超細(xì)粉末涂料的粒徑為15-20微米，是常規(guī)的粉末涂料30-40微米的一半。超細(xì)粉末涂料具有涂層平整均勻，厚度薄的優(yōu)點(diǎn)，不僅可以大大提高涂層質(zhì)量，而且能夠顯著降低涂料成本。超細(xì)粉被成為第二代粉末涂料，既能夠大面積的替代常規(guī)的粗粉，又可以取代很多對(duì)涂層平整度要求很高的液體涂料，大力推廣超細(xì)粉末涂料的應(yīng)用，將會(huì)對(duì)整個(gè)行業(yè)帶來(lái)好處。輝旭公司從2001年開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)超細(xì)粉末涂料，十年來(lái)在超細(xì)粉流化技術(shù)、工程設(shè)備、涂料配方以及和涂裝應(yīng)用等方面做了相當(dāng)大量的開(kāi)拓性的工作，積累了很多教訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)，本文專門(mén)總結(jié)我們?cè)诔?xì)粉涂裝應(yīng)用方面的一些體會(huì)，供大家分享。

我們制備的各種各樣的超細(xì)粉末涂料，已經(jīng)應(yīng)用于家電、建材、家具、電器、汽車、卷材等各個(gè)行業(yè)，產(chǎn)品涉及聚酯、環(huán)氧、丙烯酸、PVDF氟碳、尼龍等等。在涂裝應(yīng)用過(guò)程中遇到了各種各樣的問(wèn)題，往往一個(gè)問(wèn)題解決不好，就會(huì)影響整體的應(yīng)用。本文分析討論推廣超細(xì)粉過(guò)程中遇到的技術(shù)和商務(wù)問(wèn)題，對(duì)希望使用超細(xì)粉的涂裝技術(shù)人員提供幫助。

1 超細(xì)粉涂裝的影響因素

超細(xì)粉與常規(guī)粉的差別在于粉體的粒徑從常規(guī)的30-50微米降低到15-25微米。因?yàn)檩x旭公司的納米技術(shù)解決了超細(xì)粉的流化性能，按道理，不需要改變正常的涂裝設(shè)備，就能夠造成涂裝超細(xì)粉了。但事實(shí)并不是如此，推廣應(yīng)用過(guò)程中我們遇到了很多意想不到的問(wèn)題，都就會(huì)影響超細(xì)粉的使用。

1.1 基材和預(yù)處理的影響

理論上超細(xì)粉本身對(duì)基材和預(yù)處理沒(méi)有特別的要求。但對(duì)于形狀非常的鋁型材，比如凹型嚴(yán)重的部件，超細(xì)粉因?yàn)榱捷^細(xì)，比常規(guī)粉更難進(jìn)入凹處。遇到這種情況，往往需要調(diào)低電壓，增加出氣量等工藝調(diào)整，甚至采用手工前補(bǔ)噴的方式來(lái)解決，以保證涂裝質(zhì)量。

超細(xì)粉對(duì)預(yù)處理也沒(méi)有特別的要求。只是在推廣超細(xì)氟碳粉末時(shí)，遇到預(yù)處理的問(wèn)題。傳統(tǒng)的氟碳涂裝都是使用鉻化處理液，隨著環(huán)保力度的加強(qiáng)，采用非鉻化預(yù)處理將是發(fā)展的趨勢(shì)，PVDF氟碳粉為熱塑性粉末涂料，附著力比熱固化的粉末涂料較差。遇到非鉻化預(yù)處理的客戶，必須非常嚴(yán)格的控制預(yù)處理質(zhì)量，否則很容易出現(xiàn)附著力差的現(xiàn)象。

1.2 噴房和噴槍的影響

制備粒徑細(xì)的粉體不難，難得的是解決超細(xì)粉的流化問(wèn)題。嚴(yán)格說(shuō)，只有流化問(wèn)題解決的超細(xì)粉才能夠正常噴涂，才能夠叫超細(xì)粉末涂料（簡(jiǎn)稱超細(xì)粉）。理論上超細(xì)粉對(duì)噴房的要求與粗粉是一樣的，要通過(guò)吸風(fēng)保持噴房的負(fù)壓，保證粉末不溢出噴房。但是，超細(xì)粉往往都是做平整度很高而薄的高端產(chǎn)品，對(duì)噴房的清潔度要求很高，對(duì)生產(chǎn)管理要求較嚴(yán)格，換色和其他生產(chǎn)控制要求較粗粉高很多。實(shí)際中，只要操作嚴(yán)格，所有噴房都能夠滿足要求。

