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　　一、总体概述 粉末涂料涉及多种技术与涂装方法．具有多年的发展历史，粉末涂料是随着几个主要用 粉行业的进步而发展起来的，并随着人们对环保型涂装技术需求的增加而得以提高。据中国 环氧树脂行业协会专家介绍，粉末涂料以环氧树脂为主要基材，采用有机聚合物粉末涂料涂 装工件要追溯到上世纪40年代末和50年代初，当时采用火焰喷涂法将粉末涂料涂敷于金属 底材上。在此期间德国科学家ErwinGemmer博士开发了一种流化床涂装工艺，可将热塑性树 脂粉末涂料涂装在金属材料表面，其涂装效率比火焰喷涂法高，1953年5月该项技术申请德 国发明专利，1955年获得批准。 事实上在1958~1965年期间所有的粉末涂料都采用流化床涂装，绝大多数涂装都以实用 型为主，涂膜厚度6~20mil。这种厚涂膜的功能以电绝缘、防腐、耐磨等为主，所用粉末涂 料包括尼龙11、CAB、聚乙烯、增塑型PVC、聚酯和氯化聚醚等。在全欧洲和美国都采用流化 床涂装粉末涂料的同时，人们也在开发其他粉末涂装工艺，用以满足更加广泛的商业需求。 传统的液体油漆含有污染环境的溶剂，喷漆所含的溶剂量特别高。为此人们开始研究无污染 的环保型工业烤漆。人们研究环保型涂料最初的路线％；二是将涂料中的溶剂用水取代90~95％；三是用空气替代涂料中的溶剂。前 2种方法得到的涂料依然含有污染环境的溶剂，而第3种方法则引导人们开发粉末涂料，这 种涂料不含任何有机溶剂。中国环氧树脂行业协会专家说，需要找到适合的固体树脂、固化 剂、颜料和其他材料，并将这些原材料混合均匀，然后研磨成为粒度适中的粉末，并在带有 多孔底板的容器中通过鼓入空气使粉末混合物流化，成为具有某种液体性质的物料。 流化技术源自于石化行业以及预热金属表面的PVC粉末流化床涂装技术，同时我们还知 道，法国已经采用静电喷涂技术将滑石粉喷涂到轮胎表面。根据液体油漆涂装技术和法国的 滑石粉静电喷涂技术，我们设想如果能够制成粉末态的油漆，那么这种流化的粉末必须是可 以采用静电喷枪喷涂的，并可以喷涂到接地的工件表面。在喷枪中带上静电的粉末粒子可以 附着在金属表面，形成的粉末涂层可以熔融固化。如果这种方法得以实现，我们就可以用空 气替代液化的溶剂，从而开发出一种不可思议的环保涂装方法。 粉末涂料行业发展历程(二) 一、低含技术起点 粉末涂料的技术含量并不高，因而它对于原料——主要是固体的环氧树脂——要求也不高。 据中国环氧树脂行业协会(.epoxy-e)专家介绍说，Shell公司生产固体环氧树脂，在 该公司成功地研制了最初的粉末涂料，最初的粉末涂料体系相对来说比较简单，是由粉状环 氧树脂、固化剂和颜料采用球磨技术得到的干法物理混合物。由于混合物的均匀性很差，所 以得到的涂膜很难保证一致性。 要提高混合物的均匀性，可以采用加热的双辊磨或加热的Z型刮刀混合器进行热熔融混合加 工，这是一项非常必要的加工技术。经过一段时间的试验和失败之后，1961～1962年间真正 的工业试验开始了。“TeodurDM”是世界市场上最早出现的可喷涂的装饰性热固型粉末涂料， 采用Z型刮刀混合器热熔融混合制成，TeodurDM环氧/双氰胺粉末涂料最早是用于医院家具 的涂装，其固化条件为350°F/30min。早期的制粉工艺包括混合、挤出和磨粉等工序，某些 特殊的粉末产品(如低光泽花纹粉)至今依然采用该生产方法，但这种方法的粒度控制比较差， 制成的粉末产品喷涂性能不良(流化、撞击熔融、上粉率等)。 其它的早期制粉方法还有双辊磨法和Sigma熔融混合器法等，这2种设备所生产的产量都比 较低，在进行每批次生产之前Sigma混合器的清机工作量都很大。中国环氧树脂行业协会专 家介绍说，1962～1964年Shell公司又开发了热固型粉末涂料的熔融挤出生产方法。与此同 时，法国Sames公司通过改进现有的静电喷枪，开发出了第1代有机粉末涂料的静电喷涂设 备。上世纪60年代末至70年代初，人们开始小规模的试验研究用常规的液体涂料生产工艺 制备粉末涂料，将制备粉末涂料用的树脂和固化剂溶解在有机溶剂中，然后加入颜料、填料 和添加剂，用常规液体涂料生产设备混合上述物料，通过喷雾干燥得到粉末涂料，并回收大 部分溶剂。然而生产过程中出现的溶剂损失使其失去了环保意义。 