粉末涂料制造工艺及其技术研究进展(精)

* ! ( 1 .。日本的粉末涂料市场受经济不景气影响， * 0 0 1年 下 降 了 近 * " .，* 0 0 0年与* 0 0 $ 年 持 平， ! " " "年增长了’ .。树脂制造商不断开发新品种树
收稿日期 ! ；修改稿日期 ! 。 " " ! + * " + # " " " ! + * ! + # * 第一作者简介 。 ’ , ! ! , # 0 韩要星 （ —） ，男，硕 士 研 究生。电话 " * 0 $ 0 ! *+
脂，技术水平处于领先地位。随着经济的复苏和环 保法规的完善，未来几年内按照欧美市场情况推断
［ ，］ 日本的粉末涂料市场应为现在的! ! # 倍 #, 。 ［ ］ 78 9 : ; < =- 预计到 ! " * " 年粉末涂料将占据工 （见表* ） 。 业涂料的! " . ［ ］ 表! " # $ #年前世界工业涂料构成的质量分数 - .
分析了其在涂料领域中的优势，探讨了粉末涂料的发展前景及技术发展趋势。 关键词 中图分类号 % &’ # " ( ’
粉末涂料是一种含有 * " " . 固体成分、以粉末 形态进行涂装的涂料，它与一般溶剂型和水性涂料 的最大不同在于不使用溶剂或水作分散介质。因其 涂装过程中喷溢料可回收再利用，无溶剂挥发，生 产施工安全，涂装易实现自动化，提高了生产率， 符合国际上流行的“四 /”原则 （经济、环保、高 效、性能卓越） ，而成为发展迅猛的涂料新品。若 干年前，引入水性涂料和粉末涂料的主要目的是降 低挥发性有机排放物及广泛的环保适用性。目前粉 末涂料已被证明是一项重大的技术成就，并且已经 步入了一个较为成熟的发展阶段。
［ ］ ! 。* 迅速 发 展 0 0 0 年粉末涂料的年增长率高达
! 粉末涂料的品种结构
目前工业化生产和大规模应用的粉末涂料都是 热固型树脂，如环氧、聚酯、聚氨酯等。随着粉末 涂料技术的不断进步， 树脂体系也不断变化， 其增长
［ ］ 幅度也因应用性能的不同而变化。 > < 9 ? 3 @ A B C C D E ; F’
ຫໍສະໝຸດ Baidu
! " * "年 $ ( " 1 ( * $ ( " ! ! ( ! " ( " $ ( -
* 粉末涂料现状及发展趋势
自* 0 $ #年世界发生第一次石油危机以来，粉 末涂料工业的发展很快，到 * 0 1 " 年，世界粉末涂 料生产量已超过$ ， ， ,2 3 * 0 0 " 年为 ! 0 "2 3 * 0 0 -年
涂料品种 低固体分涂料 高固体分涂料 电泳涂料 其他水性涂料 粉末涂料 辐射固化涂料
* 0 0 -年 # 0 ( * ! ( 1 ( * , ( " 1 ( " # ( -
! " " "年 # " ( * ! ( " * " ( " * ’ ( " * ! ( " , ( -
! " " -年 * ( " * " ( " * ( * 0 ( 0 * $ ( ’ ( -
料今后将以年均 ’ ( ’ . 的速度增长，预计到 ! " " 年全球粉末涂料总销售收入可达到 $ ( 1 亿美元。 目前粉末涂料增长速度最快的为亚太地区 （年增长 率为 $ 。而 粉 末 涂 料 产 量 中 占 比 例 最 大 的 为 .） 欧洲。 欧洲作为粉末涂料的发源地，其粉末涂料用量 约占全球用量的, # .。欧洲各国对 4 5 6 的排放要 求非常严格，在汽车领域由于限制有机溶剂的用 量，正大力推广使用水性化和粉末化涂料。北美由 于实施了 4 5 6 排放总量的限制，并制定了对特定 溶剂如二甲苯、甲苯、甲基异丁酮等的停止使用的 削减计划，粉末涂料及水性涂料等环保型涂料得到
［ ］ 为， ! "2 3 * 0 0 0年达到了$ " "2 3* 。全球的粉末涂
