1、粉末涂料市場(chǎng)發(fā)展的新動(dòng)向

    世界涂料工業(yè)進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來，隨著高科技的迅速發(fā)展，粉末涂料類型和種類也與日俱增。它將繼續(xù)攻克涂膜薄層化、外觀質(zhì)量亮麗堅(jiān)固、固化低溫化方面的障礙，而高于其他涂料的速度向前發(fā)展。由于全球面臨環(huán)境惡化的難題，因此，粉末涂料以無溶劑、低污染的優(yōu)勢(shì)在世界涂料市場(chǎng)中所占比例越來越大。2000～2010年世界工業(yè)涂料類型與產(chǎn)品，如表1所列。

    由表1可知，隨著世界工業(yè)涂料向環(huán)保型涂料方向發(fā)展，傳統(tǒng)的低固體分涂料由于存在大量有害溶劑揮發(fā)物，因此將受到世界各國嚴(yán)格控制VOC的法規(guī)限制，產(chǎn)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(yīng)型涂料和粉末涂料將成為世界環(huán)保型工業(yè)涂料四大支柱產(chǎn)品。它也預(yù)示著世界工業(yè)涂料將向無污染、環(huán)保型涂料方向發(fā)展。

    近年來，在粉末涂料工業(yè)中以美國Ferro公司開發(fā)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(chǎng)劃時(shí)代的革新。由此可開發(fā)出一批超細(xì)粉末涂料、低溫固化涂料、紫外光固化、熱敏性粉末涂料和復(fù)合粉末涂料等新品種。

    在粉末涂裝方面開發(fā)了電磁刷新工藝。它是一種模擬復(fù)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(zhuǎn)移法進(jìn)行涂裝，從而大大擴(kuò)展了它的應(yīng)用范圍。這是一項(xiàng)粉末涂裝開創(chuàng)性的新進(jìn)展，它有待進(jìn)一步研究開發(fā)，有可能發(fā)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(zhì)，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(shè)備，在工業(yè)上具有實(shí)用性。CO2在發(fā)酵廠、合成氨廠等有大量的生產(chǎn)，可以廉價(jià)獲得。CO2超臨界流體與普通有機(jī)溶劑一樣具有同樣的溶解力，可用于工業(yè)物質(zhì)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(fā)成功VAMP新工藝——使用超臨界CO2流體的濕式工藝。據(jù)稱，其制造過程并不復(fù)雜，將粉末涂料中原材料經(jīng)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(dá)到超臨界流態(tài)，其操作條件從55℃，1.651×107Pa上升到86℃，2.067×107Pa。經(jīng)過充分?jǐn)嚢韬螅�通過常壓容器出料，經(jīng)粉碎后得到粉末涂料。

    傳統(tǒng)的熔融混合擠出工藝主要缺點(diǎn)是生產(chǎn)工序長、物料分散不充分，而且色調(diào)困難。VAMP新工藝主要優(yōu)點(diǎn)是由于降低了加工溫度，因此避免了局部預(yù)反應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)生，從而提高了產(chǎn)品的重現(xiàn)性和質(zhì)量。此外，由于能用熔融黏度較低的原料來配制產(chǎn)品，從而提高了粉末涂料熔融流動(dòng)性，可獲得比傳統(tǒng)粉末涂料較薄的涂層。

    通過應(yīng)用研究發(fā)現(xiàn)，在汽車用罩光型粉末涂料，微細(xì)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(jìn)展。該新工藝可徹底防止制粉過程中的膠化。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)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(duì)推動(dòng)粉末涂料在汽車、木材家具、塑料上應(yīng)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(xiàn)色差的難題，為此，Merck公司采用以Benda—Lutz黏結(jié)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(jié)構(gòu)，該工藝具有高度色彩的一致性。

    Ciba公司開發(fā)了一組預(yù)分散的顏料，能大大提高粉末涂料生產(chǎn)擠出階段中色彩的顯現(xiàn)度。

    Engelhard公司也開發(fā)出9種新的明亮的有機(jī)顏料適用于粉末涂料。Akzo Nobel公司開發(fā)出粉末涂料的配色服務(wù)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(diào)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(diào)而無需重新擠出捏混。

