超微粉末涂料技术
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Zhu J and Zhang H, “Method and Apparatus for Dispensing Paint Powders for Powder Coatings”, U.S. Patent 7,240,861, July 10, 2007.
Zhu J and Zhang H, “Method and Apparatus for Dispensing Paint Powders for Powder Coatings”, PCT Patent EP1670594, June, 2006.
Poor fluidization and pneumatic transportation 无法流化
无法流化
Unable to be applied 无法喷涂
喷涌
堵塞管线
Dry surface modification by formulated nano-particles 使用纳米颗粒组合 进行干混法表面改性
University of Western Ontario 西安大略大学 化工与生物化工学院/颗粒技术研究中心
London, Ontario, Canada 加拿大-安大略省-伦敦市
Western University 西安大略大学
Founded in （建于）: 1878 Library Book Holdings（图书馆馆藏）: 4,969,084 (M) Land Area （占地面积）: 1,300 acres Operating Revenue （运营收入）: $661.2 ($M) Research Revenue（科研收入）: $234.8 ($M) Current Student （学生人数）: 35,000
喷涌 堵塞管线
Smooth fluidization 流化顺利
Smooth deposition 喷涂均匀
Smooth pneumatic transportation 易于气流输送
UWO Technology Break Through
UWO 的技术突破
Regular size powder
- strong orange peel and excessive film thickness
• 可用于几乎所有液体涂料的使用领域
• 适用领域包括汽车外壳底漆、色漆、面漆和各种汽车零 部件，以及高铁、舰船、航空航天设施设备，各种家电、 家具、灯具等
• 产品种类包括聚酯、环氧、聚酯-环氧混合、聚氨酯、 丙烯酸等
超微粉末涂料的竞争优势
• 目前市场上的粉末涂料为普通粗粉，平均粒径大于35微米
表观质量差、膜厚过大（一般大于60微米）
Powder Coating Application Line 粉末涂料应用流水线
Powder Spray Booth 粉末喷房
UWO Ultrafine Powder Coating Technology
UWO 超微粉末涂料技术
- Advantages 优势: Smooth and thin film
UWO Technology Break Through UWO 的技术突破
Untreated Ultrafine Powder coating 未处理的超微粉末
Treated Ultrafine Powder coating 处理后的超微粉末
无法流化
Dry surface modification 表面改性
表观光滑，涂膜薄
- A matured technology
技术成熟
- It has been industrialized
已实现工业化
- Ready for large scale production
可直接进行大规模生产
Geldart’s Powder Classification (1972)
Air
流化质量差
例如使用超微粉末涂料
Due to the small particle size, inter-particle forces become dominant. 由于粒径小，分子间作用力成为主要作用力。
Agglomeration of
ultrafine particles 颗粒团聚
Surface roughness 表面粗糙度 Ra = 2,613 A
UWO Technology Break Through
UWO 的技术突破
UWO Technology Break Through
UWO的技术突破
A Matured Powder Coating
Technology 成熟的粉末喷涂技术
Zhu J and Zhang H, "Fluidization Additives to Fine Powders", U.S. Patent 6,833,185, December 2004.
Zhu J and Zhang H, “Fluidization Additives to Fine Powders”, PCT Patent EP1549697, Jul. 2005.
