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zhyp29

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[资源] 粉末涂料

粉末涂料材料及设备研究方面的进展使得粉末涂料的应用成本急剧下降。粉末涂料的施工总成本一般较常规的涂装工艺较低。粉末涂料研究所（PCI）等一些单位已进行了涂装线模型的研究。研究结果表明：粉末涂料的资本成本稍稍高于水性涂料或高固含量体系。然而，粉末涂料实际运行成本却比常规的溶剂性涂料、水性涂料及高固含量涂料要低。

粉末涂装系统在经济上的具体优势体现在节能、高效、环保、安全及降低了劳动力成本等方面。当然，对于客户不同的要求和需要而言，粉末涂料的应用成本会有不同。对每一个具体实例都需进行仔细分析以决定粉末涂料是否真的能节省成本。

施工人员常常反映粉末涂装线能节省许多难于估测的无形成本。例如最少的施工人员培训及涂装线的监管。另外，施工人员偏好于使用干燥的粉末涂料而不是湿的溶剂型涂料。粉末涂料没有难闻的气味，能减少管理与保养及清洁问题，而且对施工人员着装的污染也能降低到最小。
市场/应用

粉末涂料目前的市场非常广泛，其应用范围涵盖从汽车工业一直到玩具、活动铅笔。电器工业为了避免使用溶剂漆也都转为使用粉末涂料。粉末涂料目前商业应用最成功的主要市场领域如下（点击可查看相应介绍）：

汽车市场

电器市场

户外家具,草坪及园艺设备市场

建筑市场

电子电气市场

非金属制品市场


粉末涂料新原料及涂装工艺的进展将使得粉末涂料具有更大的未来市场机会。这些在粉末涂料中心的未来趋势中有相关介绍。

2001年全球热塑性粉末涂料市场超过了900,000吨，其价值约为36亿欧元。其中，欧洲市场占43%，亚洲26%，北美23%，其余地区共计8%。在整个涂料市场中，粉末涂料占的份额约为4%到15%（随不同的国家和地区有所不同）。

尽管粉末涂料的年增长率在最近的20年内一直维持在15%-20%（随地区有所不同），最近几年内粉末涂料的年增长率却有大幅度下滑。在欧洲，2001年粉末涂料首次出现了零增长。过去，粉末涂料的强力增长直接与该技术在某些应用方面能作为其他涂装方式的最低成本的替代品紧密相连。应当指出，粉末涂料在环保方面的优势与终端用户的经济效益挂钩。这给人们的总体感觉是：尽管粉末涂装技术现在并不很成熟，但未来这项技术还有很大的发展前景。

根据独立市场研究及相关行业专家分析，最近几年内粉末涂料的年增长率将维持在4%-6%。这意味着粉末涂料的市场增长将超过常规涂料。下面是对粉末涂料市场持如此乐观态度的几个原因。

在最近的将来，限制挥发性有机合物排放的相关法规的强制性实施将更加严格地限制常规液体涂料的使用；

对终端用户的底线而言，任何提高效率和生产率的涂装体系发展趋势都将获得他们的青睐。

得益于粉末涂料持续的研发工作，粉末涂料的性能一直在改善和提高。

然而，粉末涂料要取得未来的成功，非常重要的是要不断开创粉末涂料新的应用领域。为此，人们一直在进行着粉末涂装原料和设备方面的研发工作。

除了粉末涂料带给终端用户经济方面的优势之外，粉末涂料突出的性能和经久耐用也获得了用户的广泛赞誉。人们对粉末涂料的青睐到了这样一种程度：粉末涂料行业近期推出的一款商标能够迫使消费者去寻求该粉末涂料产品，也促使着制造厂商们来粉末涂装他们的产品。粉末涂料施工工艺

粉末涂装是一种干燥的施工工艺。带静电的颜料与树脂的微粒喷涂到接地部件上，带电粉末就附着在部件的表面直至在固化箱中熔融并形成平滑的涂层。在粉末涂饰前，带涂饰部件首先要经过与液态涂装部件一样的预处理。通常情况下预处理工艺、涂饰工艺及固化工艺是连续进行的。

从根本上来看，粉末涂料的施用有两种常规工艺：静电喷涂工艺和流化床涂饰工艺。其他的涂饰工艺也有研究，如火焰喷涂、等离子枪喷涂、无空气热喷及电泳沉积等。但它们的应用远远不及静电喷涂和流化床涂饰工艺广泛。

想要全面了解粉末涂料工业的涂装技术请点击：

静电喷涂

流化床工艺

静电流化床工艺

涂层固化

配方

正如其它涂料一样，配方的改变对粉末涂料的施工工艺和性能有着决定性影响。除了绝大部分组分都是固体、以熔融的方式加工外，粉末涂料的配方与液体涂料的配方基本没有不同。粉末涂料的几种主要原材料分别描述如下：

