美國MSC公司的粉末云技術(shù)已處于半商業(yè)化階段。而DSM公司的EMB技術(shù)基本處于小試階段，TransAPP技術(shù)只是剛剛完成試驗(yàn)。與這些涂裝線配套的粉末涂料一般由知名的公司，如杜邦、阿克蘇、羅門哈斯和PPG等行業(yè)巨頭提供。

     卷材涂料這幾年在我國發(fā)展的空間很大，隨著人們環(huán)保意識的加強(qiáng)，以及成本降低的要求，粉末涂裝卷材涂料是發(fā)展的趨勢。有人預(yù)言卷材涂料將迎來粉末涂裝的時(shí)代。但由于種種原因，目前為止國內(nèi)還沒有一條真正意義的粉末卷材涂裝線，人們關(guān)注的也不多。本文著重介紹國外的發(fā)展動向，以期望有識之士對粉末卷材涂裝投入更大的關(guān)注。
關(guān)鍵詞：粉末涂料；卷材涂料；粉末云；電磁刷；粉末傳輸沉積

     0 引言

     預(yù)涂卷材可應(yīng)用于建筑用內(nèi)外墻板，而且在家電、汽車、金屬家具等行業(yè)有著廣闊的前景。我國從20世紀(jì)80年代開始引進(jìn)并吸收國外技術(shù)，特別是近幾年，由于建材市場和汽車家電市場成本和環(huán)保的要求，國內(nèi)卷材涂裝生產(chǎn)線大量上馬。

     粉末涂料以其高利用率和環(huán)保性著稱，中國也已成為世界上最大的粉末涂料市場。粉末涂裝典型的線速度在10m／min，但目前這種固化周期人們關(guān)注的程度大，也越來越接近于飽和點(diǎn)。對于傳統(tǒng)粉末的新的突破口漸漸浮出水面，包括對中密度纖維板、塑料部件、熱敏性部件預(yù)組裝，如電馬達(dá)、氣動壓縮彈簧等的涂裝。
與接觸式輥涂不同的是，粉末云技術(shù)更適于涂裝預(yù)沖壓，壓花卷材；而且在要求立體效果的涂料中具有不可比擬的優(yōu)勢，如砂紋、錘紋等。
  



圖1 粉末云涂裝原理

     與上述工藝類似，日本的磷酸鹽被膜公司將粉末以噴嘴的形式從上部呈霧狀向下噴，通過噴射器吸入量和對流噴嘴的空氣量調(diào)節(jié)粉末云的濃度。云狀的粉末由位于兩側(cè)電極板上的電暈針產(chǎn)生的離子而帶電，研究表明：涂膜的厚度與加載的電壓和粉末吐出量有關(guān)。

    3 EMI技術(shù)

     DSM公司的EMB技術(shù)(電磁刷技術(shù))源于復(fù)印和激光印刷的原理。如圖2所示，粉末粒子與載體粒子一起強(qiáng)烈混合，這種載體粒子是以聚四氟乙烯(Teflon)或類似的聚合物包覆。在混合過程中，粉末粒子與載體粒子摩擦帶電，并使它們粘附于載體上。接著用混合輥將這種混合物轉(zhuǎn)移到一個(gè)內(nèi)側(cè)安裝有固定磁鐵的旋轉(zhuǎn)磁鼓上，板材的另一側(cè)為接地狀態(tài)。在磁鐵范圍內(nèi)，攜帶粉末粒子的載體小珠，在磁場下形成鏈狀，這些鏈就是所謂的粘附于磁鼓表面的磁刷，而該磁刷的長度決定了旋轉(zhuǎn)磁鼓與一把固定的定長刀，即刮刀之間的距離。通過在旋轉(zhuǎn)磁鼓外殼和光感器之間施加靜電場，使粉末粒子粘附于卷材上，如圖3所示。此時(shí)粉末粒子的量取決于靜電場的強(qiáng)度，當(dāng)靜電場力大于粉末粒子與載體間的庫侖力時(shí)，粉末粒子就會沉積下來，通過調(diào)節(jié)靜電場的大小來調(diào)節(jié)涂膜的厚度。

     例如，以混合型粉末涂料和異氰脲酸三縮水甘油酯(TGIC)固化的純聚酯粉末涂料經(jīng)摩擦帶電改性的粉末平均粒徑為24μm時(shí)，在100m／min下可得到25μm厚的涂膜。
美國海登堡數(shù)位公司已將線速在120m／min下的改進(jìn)型旋轉(zhuǎn)電磁刷技術(shù)應(yīng)用于鋼材以及不銹鋼、鋁板等的涂裝，已有幾種不同的載體，如導(dǎo)電的或絕緣的載體。具有固定磁核或是旋轉(zhuǎn)磁核的涂布輥輪電磁刷技術(shù)應(yīng)用已工業(yè)化，這些系統(tǒng)包括固定磁核導(dǎo)電電磁刷，固定磁核絕緣電磁刷，旋轉(zhuǎn)磁核絕緣電磁刷。最后一種技術(shù)也被稱為旋轉(zhuǎn)磁刷改進(jìn)體系。幾乎所有的現(xiàn)有體系均使用絕緣載體粒子，可以是表面涂有絕緣層的導(dǎo)電介質(zhì)，如涂有Teflon的鐵質(zhì)粒子，或者干脆使用絕緣體，如具有高介電常數(shù)磁型的鐵素體。改進(jìn)的旋轉(zhuǎn)電磁刷使用磁型鐵素體為載體，而傳統(tǒng)體系使用具有絕緣層的導(dǎo)電載體。