超細(xì)粉對(duì)噴槍的要求與常規(guī)粉沒(méi)有兩樣，噴槍的好壞都能夠進(jìn)行噴涂，因?yàn)榱郊?xì)，噴出的質(zhì)量都比粗粉平整度高，但好的噴槍噴出平整度更好。對(duì)需要非常高平整度的涂裝，最好采用較好的噴槍。超細(xì)粉使用好的噴槍，可以達(dá)到與液體涂裝媲美的非常平整的涂層。比如，用超細(xì)粉進(jìn)行汽車車體涂裝，得到的平整度完全能夠達(dá)到液體的效果。解決了汽車車體粉末涂裝最大的瓶頸難題。

1.3 涂裝條件和膜厚的影響

超細(xì)粉涂裝的工藝參數(shù)與常規(guī)粗粉涂裝有一定的差別。因?yàn)槌?xì)粉粒徑小，相對(duì)表面積大，單位粉體帶電量較粗粉多；而且，超細(xì)粉的粒徑小，質(zhì)量小，噴涂的慣性較小，上粉主要靠靜電吸附而非慣性。通常噴涂超細(xì)粉時(shí)需要出氣量較小，電壓適當(dāng)減小，霧化適中。當(dāng)然，這些參數(shù)完全需要現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員根據(jù)情況來(lái)調(diào)整。實(shí)際情況是，只需通過(guò)一兩次使用，現(xiàn)場(chǎng)的涂裝技術(shù)人員表現(xiàn)出很強(qiáng)的信心來(lái)操作超細(xì)粉的涂裝。當(dāng)然，隨著使用經(jīng)驗(yàn)的增加，一些很有鉆研精神的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員，他們逐漸總結(jié)出很多技巧，將超細(xì)粉用得非常好。比如，四川長(zhǎng)虹的涂裝技術(shù)人員，他們對(duì)超細(xì)粉的涂裝進(jìn)行了很多細(xì)致的研究和實(shí)踐。結(jié)果是，他們能夠在工件很復(fù)雜的辦公家具的涂裝上，得到25微米的平均膜厚（遮蓋力很好的銀灰色）。（遮蓋力差的淺色，厚度較高）。

超細(xì)粉的一次上粉率比粗粉較少，這是因?yàn)槌?xì)粉帶電量相對(duì)較大，粉末上到工件上之后，后面的粉末就比較難再上去了，這其實(shí)是超細(xì)粉的一個(gè)非常重要的優(yōu)點(diǎn)。吸附了粉末的地方就難以吸附更多的粉末上去，這樣保證了涂層的薄度和均勻度，否則很難得到均勻的薄涂層。

涂層的厚度，不僅是影響涂裝成本的一個(gè)重要因素，也很大程度上決定著涂裝的質(zhì)量，特別是附著力等機(jī)械性能。涂層越厚，附著力越差。嚴(yán)格將薄厚控制在滿足遮蓋力和防腐蝕要求的程度，是需要涂料配方和涂裝工藝兩方面共同努力的工作。

1.4 涂料配方的影響

超細(xì)粉可以制備薄涂層，薄涂層有遮蓋力問(wèn)題。關(guān)于涂裝的耐腐蝕性能，我們發(fā)現(xiàn)只要均勻度好，40微米的耐腐蝕性能比70微米的粗粉涂層還要稍稍好一些，這是因?yàn)椴痪鶆虻暮裢繉幼畹偷狞c(diǎn)比均勻的薄涂層的最地點(diǎn)還要薄，而腐蝕總是從最低點(diǎn)開(kāi)始的。我們不用擔(dān)心涂薄后耐腐蝕性能受影響。但是，對(duì)純白色等遮蓋力很差的涂料，我們必須在配方上增加遮蓋力，否則不能夠達(dá)到薄涂層。