没有市场化的粉末技术——专家曾这样回顾过去的市场产品。上世纪70年代末人们开发了一 种独特的粉末涂料技术-粉末涂料浆，该技术至今没能市场化。它是将已经制成的粉末涂料(主 要为环氧型)采用表面活性剂分散在水中，用砂磨机研磨得到的粉末涂料浆可采用常规油漆涂 装设备进行施工和烘烤固化，形成的涂膜外观和性能与相应的粉末涂料完全相同。粉末涂料 浆在应用中遇到的主要问题是在喷涂操作中涂料容易絮凝结块，尽管采用适当的方法可以解 决，但粉末涂料浆的应用却非常有限。 三、环保压力 上世纪70年代末人们开发了一种独特的粉末涂料技术-粉末涂料浆，该技术至今没能市 场化。中国环氧树脂行业协会专家介绍说，它是将已经制成的粉末涂料(主要为环氧型)采用 表面活性剂分散在水中，用砂磨机研磨，得到的粉末涂料浆可采用常规油漆涂装设备进行施 工和烘烤固化。形成的涂膜外观和性能与相应的粉末涂料完全相同。粉末涂料浆在应用中遇 到的主要问题是在喷涂操作中涂料容易絮凝结块，尽管采用适当的方法可以解决，但粉末涂 料浆的应用却非常有限。 粉末涂料的涂装应用在不断扩大的同时，与涂料有关的其他问题却在欧洲显露出来。这 些问题影响了整个涂料行业从上世纪70年代到现在的发展方向。人口密度1000人/平方英里 的发达西欧工业国家很早便开始与日益严重的空气和水体污染作斗争，与涂料行业有关的环 保法规(如洛杉矶66法规)对工业排放物制定了严格的限制，迫使人们研究低VOC或零VOC 的涂料替代品，也加快了热固型粉末涂料以及粉末涂料原材料、制粉设备和涂装设备的开发 速度。 到1973年欧洲粉末涂料市场上已经形成4种基本的化学体系，即纯环氧体系、羧基聚酯 /环氧混合型体系(简称混合型)、羟基聚酯/(封闭型)聚氨酯体系(或称聚酯/聚氨酯体系)、羧 基聚酯/TGIC体系(或称TGlC聚酯体系)，同时还出现了其他一些粉末体系，如醇酸/三聚氰 胺体系和某些丙烯酸体系，由于稳定性、施工性能和涂膜性能等问题，后两种体系未能实现 市场化。 四、粉末涂料行业现状 由于巨大的环保压力，粉末涂料不断地取代液体油漆已经成为当今的主流，随着粉末涂 料以及涂装技术的改进，粉末涂料的应用领域将更大。粉末涂料及涂装技术的改进主要源白 汽车行业、家电行业以及普通工业领域需求的增长，其中包括原材料、制粉和涂装技术等的 改进。块中国环氧树脂行业协会专家介绍，粉末涂装在汽车行业的应用不断扩大，汽车底盘、 内饰件、轮毂和车身均开始采用粉末涂装。汽车用粉末涂料的技术改进包括：透明粉末的透 明性、附着力、流平性和抗紫外光性：在保证粉末涂料外观和性能的前提下尽可能降低固化 温度；以及各种涂装技术(如机器人技术、气流控制技术和高上粉率技术)等。 粉末涂料涂装的预涂金属板(卷材)在家电行业的应用快速增长，要求粉末涂料能在25～ 60s 内完成熔融、流动流平和固化全过程，并同时保持良好的涂膜外观与各种抗性。家电用 粉末涂料必须具有一定的后成型性，其成型度取决于最终用途。涂装好的板材应当可以叠放 在一起，普通金属板材薄涂膜的涂装线fpm，卷材涂装的线fpm。另外，气流控制(或降低)、上粉率或电荷转移率应控制在最佳状态。在高的涂装线 速下固化涂膜外观的改进是家电粉末涂料技术改进的主攻方向，它涉及到红外光波长/光照强 度与涂料及底材的匹配问题、快速流平的对流加热和感应加热固化方式、粉末涂膜表面连续 性好的固化程序、以及整个固化体系的清洁程度。 汽车行业和家电行业的发展推动了特种粉末涂料体系和涂装技术的开发，出现了适用于 不同工艺的专用粉末涂料在普通工业涂料中的应用在不断增长，逐步进入以前难以涉足的领 域(由于颜色要求过多、涂装速度过快、涂料渗色严重、涂层过多等)。在普通工业涂料市场 上粉末涂料因可以提供各种批次的产品以满足诸多小客户的需求而成为另一大亮点。制粉设 备供应商和原材料供应商的不断增加也促使许多区域性的油漆供应商增设粉末涂料生产线， 与此同时，成熟的欧洲市场却不断有新的粉末涂料原材料以及涂装设备面世。 总体而言，供应商数量的增加对于小中型的粉末用户是最为有利的，它们可以得到价格 稳定的原材料，产品的实用性更强。中国环氧树脂行业协会专家也说，但是粉末大客户的发 展往往只有少数特定供应商受益，使他们与粉末涂料、涂装工艺、以及最终用户的关联度更 大。

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