     通常改進(jìn)的旋轉(zhuǎn)電磁刷技術(shù)具有柱狀的導(dǎo)電殼和可改變的接受體南極北極的條狀磁鐵。在輥輪上的磁型載體在輥輪的磁場中形成了連續(xù)的鏈狀。這被稱為“絨毛”，當(dāng)與南極北極相連時(shí)，載體鏈與上色核垂直。在南北極之間，磁核的磁場與上色核平行，載體鏈也基本與上色核平行。輥輪的外表面或者上色核，與接受體同時(shí)運(yùn)動。當(dāng)磁核旋轉(zhuǎn)時(shí)，載體鏈沿接受體的運(yùn)動方向輕拋。與此相反的是，傳統(tǒng)體系中，由于固定磁核的存在，“絨毛”也是靜止的。
其典型的工藝條件為：粉末涂料推薦加入1．5pph的帶電劑，并碾磨成粉，分級成平均粒度為12．9μm的粉末�；旌衔镞�包括15％的鍶鐵素體，這種鍶鐵素體表面涂有0．3pph的帶電劑，在攪拌機(jī)中混合1min，粉末表面積為30g／m。線速在120m／min下，對導(dǎo)電基材，非導(dǎo)電基材和鐵磁型基材涂裝。對于導(dǎo)電基材來說，只要電磁刷的輥輪和基材表面存在電場，粉末就能沉積在已接地的導(dǎo)電基材上。對于非導(dǎo)電基材來說，可以采用粉末本身的電暈充電或者在基材下方或鄰近位置預(yù)埋電極等方法來實(shí)現(xiàn)。而對于表面比較粗糙，易保留載體粒子的基材，如木材和花紋型塑料，可以用粉末發(fā)射的方法代替載體與基材的直接接觸。對于這種非接觸或軟接觸體系來說，線速與基材和輥輪的距離之間有一個(gè)匹配。對于磁型基材來說，少量的用于消除輥輪和基材磁型的載體也是必需的。

     改進(jìn)的旋轉(zhuǎn)電磁刷技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括：高沉降率，高線速，平整的涂膜，較寬范圍的膜厚。可通過沉積電壓來調(diào)節(jié)粉末的膜厚。比較細(xì)的粉末，粒徑低于9μm的粉末也能使用。


    4 TransAPP技術(shù)

     Fraunhofer公司的TransAPP技術(shù)，使用粉末傳輸技術(shù)代替噴槍，如圖4所示，避免了傳統(tǒng)粉末噴涂應(yīng)用速度的局限性和膜厚差異。


圖 4 TransAPP 高速粉末涂裝原理

    在這種技術(shù)中，粉末通過循環(huán)輸送帶傳輸至帶下的基材上，由于粉末粒子均勻地沉積在基材表面，從而得到比較均一的膜厚。而且，沒有傳送到基材上的粉末粒子并無浪費(fèi)，而是隨著傳輸帶到下一個(gè)循環(huán)。這種工藝同樣適用于非金屬基材，線速最高在60m／min，適用于NIR固化，傳統(tǒng)的環(huán)氧聚酯混合型粉末涂料，可得到70μm的膜厚。

     5 結(jié)語

     現(xiàn)在歐州市場大約有10條卷材粉末涂裝線，線速在20m／min，基本以噴槍和旋轉(zhuǎn)式涂裝為主。
美國MSC公司的粉末云技術(shù)已處于半商業(yè)化階段。而DSM公司的EMB技術(shù)基本處于小試階段，TransAPP技術(shù)只是剛剛完成試驗(yàn)。與這些涂裝線配套的粉末涂料一般由知名的公司，如杜邦、阿克蘇、羅門哈斯和PPG等行業(yè)巨頭提供。

     卷材涂料這幾年在我國發(fā)展的空間很大，隨著人們環(huán)保意識的加強(qiáng)，以及成本降低的要求，粉末涂裝卷材涂料是發(fā)展的趨勢。有人預(yù)言卷材涂料將迎來粉末涂裝的時(shí)代。但由于種種原因，目前為止國內(nèi)還沒有一條真正意義的粉末卷材涂裝線，人們關(guān)注的也不多。本文著重介紹國外的發(fā)展動向，以期望有識之士對粉末卷材涂裝投入更大的關(guān)注。