1、粉末涂料市場發展的新動向

    世界涂料工業進入20世紀90年代以來，隨著高科技的迅速發展，粉末涂料類型和種類也與日俱增。它將繼續攻克涂膜薄層化、外觀質量亮麗堅固、固化低溫化方面的障礙，而高于其他涂料的速度向前發展。由于全球面臨環境惡化的難題，因此，粉末涂料以無溶劑、低污染的優勢在世界涂料市場中所占比例越來越大。2000～2010年世界工業涂料類型與產品，如表1所列。

    由表1可知，隨著世界工業涂料向環保型涂料方向發展，傳統的低固體分涂料由于存在大量有害溶劑揮發物，因此將受到世界各國嚴格控制VOC的法規限制，產量將逐漸下降，并逐步被淘汰，到2010年電泳涂料、水性涂料、反應型涂料和粉末涂料將成為世界環保型工業涂料四大支柱產品。它也預示著世界工業涂料將向無污染、環保型涂料方向發展。

    近年來，在粉末涂料工業中以美國Ferro公司開發成功的超臨界（VAMP）新工藝將成為粉末涂料制造工藝上的一場劃時代的革新。由此可開發出一批超細粉末涂料、低溫固化涂料、紫外光固化、熱敏性粉末涂料和復合粉末涂料等新品種。

    在粉末涂裝方面開發了電磁刷新工藝。它是一種模擬復印或激光打印的新的涂裝方法。尤其適用于將粉末涂料高速涂覆于平板型的底材上。該工藝雖然不適宜直接涂裝在鐵磁體底材上，但可以通過轉移法進行涂裝，從而大大擴展了它的應用范圍。這是一項粉末涂裝開創性的新進展，它有待進一步研究開發，有可能發展成為粉末涂料全色印刷的新工藝，其前景十分看好。

    2、粉末涂料制造新工藝超臨界流體化

    超臨界流體是一種處于特定溫度和壓力下的流體物質，CO2就是一種最常用的超臨界流體（SCF），CO2的臨界溫度為31.1℃，臨界壓力為7.476×106Pa。它不需要特殊的高壓設備，在工業上具有實用性。CO2在發酵廠、合成氨廠等有大量的生產，可以廉價獲得。CO2超臨界流體與普通有機溶劑一樣具有同樣的溶解力，可用于工業物質的萃取和分離。它也能溶解涂料用的樹脂，其溶解力與庚烷相似，作為溶劑一稀釋劑相近。

    美國Ferro公司首先開發成功VAMP新工藝——使用超臨界CO2流體的濕式工藝。據稱，其制造過程并不復雜，將粉末涂料中原材料經料斗投入配有混合漿葉的壓力容器中，接著用CO2充入該容器中，達到超臨界流態，其操作條件從55℃，1.651×107Pa上升到86℃，2.067×107Pa。經過充分攪拌后，通過常壓容器出料，經粉碎后得到粉末涂料。

    傳統的熔融混合擠出工藝主要缺點是生產工序長、物料分散不充分，而且色調困難。VAMP新工藝主要優點是由于降低了加工溫度，因此避免了局部預反應現象的發生，從而提高了產品的重現性和質量。此外，由于能用熔融黏度較低的原料來配制產品，從而提高了粉末涂料熔融流動性，可獲得比傳統粉末涂料較薄的涂層。

    通過應用研究發現，在汽車用罩光型粉末涂料，微細粒子粉末涂料和低于93℃固化用于木材、塑料的低溫固化型粉末涂料等已取得可喜進展。該新工藝可徹底防止制粉過程中的膠化。產品質量穩定，尤其是用于制造薄膜型粉末涂料和UV固化型粉末涂料，對推動粉末涂料在汽車、木材家具、塑料上應用有重大意義。

    3、粉末涂料色彩多樣化

    粉末涂料的配色往往存在批次之間出現色差的難題，為此，Merck公司采用以Benda—Lutz黏結新工藝加入粉末涂料中，將片狀顏料粘接于干粉末粒子上面不損傷片狀結構，該工藝具有高度色彩的一致性。

    Ciba公司開發了一組預分散的顏料，能大大提高粉末涂料生產擠出階段中色彩的顯現度。

    Engelhard公司也開發出9種新的明亮的有機顏料適用于粉末涂料。Akzo Nobel公司開發出粉末涂料的配色服務體系，通過基本顏料的濃縮物，能快速地配制成各種光澤、各種色調的品種。并可將這些基本顏料精確地干拼混合得到任何色調而無需重新擠出捏混。