1.5 回收設(shè)施的影響

超細(xì)粉粒徑為15-25微米，其中10微米以下的粉體只有10%；粗粉為30-50微米，10微米以下的粉只有5%左右。通常，各種回收設(shè)備都能夠?qū)?-10微米以上的粉體回收使用，就是說(shuō)理論上進(jìn)行超細(xì)粉涂裝并不需要對(duì)回收設(shè)備進(jìn)行改建。但實(shí)際情況并非如此。的確有很多較好的新的涂裝設(shè)備，不需要任何改動(dòng)就能夠進(jìn)行超細(xì)粉涂裝，但相當(dāng)多的涂裝設(shè)備和其回收設(shè)施都存在這樣或者那樣的缺陷，做超細(xì)粉涂裝時(shí)經(jīng)常遇到回收效率差的問(wèn)題?；厥詹缓玫膯?wèn)題本文在下面重點(diǎn)進(jìn)行研究。

2 超細(xì)粉涂裝的回收裝置分析

現(xiàn)在市場(chǎng)上常用的回收為額三類, 濾芯回收設(shè)備,小旋風(fēng)回收設(shè)備,以及大旋風(fēng)回收設(shè)備。各有特點(diǎn)和優(yōu)劣。

1）  濾芯回收設(shè)備 – 采用紙筒或者布袋等濾布直接將所有粉末過(guò)濾回收。涂層1-2微米的以上的粉體都能夠通過(guò)濾芯設(shè)施完全回收。優(yōu)點(diǎn)是所有粉末都不會(huì)浪費(fèi)，缺點(diǎn)是換色非常困難，濾袋很難徹底清洗干凈。濾芯回收適合于固定顏色或者顏色不多的涂裝生產(chǎn)。濾芯方法通常能夠完全回收超細(xì)粉。

2）  小旋風(fēng)回收設(shè)備 – 小旋風(fēng)分離器的半徑小，分離效果很好，為保證處理量，常常采用并聯(lián)的9個(gè)或者12個(gè)小旋風(fēng)設(shè)備。小旋風(fēng)能夠干凈地?fù)Q色，不會(huì)影響質(zhì)量，但換色時(shí)要清洗很多個(gè)小旋風(fēng)器，花費(fèi)的時(shí)間和工作量較大。小旋風(fēng)設(shè)備對(duì)超細(xì)粉的回收沒(méi)有大的問(wèn)題。

3）  大旋風(fēng)回收設(shè)備 – 大旋風(fēng)風(fēng)量大，設(shè)備簡(jiǎn)單，清洗換色比較容易，工作量少時(shí)間快，適合大批量涂裝生產(chǎn)。好的大旋風(fēng)完全能夠回收超細(xì)粉，我們?cè)诤芏啻笮L(fēng)設(shè)備上使用超細(xì)粉，回收非常好。但相當(dāng)多的大旋風(fēng)設(shè)備卻達(dá)不到預(yù)期的回收效果，主要因?yàn)閲?guó)內(nèi)很多設(shè)備的設(shè)計(jì)本身就存在較大的設(shè)計(jì)的問(wèn)題。我們吃驚地發(fā)現(xiàn)很多大旋風(fēng)設(shè)備使用粗粉的回收率只有80%，大量有用的粉末被抽走了。實(shí)際上，好的大旋風(fēng)回收粗粉的回收率應(yīng)該2%-4%，超細(xì)粉的回收率在3%-8%。試想，每年20%的粉末涂料浪費(fèi)是多大的一筆資金？面對(duì)大旋風(fēng)對(duì)超細(xì)粉回收率低下普遍現(xiàn)象，我們做了一些工作。下面以氟碳粉的應(yīng)用為例說(shuō)明。

