ist in Abbildung 2, Abbildung 3 und Abbildung 4 dargestellt. Die beiden verschiedenen Proben desselben Pulverbeschichtungstyps weisen unterschiedliche Partikelgrößenverteilungen auf. Alle Pulverbeschichtungsproben der Probe B (rote Farbe) weisen mehr grobe Partikel auf als die Probe A (blaue Farbe), was darauf hindeutet, dass die Probe B während des Sprühvorgangs eine dickere Schicht aufbaut als die Probe A. Außerdem ist zu erkennen, dass die Polyethylen-Pulverbeschichtungsprobe A und die Nylon-Pulverbeschichtungsprobe A eine breitere Partikelgrößenverteilung aufweisen als die Probe B, was darauf hindeutet, dass die Polyethylen- und die Nylon-Pulverbeschichtungsprobe A aufgrund ihrer breiteren Partikelgrößenverteilung eine bessere funktionelle Eigenschaft für das Sprühen des Werkstücks aufweisen.

Abbildung 2: Vergleich der Partikelgrößenverteilung von Polyurethan-Powercoating Probe A und Probe B mit dem Bettersizer 2600
 

Abbildung 3: Vergleich der Partikelgrößenverteilung von Polyethylen-Powercoating Probe A und Probe B mit dem Bettersizer 2600

Abbildung 4: Vergleich der Partikelgrößenverteilung von Probe A und Probe B der Power Coating-Beschichtung aus Nylon mit dem Bettersizer 2600

 

 

 

Schlussfolgerung

 

Die Partikelgröße pulverförmiger Farbbeschichtungen wirkt sich auf die Leistung des Sprühens aus. Ist die Partikelgröße einer Pulverlackbeschichtung zu groß, weist sie schlechte Fließeigenschaften auf. Ist die Partikelgröße einer Pulverbeschichtung zu klein, beeinträchtigt dies die Ausnutzung und die Rückgewinnungsrate beim Sprühvorgang. Mit dem Laserbeugungsanalysator lässt sich leicht vergleichen, wie unterschiedlich zwei Pulverlacke anhand ihrer Partikelgrößenverteilung sind. Die so gewonnenen Erkenntnisse können genutzt werden, um die unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften zu erkennen und vorherzusagen und so in der Praxis zufriedenstellende Lösungen für die Pulverlackindustrie anzubieten.