    Backer粉末涂料公司開發了一套具有模擬木材紋理效果的粉末涂料，能顯示出涂漆木材的表面花紋。

    Ciba Geigy和Sun化學公司開發成功有機顏料預分散體，可以很好地解決淺色和深色粉末涂料存在的展現飽和著色強度問題。這種預分散體的高著色力可減少通常為獲得所需色彩所用的顏料量，并改進了流變性。在無光漆中，用較少的顏料，即可獲得標準的顏色。

    Akzo Nobel粉末涂料公司已開發一種獨特的粉末涂料，它能快速配色服務。它能提供任何顏色，包括RAL、BS、NCS和非標準的各種色調，光澤度從20%到90%，3天供貨，數量從20Kg開始，并采用無TGIC固化的聚酯體系。這種配色工藝能用最少量的中間產品配制大量的色彩的產品。該工藝可自動化操作，以最快的時間生產出合格的產品。它可提供有光、緞光、平光的各種面漆。通過使用一種獨特的消光基料，得到的平光的聚酯粉末涂料的平整度要比傳統的平光聚酯粉末涂料好得多。該公司計劃在歐洲和世界各地建立更多的這種配色設施。

    4、木器粉末涂料專用化

    由于研制開發出在100℃以下低溫固化的粉末涂料體系，它的推廣應用可使木器粉末涂料專用化，并可與傳統的工業木器涂料在涂裝方面相競爭。

    盡管櫥房和家具工業的要求較高，必須噴涂4～5道涂料，才能達到合格，液態涂料仍占工業木器等涂料市場的主導地位，水性涂料也已采用，其缺點是所含助溶劑和水揮發速率慢。而粉末涂料可避免使用各種底漆，涂覆1道就可完全溶劑型涂料的多道工序。

    由于木材含水分為6%～10%，因此它具有良好的導電性，用摩擦噴槍即可實現涂料在木材上的最佳施工應用。

    Sigma涂料公司根據其在涂裝藤木、櫸木表面和MDF表面的經驗，總結出成功涂裝這些材料的重要指標是必須具有良好的邊緣覆蓋性、流動性、表面硬度、耐劃傷性、耐化學品性、打磨性能及在打底表面上的罩光性，由此研制開發出2種粉末涂料底漆體系。2種體系結合了IR和UV2種固化方式，因而具有如下特點：施工簡單、機械性能很好、效率高和邊緣覆蓋性良好，無粉末吸入木質底材中。

    5、汽車粉末涂料高性能化

    汽車用涂料要求高耐候性、高耐腐性、高耐磨性、耐熱、保光、保色等高性能化，因此現實在汽車車身涂裝中正采用干粉態或漿液態粉末涂料，并獲得了優良的效果。它們或作為底漆、單層涂料，或作為罩光面漆而獲得應用。在美國已有11家通用汽車（GM）和克萊斯勒（Chrgsler）生產廠工業化采用粉末涂料作為頭二道合一底漆。在德國BMW汽車廠透明粉末涂料的實用已得到驗證。適用于透明面漆用的優選粉末涂料是甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）型丙烯酸體系。

    為了適應汽車粉末涂料，需要采用美國Ferro公司的VAMP新工藝加工。

    6、粉末涂料薄膜化的新途徑

    美國微粉公司（MPI）開發出品種繁多的細粉末涂料，用于木材涂裝和表面著色、建筑面漆和工業面漆。特別是含氟碳樹脂品種達10種以上。美國塞姆洛克公司開發出250多種微細粉末涂料，其中包括聚四氟乙烯及其他氟聚物、聚乙烯、聚丙烯等。

    特別令人感興趣的是EP572764專利的發表，它是以聚偏二氟乙烯為基料的粉末涂料，其中含有六氟丙烯、四氟乙烯、偏二氟乙烯三元共聚物和成膜助劑、流平劑、顏料等。它特別是可以涂覆成2.0～2.7μm的無針孔的光滑薄膜，此專利突破了普通粉末涂料很難制成小于50μm薄涂層的框框，為粉末涂料薄層化闖出一條新途徑。

    7、粉末涂料復合化的新趨向

    7.1.復合粉末涂料

    復合型粉末涂料涂裝在牌號為［SPCO（PB-318處理過）］鐵基材上，經180℃烘烤固化。當烘烤溫度為100℃時，丙烯酸層與環氧層開始分離，鐵紅色的環氧粉末涂液流向鐵基底，藍色的丙烯酸涂液流向氣體界面。在155℃左右分離終止，然后在20min后形成充分固化的復合涂層。