树脂：粉末涂料中的最关键组分。为了满足粉末涂料新市场对粉末涂料的新要求，可使用的树脂范围正在稳步地拓展。

如果您想了解更多有关树脂的信息，请访问我们粉末涂料中心的主要树脂类型部分。

固化剂：根据不同类型的树脂体系和对最终涂层性能的要求使用。

促进剂：用以加快固化反应速度。

颜料：一般为固体微粒，如二氧化钛和炭黑。

填料：用于降低成本和（或）提高某些特定性能如流动性、表面纹理、润滑性等。常用的填料有重晶石、方解石、云母、白垩、硅灰石等。

增量剂（填充剂）：如硅酸钙，用于提供不透明性并用作填料。

脱气剂：在低温烘烤系统中尤为重要。用以去除（驱散）可能导致涂膜多孔性、脆变及饰面外观不良的气泡。

流干剂：提高涂装制品传送过程中粉末的自由流动能力。

流平剂：改善熔融涂料的流动性能以强化涂膜性质、减少（消除）表面缺陷。流平剂的例子有聚丙烯酸酯类、硅树脂、表面活性剂及氟化烷基酯类。

消光剂：用以降低固化涂膜的光泽度。

织构改进剂：用以控制/强化固化涂膜的光泽度。

流变剂：提供对熔融涂料的粘度控制，用以改善边缘覆盖率和涂膜的纹理表面效果。

蜡：在配方中主要提供滑爽性、硬度、抗刮性和表面抗损性。另外在施工过程中，还可充当自由流动粉末及防结剂。

未来发展趋势

常规粉末涂料的成功可归功于它们优秀的性能及许多经济及环境方面较传统溶剂型涂料的优势。由于在粉末涂料配方及施工设备等方面所取得的进展，表1中所列的粉末涂料的缺点已经在不断的消失或者降到了最小。这些进展也将有利于粉末涂料市场的进一步快速拓展。

新树脂体系的研究进展使得粉末涂料能够不断地满足终端用户们的各种要求。很多粉末涂料可以在低于121℃的温度下固化。低温固化系统的出现，如可红外固化粉末涂料，已广泛应用于热敏基材如木材、塑料及对热敏感装配件等的涂饰。金属基材也得益于低温固化系统，如降低能耗，节省投资，缩短固化时间，提高生产线效率。

粉末涂料的高温应用也取得了进展。硅树脂基粉末涂料常使用于那些要求高温（达 538°C）下使用时间更长而必须仍然保持外观附着力和良好表面的场合，如煤气（或木炭）烤架、壁炉插件、引擎排气零部件及照明器具。

粉末涂料的耐气候性方面所取得的巨大进展将进一步拓展它们在汽车及建筑市场的应用。例如，聚酯―异氰脲酸三缩水甘油酯（TGIC）粉末涂料已应用于户外体育场馆的座椅及其它户外场合。而在这以前，户外应用场合都由于对紫外线辐射敏感而易降解。在某些领域一直认为有毒的TGIC，目前正被其它结合剂替代。透明、防腐、耐久的粉末涂料获得了包括汽车零部件在内的广泛应用。汽车制造商如宝马和沃尔沃目前已在汽车外部零部件的底漆上涂饰透明粉末涂层。

粉末涂装技术设备的进展也为粉末涂料的进一步发展作出了贡献。在粉末涂装工艺中，粉末涂料的利用率达到95%或更高都是很普通的现象。而对于其他喷涂工艺，涂料的利用率一般为30%-80%。另外，红外及紫外固化技术的进展提高了粉末涂装设备的生产效率。红外箱有时能在30秒内完成涂饰部件的固化；紫外辐射更快，往往在数秒内就完成固化。

薄的涂膜1-3密耳（25-75µm），可以在很宽的范围内调其色彩、光泽度及纹理。适用于超薄涂膜（0.8-1.2密耳，即 20 - 30 µm)的粉末涂料目前也正在研制。这种粉末涂料对部件表面的凹陷处有更好的穿透性，对涂膜厚度也更易控制，而且有更有效的首次传递效率。

采用不同的粉末涂料新配方，可经获得任意的涂膜色彩和表面纹理。目前，经适当设计的粉末涂料体系可在数分钟内就可以变换涂层的色彩。高生产率的粉末涂料体系可以有20种以上的色彩变化选择，甚至可以在一天内改变几次涂膜色彩。

在粉末涂料的卷材涂饰应用方面也开展了研究。卷材涂饰是在扁平金属片材或带状金属材料的两侧进行涂饰的一种工艺。涂装工艺中，绝大部分涂装设备是按垂直结构布置的，而最新设计的水平粉末涂装室却使得粉末涂料在挤出成型和拉挤成型涂饰市场中效率更高。

从根本上来说，粉末涂料不同的应用方法也将拓展其未来市场。已研发的模内粉末涂装工艺是这样一种工艺：在模塑周期开始前，粉末涂料被喷涂至已预热的模腔中，在成型阶段，粉末涂料与模塑化合物化学结合形成涂膜产品，该涂膜耐冲击、无碎裂。这种工艺要求基材干净并能适当的预热。热塑性粉末涂料在这个领域的相关工艺也已开发。模内粉末涂装工艺已成功地应用于桥梁支柱和钢制人行道。预先已在制造工厂涂饰、但在工地上又必须进行焊接的管接头，也可采用粉末涂料涂饰以形成连续的防腐涂层。

表 5 粉末涂料的性能特征
要求 / 结果

耐气候性
耐光性，户外5年以上几乎不褐色。

薄层涂膜
10-20 µm，平滑

低温固化
低于 121℃ 固化，对性能无损伤。

高速固化
红外、近红外、紫外及其它能源固化，涂层表面装饰及其它各种性能与标准固化涂层相似。

可加工性
快速挤出，强化研磨及颜料预混合。

抗腐蚀性
附着力好，无需改变涂装处理工序。

外  观
中 / 低光泽度聚酯

平滑, 涂膜薄

平滑, 低温 / 快速固化

与液体涂料相同的金属色料

透明，性能良好

以上所列出的粉末涂料的最新进展给我们留下了深刻的印象，但它们还不能解决粉末涂料存在的所有可能的问题。表5列出了粉末涂料工业发展过程中对粉末涂料材料提出的挑战。战胜这些挑战将为我们的粉末涂料工业开创新的涂饰领域。

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