    Backer粉末涂料公司開發(fā)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(xué)公司開發(fā)成功有機(jī)顏料預(yù)分散體，可以很好地解決淺色和深色粉末涂料存在的展現(xiàn)飽和著色強(qiáng)度問題。這種預(yù)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(jìn)了流變性。在無光漆中，用較少的顏料，即可獲得標(biāo)準(zhǔn)的顏色。

    Akzo Nobel粉末涂料公司已開發(fā)一種獨(dú)特的粉末涂料，它能快速配色服務(wù)。它能提供任何顏色，包括RAL、BS、NCS和非標(biāo)準(zhǔn)的各種色調(diào)，光澤度從20%到90%，3天供貨，數(shù)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(chǎn)品配制大量的色彩的產(chǎn)品。該工藝可自動(dòng)化操作，以最快的時(shí)間生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。它可提供有光、緞光、平光的各種面漆。通過使用一種獨(dú)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(tǒng)的平光聚酯粉末涂料好得多。該公司計(jì)劃在歐洲和世界各地建立更多的這種配色設(shè)施。

    4、木器粉末涂料專用化

    由于研制開發(fā)出在100℃以下低溫固化的粉末涂料體系，它的推廣應(yīng)用可使木器粉末涂料專用化，并可與傳統(tǒng)的工業(yè)木器涂料在涂裝方面相競(jìng)爭(zhēng)。

    盡管櫥房和家具工業(yè)的要求較高，必須噴涂4～5道涂料，才能達(dá)到合格，液態(tài)涂料仍占工業(yè)木器等涂料市場(chǎng)的主導(dǎo)地位，水性涂料也已采用，其缺點(diǎn)是所含助溶劑和水揮發(fā)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(dǎo)電性，用摩擦噴槍即可實(shí)現(xiàn)涂料在木材上的最佳施工應(yīng)用。

    Sigma涂料公司根據(jù)其在涂裝藤木、櫸木表面和MDF表面的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出成功涂裝這些材料的重要指標(biāo)是必須具有良好的邊緣覆蓋性、流動(dòng)性、表面硬度、耐劃傷性、耐化學(xué)品性、打磨性能及在打底表面上的罩光性，由此研制開發(fā)出2種粉末涂料底漆體系。2種體系結(jié)合了IR和UV2種固化方式，因而具有如下特點(diǎn)：施工簡(jiǎn)單、機(jī)械性能很好、效率高和邊緣覆蓋性良好，無粉末吸入木質(zhì)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(xiàn)實(shí)在汽車車身涂裝中正采用干粉態(tài)或漿液態(tài)粉末涂料，并獲得了優(yōu)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(yīng)用。在美國已有11家通用汽車（GM）和克萊斯勒（Chrgsler）生產(chǎn)廠工業(yè)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(shí)用已得到驗(yàn)證。適用于透明面漆用的優(yōu)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(yīng)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(fā)出品種繁多的細(xì)粉末涂料，用于木材涂裝和表面著色、建筑面漆和工業(yè)面漆。特別是含氟碳樹脂品種達(dá)10種以上。美國塞姆洛克公司開發(fā)出250多種微細(xì)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(fā)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(fù)合化的新趨向

    7.1.復(fù)合粉末涂料

    復(fù)合型粉末涂料涂裝在牌號(hào)為［SPCO（PB-318處理過）］鐵基材上，經(jīng)180℃烘烤固化。當(dāng)烘烤溫度為100℃時(shí)，丙烯酸層與環(huán)氧層開始分離，鐵紅色的環(huán)氧粉末涂液流向鐵基底，藍(lán)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(fù)合涂層。

    該復(fù)合涂層的優(yōu)點(diǎn)是只需一次涂裝，一次固化，在鐵質(zhì)基底底層是防腐環(huán)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(fù)合粉末涂料的基本技術(shù)，開發(fā)新型涂裝體系Powder on Powder（簡(jiǎn)稱P/P型粉末涂料）。它是先涂裝環(huán)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(fù)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(jié)省了一次固化工序。前者適用鐵質(zhì)基材，而后者則適用于其他基材。