    該復合涂層的優點是只需一次涂裝，一次固化，在鐵質基底底層是防腐環氧涂層，在接觸大氣界面即面層是高耐候性的丙烯酸涂膜。

    7.2.P/P型粉末涂料

    利用復合粉末涂料的基本技術，開發新型涂裝體系Powder on Powder（簡稱P/P型粉末涂料）。它是先涂裝環氧粉末涂料，然后在其上涂裝丙烯酸粉末涂料，最后將兩層粉末一起一次性加熱固化。與前述的復合粉末涂料相比，雖然涂裝工藝增加一次，但比通用粉末涂料工藝還節省了一次固化工序。前者適用鐵質基材，而后者則適用于其他基材。

    7.3.粉末涂料復合涂裝的新方向

    7.3.1.熱噴鋁/聚酯TGIC涂層系統

    將熱噴鋁在噴涂表面上進行處理，然后將聚脂TGIC粉末涂料噴涂在其上面，形成熱噴鋁/聚酯TGIC涂層系統。這樣，使涂層系統既能使鋁涂層作為陽極保護鋼鐵基體，又使聚酯TGIC粉末涂層耐候性能良好，以便在苛刻的環境中使用，使涂層具有良好的耐腐蝕性能。該涂層系統已經過美國嚴格測試，它的耐腐蝕性能已獲得美國海軍司令部的認可和特許，并已應用于海上和般上設備涂裝。

    7.3.2.陰極電泳漆/丙烯酸粉末涂料涂層系統

    丙烯酸粉末涂料具有優異的戶外耐久性。它的優點是：（1）涂層耐紫外光性能良好，保光保色性能都優于環氧、環氧/聚酯及聚酯類粉末涂料；（2）涂層表面硬度高，一般為2～3H；（3）易調成各種顏色；（4）耐弱堿性好。缺點是：（1）價格較貴；（2）在海濱和酸性環境中耐蝕性差；（3）不易流平；（4）磨蝕性大，加大了噴槍及回收設備的磨損，縮短設備使用壽命。

    陰極電泳漆優點是：（1）涂膜均勻、一致；（2）覆蓋完整；（3）耐蝕性好。

    上述2種涂層復合，可利用各自的優點，獲得綜合性能優良的涂層系統。這2種涂層相結合，在美國已得到工業化應用。

    陰極電泳漆/丙烯酸粉末涂層系統的優點：（1）耐蝕性好，根據美國ASTM B117標準進行耐鹽霧試驗達1500h；（2）保光性好，該涂層經過連續900h紫外光照射后，仍可保留90%以上的光澤。該涂層系統用于戶外，已有7a的保證期。它主要用于室外照明設備、家用電器、戶外設備、汽車等涂裝。

    8、建議和意見

   8.1.大力研究開發新型粉末涂料，擴大應用領域

    近年來國外在低溫固化、紫外光固化、高耐候性、涂膜外觀和耐光性優良、CO2超臨界流態化制造粉末涂料新工藝、氟聚合物粉末涂料等方面取得了一些新成果和新產品，有的已進入工業化應用領域。為此，建議國內有關科研機構、高等院校、大型企業應當瞄準粉末涂料發展新趨勢，大力研發新型粉末涂料新技術、新工藝、新設備、新產品。始終以創新的姿態與國際同行開展競爭，不僅保持我國生產粉末涂料大國的地位，而且在創新方面也要進入世界前列。

    8.2.大力開拓粉末涂料應用領域

    要大力提倡粉末涂料生產企業與涂裝企業聯手，實現產品生產與應用技術相結合，大力開展應用技術研究。一方面可以改進和提高粉末涂料產品的質量和性能，另一方面可以擴大粉末涂料應用領域，使粉末涂料市場占有率不斷提高。

    8.3.加強企業管理，提高產品質量

    目前，在不少民辦企業、鄉鎮企業對產品質量把關不嚴，技術力量嚴重缺乏的狀況下，建議有關部門發放許可證制度，每年登記注冊，對不合格產品采取嚴格檢查和處罰，直至發出停止生產的禁令。否則就不能從根本上制止假冒偽劣產品。

    8.4.加強涂料行業標準制訂和實施

    當今較為突出的是應當制定出涂料中VOC和有害物質如重金屬限量的標準，并與國際標準接軌。否則，我國進入WTO以后將會受到“綠色壁壘”的限制，缺乏競爭力。為此，涂料企業應當加強環保意識、綠色文明意識、國際標準意識。否則，有可能在國際競爭中被無情地淘汰。

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責任編輯：王元

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