超细粉末涂料涂装技术

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1、第五讲超细粉末涂料涂装1市场背景粉末涂料和涂装是以其环保、经济、高效和节能为突出优点而得到非常快速地发展。粉末涂料含百分之百的固体成分，不象液体油漆那样含有大量溶剂需排放，是没有公害的环保涂料产品；粉末涂料一次喷涂未能利用的粉末可以回收再次使用，喷涂工艺简单稳定，能耗较低，相对液体涂料具有成本低，性能好的特点。粉末涂料的发展速度非常快，而在我国的发展速度又远远快于其他国家，主要原因是我国的经济发展速度很快，大量新建的涂装线首选使用粉末涂料。我国已成为粉末涂料的使用和生产的大国，但在高档原材料的生产和高档产

2、品的开发研制上，还与发达国家存在一定差距。如何瞄准一些具有巨大实际应用意义的尖端课题，利用国内外的高新技术进行技术攻关，并实现其工业化，是我国科学家和业内人士面临的重要决策。粉末涂料在最近十几年的发展中呈现了非常强的竞争力，但也有其发展过程中亟待克服的缺点和限制。粉末涂装公认的四个缺点是涂层太厚，涂层表观效果较差，不能低温固化，换色较难。针对这些限制和缺点，各国科学家和工程技术员进行了大量的研究，在很多领域取得了可喜的成绩。如低温固化粉末涂料的开发研究已经有了可用于120度烘烤固化的商业产品，用于木器和复

3、合板的生产；粉末涂料紫外光固化的研究也有了突破性的进展并有了工业化应用。我国粉体涂装设备的老厂上海新星静电喷涂设备有限厂与比利时UCB公司合作，已成果研制出粉末涂料紫外光固化设备，使我国在这一新兴领域得到很好发展，并带来巨大潜力。在粉末涂料的四个主要缺点中，涂层太厚和涂层表观效果较差是两个主要的缺点。粉末涂料的涂层厚度通常在60~100微米，远远超过普通油漆漆膜的厚度，这不仅带来不必要的浪费，而且在很多情况下涂层太厚还会造成漆膜性能下降，如涂层变得容易脱落，漆膜硬度表现降低等。涂层表观性能差，降低了粉末涂

4、层的装饰性，在很多地方限制了粉末涂料的应用和发展，特别是对某些高档产品，如小轿车等表面要求较高的产品，就无法使用粉末涂料。粉末涂料的涂层太厚和表观效果不好，主要是由于粉末涂料的粉末粒径较大引起的。普通粉末涂料的粉末粒径通常为30~50微米，这样的粉末粒径经静电喷涂后很难达到平整的表面和良好的表面效果。如果能将粉末涂料的粉体粒径变细，涂层就能得到很好的表面效果。并且，粉体粒径变细，就能够实现薄涂层涂装。粉末涂料的细粉化，既能实现薄涂层，大量节约成本，又能得到非常好的涂层表面，具有巨大的社会效益和经济效益，可

5、以说粉末涂料的超细粉化是粉末涂料研究开发中最重要的课题。辉旭微粉技术公司的超细粉末涂料产品具有非常细的粒径，可以达到非常平整的表面，同时也能得到很薄的涂层厚度。2004年，中国的粉末涂料用量达到40万吨，价值80亿以上，如果能够将现有的膜厚从70~80微米降低到30~40微米，可以节约巨大的涂料成本；另一方面，如果粉末涂料达到了液体涂料的表面效果，就可以在很多领域全面替代液体涂料，从而更大范围内推大粉末涂料的使用量。因此，超细粉涂装的推广应用，对整个粉末涂装工业都是非常有意义的事情。2粉末涂料的细粉化及其

6、发展超细粉末涂料的研究开发，可以显著提高产品质量，大大降低涂装成本，从而在很多领域内扩大粉末涂料的使用范围，因此，各国科学家和全球的各大粉末涂料公司在过去很多年来对该课题的研究开发进行了巨大的投入。并且该课题还吸引了其他行业甚至部分国家政府的关注。比如，1997年，美国三大汽车公司联合投资在底特律成立研究所，专门研究粉末涂料的超细粉化，试图用超细粉末涂料代替油漆用于汽车车体；1998年，加拿大政府也拨专款对粉末涂料细粉化的研究进行专门资助。超细粉末涂料是指粉末涂料的粒径在20微米以下的粉末涂料产品。粉体的

7、粒径越细，涂装出的涂层表面越平整。通常，涂层厚度为粉末粒径的2.5倍时，涂层表面效果较好。如果涂层厚度与粒径相差不大，涂层很容易出现麻点或大量漏涂现象。要得到涂层厚度为30微米而平整度较好的涂层，粉末涂料的粒径通常要大大低于20微米。粗粉粗粉粒径大，烘烤前粉末喷涂量较多，粉体相对不均匀，烘烤后漆膜厚，表面效果较不平整。细粉细粉粒径小，烘烤前粉末喷涂量较少，粉体相对均匀，烘烤后漆膜薄，表面效果较平整。粉体粒径低于20微米的粉体具有特别的性能。随着粒径的降低，粉体的质量会成倍地降低，同时粉体的表面积成倍地增加

8、，其结果是分子间力大大增强，使得粉体抱团现象出现，抱团的粉体无法进行正常流化。而正常流化是粉末涂料实现静电喷涂的前提。这实际上就是粉末涂料细粉化难以实现的主要技术原因。将普通粉体从正常粉末涂料的30~50微米粉粹成为粒径为10~20微米的超细粉体时很容易的事，但要使之在空气流中能够单个地流化起来实现超细粉喷涂，必需首先克服超细粉粉体间的分子间力，但超细粉抱团是超细粉体的自然属性，要改变其属性或克服其粉体间的吸附力，是非常困难的