    7.3.粉末涂料復(fù)合涂裝的新方向

    7.3.1.熱噴鋁/聚酯TGIC涂層系統(tǒng)

    將熱噴鋁在噴涂表面上進(jìn)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(tǒng)。這樣，使涂層系統(tǒng)既能使鋁涂層作為陽極保護(hù)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(huán)境中使用，使涂層具有良好的耐腐蝕性能。該涂層系統(tǒng)已經(jīng)過美國嚴(yán)格測(cè)試，它的耐腐蝕性能已獲得美國海軍司令部的認(rèn)可和特許，并已應(yīng)用于海上和般上設(shè)備涂裝。

    7.3.2.陰極電泳漆/丙烯酸粉末涂料涂層系統(tǒng)

    丙烯酸粉末涂料具有優(yōu)異的戶外耐久性。它的優(yōu)點(diǎn)是：（1）涂層耐紫外光性能良好，保光保色性能都優(yōu)于環(huán)氧、環(huán)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(diào)成各種顏色；（4）耐弱堿性好。缺點(diǎn)是：（1）價(jià)格較貴；（2）在海濱和酸性環(huán)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(shè)備的磨損，縮短設(shè)備使用壽命。

    陰極電泳漆優(yōu)點(diǎn)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(fù)合，可利用各自的優(yōu)點(diǎn)，獲得綜合性能優(yōu)良的涂層系統(tǒng)。這2種涂層相結(jié)合，在美國已得到工業(yè)化應(yīng)用。

    陰極電泳漆/丙烯酸粉末涂層系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：（1）耐蝕性好，根據(jù)美國ASTM B117標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行耐鹽霧試驗(yàn)達(dá)1500h；（2）保光性好，該涂層經(jīng)過連續(xù)900h紫外光照射后，仍可保留90%以上的光澤。該涂層系統(tǒng)用于戶外，已有7a的保證期。它主要用于室外照明設(shè)備、家用電器、戶外設(shè)備、汽車等涂裝。

    8、建議和意見

   8.1.大力研究開發(fā)新型粉末涂料，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)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(yōu)良、CO2超臨界流態(tài)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(chǎn)品，有的已進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域。為此，建議國內(nèi)有關(guān)科研機(jī)構(gòu)、高等院校、大型企業(yè)應(yīng)當(dāng)瞄準(zhǔn)粉末涂料發(fā)展新趨勢(shì)，大力研發(fā)新型粉末涂料新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新產(chǎn)品。始終以創(chuàng)新的姿態(tài)與國際同行開展競(jìng)爭(zhēng)，不僅保持我國生產(chǎn)粉末涂料大國的地位，而且在創(chuàng)新方面也要進(jìn)入世界前列。

    8.2.大力開拓粉末涂料應(yīng)用領(lǐng)域

    要大力提倡粉末涂料生產(chǎn)企業(yè)與涂裝企業(yè)聯(lián)手，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合，大力開展應(yīng)用技術(shù)研究。一方面可以改進(jìn)和提高粉末涂料產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，另一方面可以擴(kuò)大粉末涂料應(yīng)用領(lǐng)域，使粉末涂料市場(chǎng)占有率不斷提高。

    8.3.加強(qiáng)企業(yè)管理，提高產(chǎn)品質(zhì)量

    目前，在不少民辦企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)，技術(shù)力量嚴(yán)重缺乏的狀況下，建議有關(guān)部門發(fā)放許可證制度，每年登記注冊(cè)，對(duì)不合格產(chǎn)品采取嚴(yán)格檢查和處罰，直至發(fā)出停止生產(chǎn)的禁令。否則就不能從根本上制止假冒偽劣產(chǎn)品。

    8.4.加強(qiáng)涂料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制訂和實(shí)施

    當(dāng)今較為突出的是應(yīng)當(dāng)制定出涂料中VOC和有害物質(zhì)如重金屬限量的標(biāo)準(zhǔn)，并與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌。否則，我國進(jìn)入WTO以后將會(huì)受到“綠色壁壘”的限制，缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。為此，涂料企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)環(huán)保意識(shí)、綠色文明意識(shí)、國際標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)。否則，有可能在國際競(jìng)爭(zhēng)中被無情地淘汰。