Ultrafine Powder Coating Technology
超微粉末涂料介绍
Jesse Zhu 祝京旭 院士 Hui Zhang 张辉 教授
Particle Techn Res. Center Department of Chemical and Biochemical Engineering
Western University-西安大略大学
Western University-Engineering 工程学院
Western University-Engineering 工程学院
Western University-PTRC 颗粒技术研究中心部分成员
Western University-PTRC 颗粒技术研究中心实验室
Van der Waals forces 范德华力：
Fss
AR 12 H 2
Pcoated
A 12
ddDPDcoah1te02d
Ad 12
1 h02
纳米颗粒
超微粉末颗粒
超微粉末问题的解决方法
Formulated/encapsulated nano-particles for best performance 使用纳米颗粒组合或包裹后的纳米颗粒以得到 最佳结果
Paint film
Substrate
普通粉末： 橘皮严重，涂膜过厚
Ultra-fine powder
- smooth finish and thin film
Paint film
Substrate
超微粉末： 表观光滑，涂膜薄
Surface roughness 表面粗糙度 Ra = 16,786 A
Density (kg/m3 )
10000
1000
Bubbly-ready
A
B
Aeratable
C
Different
(Spoutable)
D
Cohesive
100 10
100
1000
Particle Size (microns)
10000
Particle
Agglomeration 颗粒团聚
颗粒均匀流化
Can be applied to many other industries
该技术同时可以应用于很多其他工业领域
Mineral 矿物
Toner 调色剂
Pigment 颜料
And many other industries 和其他多种工业
超微粉末涂料的市场和产品介绍
• 可用于所有现行粉末涂料所使用的场合
• 超微粉末涂料平均粒径为15至20微米 拥有多项美国、中国专利
表观质量高、膜厚低（一般在30-50微米） 为大量替代溶剂型涂料创造了条件
超微粉末涂料的盈利预期
• 中国粉末涂料市场规模：300亿元/年，产量130万吨/年 • 中国液体涂料市场规模：4000亿元/年，产量1700万吨/年 • 超微粉末涂料可取代大部分现有粉末涂料和约50%的现有
Zhu J and Zhang H, "Fluidization Additives to Fine Powders", Chinese Patent, ZL03816550.3, June 3, 2009.
Zhu J and Zhang H, "Method and Apparatus for Uniformly Dispensing Additive Particles in Fine Powders", U.S. Patent 7,878,430, February 1, 2011.
V-b
Zhu J, Wen JZ, Ma Y and Zhang H, “Apparatus for Volumetric Metering of Small Quantity of
Powder from Fluidized Beds”, PCT Patent EP1494797, Jan. 2005.
超微粉末团聚严重， 无法流化，容易产 生沟流
Fluidization quality - uniform particle suspension
Ultra-fine powders severely agglomorate, defluidize, and cause channeling
Good Fluidization
New Powder Coating Manufacturing Technologies (Narrow PSD) 粉末涂料新型加工技术（粒径分布窄）
New Powder Coating Testing Technologies (Characterize powder flowability) 粉末涂料新型测试技术 （粉末流动性的表征） - Predicting powder performance on spray line 预测粉末在喷涂线上的表现 - Can differentiate different flow issues 区分不同流动问题
Researches of PTRC 颗粒技术中心的研究方向
PTRC
颗粒技术中心
Coating Related Researches 与涂层相关的研究方向
Coating Researches 涂层技术研究方向
Coating Researches 涂层技术研究方向
Coating Researches 涂层技术Fra Baidu bibliotek究方向
溶剂型涂料 • 超微粉末涂料预计将在5-10年内占据百亿元市场
超微粉末涂料项目的投资合作模式
• 合作建厂生产各种超微粉末涂料 • 技术方技术入股 • 投资可大可小，中等规模投资3000万， 实现产能6000吨/年，
产值1.2亿，净利润1200万
I-a I-b I-c II-a III-a III-b IV-a V-a
New nano-particle incorporation technique – uniform dispersion of nano-particles 新型纳米颗粒添加技术–保证纳米颗粒分散均匀
Optimum agglomerate size of nano-particles make highest flowability and coating quality 获得最佳纳米颗粒聚团尺寸可以得到最好的粉 末流动性和涂层质量
Zhu J and Zhang H, “Compositions and Processes for Producing Durable Hydrophobic or Super Hydrophobic Surfaces”, U.S. Patent, Applied, April, 2007.
Zhu J, Wen J Z, Ma Y and Zhang H.,"Apparatus for Volumetric Metering of Small Quantity of Powder from Fluidized Beds", U.S. Patent 6,684,917, February 3, 2004.