据《大众科技报》报道，! " " " 年国内的粉末 涂料产量达到* ，已经排在世界第 # 位。近年 " "2 3 来中国粉末涂料产量一直保持着两位数的增长速 度。目前，国内约有’ " "家粉末涂料制造商，其中 欧美的企业在中国市场具有优势。国外的著名粉末 涂料制造商，如杜邦、阿克苏诺贝尔、福禄等公司 都在国内建立了生产基地。广东以及其他沿海地区 的粉末涂料市场的竞争情况在近两年相当激烈。粉 末涂料生产商在稳固其已有市场占有率的同时，为 了扩大销售额和开拓新市场，已经开始转向内地市 场。今后国内市场的竞争局面将更加激烈。
第 (期
韩要星等： 粉末涂料制造工艺及其技术研究进展
［ ， ］ + " 主要工艺见表* 。
・* ) +・
的数据表明 （见表! ） ， ! " " " ! ! " " #年各类型树脂的 增幅差别会很大。
［ ］ 表! ! " " " ! ! " " #年各种粉末涂料的增长幅度 $
$ % & 干混合法 干混合法是最早采用的最简单的粉末涂料制造 方法，先将原料按配方称量，然后用混合设备进行 混合粉碎，经过筛分分级得到产品。这种方法制造 的粉末涂料粒子都以原料成分的各自的状态存在， 所以当静电喷涂时，由于各种成分的分散性和均匀 性有较大差别，回收的粉末涂料不能再用。另外， 各种成分的分散性和均匀性也不好。静电涂装的涂 膜外观不好。因此，干法混合只在热塑性粉末涂料 制造时使用，不用来制造热固性粉末涂料。 $ % ! 熔融混合法 熔融混合法在制造过程中不用液态的溶剂或 水，直接熔融混合固态原料，经冷却、粉碎、分级 制得。在熔融工序中，可以采用熔融混合法和熔融 挤出混合法。前者不易连续生产，较少采用。后者 可连续生产，具有以下优点： （+ ）易连续化生产， 生产率高； （ ）可直接使用固体原料，不用有机溶 ! 剂或水，无废水或溶剂排放问题； （ ）生产涂料树 * 脂品种和花色品种的适用范围宽； （ ）颜料、填料 ( 和助剂在树脂中的分散性好，产品质量稳定，可以 生产高质量的粉末涂料； （ ）粉末涂料的粒度容易 ) 控制，可以生产不同粒度分布的产品。这种方法的 缺点是换树脂品种和换颜色麻烦。 $ % $ 蒸发法 蒸发法是湿法制造粉末涂料的一种。此法获得 的涂料颜料分散性好，但是工艺流程比较长，有大 量回收来的溶剂要处理，设备投资大，制造成本 高，推广受到限制。这种方法主要用于丙烯酸粉末 涂料的制造，大部分有机溶剂靠薄膜蒸发除去，然 后用行星螺杆挤出机除去残余的少量溶剂。 $ % ’ 喷雾干燥法 喷雾干燥法也是湿法制造粉末涂料的一种方 法，其主要优点有： （ ）配色容易； （ ）可以直接 + ! 使用溶剂型涂料生产设备，同时加上喷雾设备即可 进行生产； （ ）设备清洗比较简单； （ ）生产中的 * ( 不合格产品可以重新溶解后再加工； （ ）产品的粒 ) 度分布窄，球形的多，涂料的输送流动性和静电涂 装施工性能好。缺点是要使用大量溶剂，需要在防 火、防爆等安全方面引起高度重视。涂料的制造成 本高。这种方法适用于丙烯酸粉末涂料和水分散粉 末涂料用树脂的制造。 $ % ( 沉淀法 沉淀法与水分散涂料的制造法有些类似，配成
化 ・# "・
工
进
展 ! " " #年第! !卷第,期
6 8 / G H 6 ) IH J K L A % M N) J K/ J O H J / / M H J OP M 5 O M / A A
粉末涂料制造工艺及其技术研究进展
韩要星 吴秋芳 曹宏明
（华东理工大学材料学院，国家超细粉末工程研究中心，上海 ! ） " " ! # $ 摘 要 粉末涂料以其特有的环保特性和优异的涂装效果获得了飞速发展。从粉末涂料的制造、涂装的原理上 粉末涂料，制造工艺，固化，涂装 文献标识码 ) 文章编号 * （ ） " " " + ’ ’ * # ! " " # " , + " # " + " -