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「摘要」

超細粉末涂料為粉末涂料的應用開辟了全新的領域，本文綜述了超細粉末涂料的特點、性能和研究進展。

作者 | 樊慶春

武漢工程大學化工與制藥學院

01 前 言

粉末涂料和涂裝是以環保、經濟、高效和節能為突出優點而得到快速發展的粉末涂料，是百分之百的固體成分，不像液體油漆那樣含有大量溶劑排放，是沒有公害的環保涂料產品；粉末涂料噴涂未能利用的粉末可以回收再次使用，噴涂工藝簡單穩定，能耗較低，相對液體涂料具有成本低，性能好的特點。

粉末涂料的發展速度非常快，而在我國又遠遠快于其他國家，主要原因是我國的經濟發展速度很快，大量新建的涂裝線首選使用粉末涂料涂料在線coatingol.com。我國已成為粉末涂料的使用和生產大國，但在高檔原材料的生產和高檔產品的開發研制上，還與發達國家存在一定差距。

如何瞄準具有巨大實際應用意義的尖端課題，利用國內外的高新技術進行課題攻關，并實現其工業化，是我國科學家和業內人士面臨的重要決策。

粉末涂料在最近十幾年的發展中呈現了非常強的競爭力，但其發展過程中也有亟待克服的缺點和限制。粉末涂裝公認的四個缺點是涂層太厚、涂層表觀效果較差、不能低溫固化、換色較難。

針對這些限制和缺點，各國科學家和工程技術人員進行了大量的研究，在很多領域取得了可觀的成績。

如低溫固化粉末涂料的開發研究已經有了可于120℃烘烤固化的商業產品，用于木器和復合板的涂裝；粉末涂料紫外光固化的研究也有了突破性的進展并有了工業化應用。

我國粉體涂裝設備的老廠上海新星靜電噴涂設備有限公司與比利時UCB公司合作，已成功研制出粉末涂料紫外光固化設備，使我國在這一新興領域得到有益的發展，并帶來巨大潛力。

在目前狀況下，要使工業用戶接受粉末涂料，可以認為其中高品質和經濟性的作用相對于符合環保法規方面所做的貢獻最大。

粉末涂料的市場份額相對于其他類型涂料來說并不大。但是，在相對比較成熟的工業涂料領域，粉末涂料是其中少數幾類中可以保持長年高增長率的產品。

02 超細粉末涂料技術簡介

粉末涂裝以其環保、經濟高效和節能為突出優點而得到快速發展。但粉末涂裝也存在亟待克服的缺點和限制，粉末涂裝公認的兩大缺點是：涂層太厚和涂層表面平整度差。

原因在于粉末涂料的粒徑較大，遠遠超過普通油漆漆膜的厚度。不僅造成材料浪費，而且在很多情況下涂層太厚還會造成漆膜性能下降。

如涂層容易脫落，漆膜硬度降低等。為克服上述缺陷，各國科學家進行了大量的研究，開發出超細粉末涂料。這種粉體粒徑變細，涂層表面效果很好，可實現薄涂層涂裝。

加拿大輝旭微粉技術公司的科學家采用特殊的技術，成功克服了超細粉體粒子間的分子引力。避免了抱團現象，得到粒徑為10~20pm流化性能很好的粉末涂枓。

這種涂料既可以形成非常平整的涂層表面，又可以進行薄涂層涂。超細粉末涂層的表面效果大大改進，鹽霧實驗證明很薄的超細粉涂層具有極好的抗腐蝕性，主要原因在于涂層最薄的地方超細粉涂層的厚度高于粗粉涂層。

03 粉末涂料的細粉化及其發展

在粉末涂料的4個主要缺點中，涂層太厚和涂層表觀效果較差是最主要的。

粉末涂料的涂層厚度通常在60~100pm，遠遠超過普通油漆漆膜的厚度。這不僅帶來不必要的浪費，而且在某些情況下涂層太厚還會造成涂膜性能下降，如涂層容易脫落等。涂層表觀性能差，降低了粉末涂層的裝飾性，從而限制了粉末涂料的應用和發展，特別是對某些高檔產品（如小轎車等），就無法使用粉末涂料進行涂裝。

粉末涂料的涂層太厚和表觀效果不好，主要是由于粉末涂料的粒徑較大引起的。普通粉末涂料的粒徑通常為30~40mm，這樣的粒徑經靜電噴涂后很難達到平整的表面和良好的表面效果。

如果能將粉末涂料的粒徑變細，就能得到表面效果很好的涂層，并能夠實現薄涂層涂裝。粉末涂料的細粉化，既能實現薄涂層大量節約成本，又能得到非常好的涂層表面，可以說是粉末涂料研究開發中最重要的課題之一。

各國科學家和全球的各大粉末涂料公司都為該課題給予了巨大的投入，同時該課題還吸引了其他行業以及部分國家政府的關注。

由于市場的需求和人們的重視，粉末涂料細粉化的研究取得了很多突破。

■ 最常見的是在粉末涂料中加入一些潤滑劑，使粉末涂料不容易抱團，從而達到適當降低粉末粒徑的目的；

■ 也有的大公司采用生產粒徑分布窄的產品，并選用高流平性的產品外加潤滑劑調節，使粉末涂料的粒徑進一步降低并初步實現薄涂層涂裝；

■ 美國Ferro公司開發了采用超臨界二氧化碳制備粉末涂料的新工藝，能夠得到分散均勻，粒度分布窄的粉末涂料產品；

■ 在國內，很多公司生產高流平性的產品并宣稱實現了薄涂層涂裝，實際上粉末粒徑并未降低，但由于能夠得到較薄的涂層，也確實很受市場歡迎。

上述各種方法只是實現粉末涂料細粉化的一些途徑，他們的確給粉末涂料工業帶來了很多的利益，但并沒有真正意義上的實現粉末涂料的細粉化。

粉末涂料的細粉化是指粉末涂料的粒徑達到20mm以下。通常，涂層厚度為粉末粒徑的2.5倍時表面效果較好，而超細粉體有自身的特性，即氣體流化性能差。這是由于隨著粒徑的降低，粉體的質量會成倍地降低，同時粉體的表面積成倍地增加，其結果是分子作用力大大增強，使超細粉抱團而無法進行正常流化。

而正常流化是粉末涂料實現靜電噴涂的前提，因此，常流化成為粉末涂料細粉化難以實現的主要技術原因。細粉抱團是超細粉體的自然特性，要實現細粉化，必需首先克服超細粉體間的分子作用力。