(Expl: with reg. size powder coatings)
Poor Fluidization
(Expl: with ultra-finepowder coatings)
Van der vaals forces 范德华力
Fss
AR 12H 2
Air
流化质量好
例如使用常规尺寸粉末涂料
Zhu J and Zhang H, “Method and Apparatus for Dispensing Paint Powders for Powder Coatings”, PCT Patent EP1670594, June, 2006.
Poor fluidization and pneumatic transportation 无法流化
无法流化
Unable to be applied 无法喷涂
喷涌
堵塞管线
Dry surface modification by formulated nano-particles 使用纳米颗粒组合 进行干混法表面改性
University of Western Ontario 西安大略大学 化工与生物化工学院/颗粒技术研究中心
London, Ontario, Canada 加拿大-安大略省-伦敦市
Western University 西安大略大学
Founded in （建于）: 1878 Library Book Holdings（图书馆馆藏）: 4,969,084 (M) Land Area （占地面积）: 1,300 acres Operating Revenue （运营收入）: $661.2 ($M) Research Revenue（科研收入）: $234.8 ($M) Current Student （学生人数）: 35,000
喷涌 堵塞管线
Smooth fluidization 流化顺利
Smooth deposition 喷涂均匀
Smooth pneumatic transportation 易于气流输送
UWO Technology Break Through
UWO 的技术突破
Regular size powder
- strong orange peel and excessive film thickness
• 可用于几乎所有液体涂料的使用领域
• 适用领域包括汽车外壳底漆、色漆、面漆和各种汽车零 部件，以及高铁、舰船、航空航天设施设备，各种家电、 家具、灯具等
• 产品种类包括聚酯、环氧、聚酯-环氧混合、聚氨酯、 丙烯酸等
超微粉末涂料的竞争优势
• 目前市场上的粉末涂料为普通粗粉，平均粒径大于35微米
表观质量差、膜厚过大（一般大于60微米）
Powder Coating Application Line 粉末涂料应用流水线
Powder Spray Booth 粉末喷房
UWO Ultrafine Powder Coating Technology
UWO 超微粉末涂料技术
- Advantages 优势: Smooth and thin film
UWO Technology Break Through UWO 的技术突破
Untreated Ultrafine Powder coating 未处理的超微粉末
Treated Ultrafine Powder coating 处理后的超微粉末
无法流化
Dry surface modification 表面改性
表观光滑，涂膜薄
- A matured technology
技术成熟
- It has been industrialized
已实现工业化
- Ready for large scale production
可直接进行大规模生产
Geldart’s Powder Classification (1972)
Air
流化质量差
例如使用超微粉末涂料
Due to the small particle size, inter-particle forces become dominant. 由于粒径小，分子间作用力成为主要作用力。
Agglomeration of
ultrafine particles 颗粒团聚
Surface roughness 表面粗糙度 Ra = 2,613 A
UWO Technology Break Through
UWO 的技术突破
UWO Technology Break Through
UWO的技术突破
A Matured Powder Coating
Technology 成熟的粉末喷涂技术
Zhu J and Zhang H, "Fluidization Additives to Fine Powders", U.S. Patent 6,833,185, December 2004.
Zhu J and Zhang H, “Fluidization Additives to Fine Powders”, PCT Patent EP1549697, Jul. 2005.
Ultrafine Powder Coating Technology
超微粉末涂料介绍
Jesse Zhu 祝京旭 院士 Hui Zhang 张辉 教授
Particle Techn Res. Center Department of Chemical and Biochemical Engineering
Western University-西安大略大学
Western University-Engineering 工程学院
Western University-Engineering 工程学院
Western University-PTRC 颗粒技术研究中心部分成员
Western University-PTRC 颗粒技术研究中心实验室
Van der Waals forces 范德华力：
Fss
AR 12 H 2
Pcoated
A 12
ddDPDcoah1te02d
Ad 12
1 h02
纳米颗粒
超微粉末颗粒
超微粉末问题的解决方法
Formulated/encapsulated nano-particles for best performance 使用纳米颗粒组合或包裹后的纳米颗粒以得到 最佳结果
Paint film
Substrate
普通粉末： 橘皮严重，涂膜过厚
Ultra-fine powder
- smooth finish and thin film
Paint film
Substrate
超微粉末： 表观光滑，涂膜薄
Surface roughness 表面粗糙度 Ra = 16,786 A
Density (kg/m3 )
10000
1000
Bubbly-ready
A
B
Aeratable
C
Different
(Spoutable)
D
Cohesive
100 10
100
1000
Particle Size (microns)
10000
Particle
Agglomeration 颗粒团聚
颗粒均匀流化
Can be applied to many other industries
该技术同时可以应用于很多其他工业领域
Mineral 矿物
Toner 调色剂
Pigment 颜料
And many other industries 和其他多种工业
超微粉末涂料的市场和产品介绍
• 可用于所有现行粉末涂料所使用的场合
• 超微粉末涂料平均粒径为15至20微米 拥有多项美国、中国专利
表观质量高、膜厚低（一般在30-50微米） 为大量替代溶剂型涂料创造了条件
超微粉末涂料的盈利预期
• 中国粉末涂料市场规模：300亿元/年，产量130万吨/年 • 中国液体涂料市场规模：4000亿元/年，产量1700万吨/年 • 超微粉末涂料可取代大部分现有粉末涂料和约50%的现有
Zhu J and Zhang H, "Fluidization Additives to Fine Powders", Chinese Patent, ZL03816550.3, June 3, 2009.
Zhu J and Zhang H, "Method and Apparatus for Uniformly Dispensing Additive Particles in Fine Powders", U.S. Patent 7,878,430, February 1, 2011.
V-b
Zhu J, Wen JZ, Ma Y and Zhang H, “Apparatus for Volumetric Metering of Small Quantity of
Powder from Fluidized Beds”, PCT Patent EP1494797, Jan. 2005.
超微粉末团聚严重， 无法流化，容易产 生沟流
Fluidization quality - uniform particle suspension
Ultra-fine powders severely agglomorate, defluidize, and cause channeling
Good Fluidization
New Powder Coating Manufacturing Technologies (Narrow PSD) 粉末涂料新型加工技术（粒径分布窄）
New Powder Coating Testing Technologies (Characterize powder flowability) 粉末涂料新型测试技术 （粉末流动性的表征） - Predicting powder performance on spray line 预测粉末在喷涂线上的表现 - Can differentiate different flow issues 区分不同流动问题
Researches of PTRC 颗粒技术中心的研究方向
PTRC
颗粒技术中心
Coating Related Researches 与涂层相关的研究方向
Coating Researches 涂层技术研究方向
Coating Researches 涂层技术研究方向
Coating Researches 涂层技术Fra Baidu bibliotek究方向
溶剂型涂料 • 超微粉末涂料预计将在5-10年内占据百亿元市场
超微粉末涂料项目的投资合作模式
• 合作建厂生产各种超微粉末涂料 • 技术方技术入股 • 投资可大可小，中等规模投资3000万， 实现产能6000吨/年，
产值1.2亿，净利润1200万
I-a I-b I-c II-a III-a III-b IV-a V-a
New nano-particle incorporation technique – uniform dispersion of nano-particles 新型纳米颗粒添加技术–保证纳米颗粒分散均匀
Optimum agglomerate size of nano-particles make highest flowability and coating quality 获得最佳纳米颗粒聚团尺寸可以得到最好的粉 末流动性和涂层质量
Zhu J and Zhang H, “Compositions and Processes for Producing Durable Hydrophobic or Super Hydrophobic Surfaces”, U.S. Patent, Applied, April, 2007.
Zhu J, Wen J Z, Ma Y and Zhang H.,"Apparatus for Volumetric Metering of Small Quantity of Powder from Fluidized Beds", U.S. Patent 6,684,917, February 3, 2004.
(Expl: with reg. size powder coatings)
Poor Fluidization
(Expl: with ultra-finepowder coatings)
Van der vaals forces 范德华力
Fss
AR 12H 2
Air
流化质量好
例如使用常规尺寸粉末涂料