3 超細(xì)PVDF氟碳粉末涂裝超細(xì)粉回收裝置的改善工作

PVDF氟碳超細(xì)粉末涂料的平均粒徑只有15-18微米?；厥赵O(shè)備好，5-10微米以上的粉末都能夠保證回收，但回收設(shè)備不好，15微米以下的設(shè)備都有可能被抽走，氟碳粉價(jià)格十分昂貴，是聚酯的十倍以上，回收問(wèn)題必須解決。我們采用了兩種有效的改進(jìn)設(shè)備的辦法來(lái)解決氟碳粉回收的問(wèn)題。

1. 制備一套簡(jiǎn)易濾芯設(shè)備，供客戶臨時(shí)試機(jī)和測(cè)試時(shí)使用。該套設(shè)備由幾個(gè)可隨時(shí)鏈接和拆卸的濾芯盒子組成，每個(gè)盒子有12根濾袋，配備反吹功能，根據(jù)客戶的情況鏈接起來(lái)的幾個(gè)濾芯盒子由一個(gè)風(fēng)機(jī)抽風(fēng)，濾除的粉末留在噴房中間歇回收使用。該裝置作為臨時(shí)措施，能夠滿足新客戶試驗(yàn)氟碳粉的要求，對(duì)推廣超細(xì)氟碳粉起到很積極的作用。一旦客戶理解到超細(xì)氟碳粉能夠給他們帶來(lái)好處，就會(huì)有信心投資進(jìn)行設(shè)備的改善了。

2. 我們針對(duì)很多大旋風(fēng)設(shè)備回收效率低的問(wèn)題，提出了用雙旋風(fēng)替代大旋風(fēng)的改善設(shè)備的方案，并在制備雙旋風(fēng)時(shí)采用一系列能夠提高分離效果的方法，提高超細(xì)粉的分離效果。該方案的特點(diǎn)是，現(xiàn)有的整套設(shè)備除了更換大旋風(fēng)，其他部件完全不動(dòng)，僅僅投入很少的資金改進(jìn)設(shè)備就能夠解決問(wèn)題。

    具體的設(shè)計(jì)思路有幾點(diǎn)：1. 用雙旋風(fēng)代替大旋風(fēng)；2. 通過(guò)改進(jìn)旋風(fēng)器尺寸來(lái)提高風(fēng)速；3. 改進(jìn)旋風(fēng)器結(jié)構(gòu)提高分離效果。用雙旋風(fēng)代替大旋風(fēng)，是在保持較大風(fēng)量和風(fēng)速的情況下，通過(guò)減少旋風(fēng)器半徑來(lái)增加分離效果。

3. 雙旋風(fēng)的設(shè)計(jì)依據(jù)和步驟

通常，旋風(fēng)分離器的分離效果與粉體的離心力大小有關(guān)，離心力的大小與粉體質(zhì)量成正比；與風(fēng)速成正比；與旋風(fēng)器的半徑成反比。同時(shí)，旋風(fēng)器的提升管直徑越小，分離的粒徑越細(xì)。

我們具體設(shè)計(jì)步驟如下。首先測(cè)量實(shí)際的旋風(fēng)進(jìn)口處的風(fēng)速和流量。根據(jù)噴房實(shí)際使用的效果判斷抽風(fēng)量是否足夠。在保證足夠的風(fēng)量的前提下來(lái)設(shè)計(jì)雙旋風(fēng)的大小。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，風(fēng)速為15-25米/秒時(shí)分離粗粉效果較好；如果處理粉量較大或者處理粒徑較小的粉體時(shí)，進(jìn)口處風(fēng)速應(yīng)該設(shè)定在上線或者更高，比如25-30米/秒。但注意風(fēng)速不能夠太高，風(fēng)速過(guò)高會(huì)引起氣提喘流，造成不規(guī)則粉體運(yùn)動(dòng)，反而降低分離效果。風(fēng)速?zèng)Q定后，根據(jù)需要的風(fēng)量（從測(cè)定的數(shù)據(jù)和實(shí)際效果來(lái)決定需要的風(fēng)量），算出雙旋風(fēng)的進(jìn)口處尺寸。在旋風(fēng)器結(jié)構(gòu)上，我們也做了一些改進(jìn)，專門(mén)設(shè)計(jì)了一個(gè)適合超細(xì)粉分離的上下不均等的旋風(fēng)器內(nèi)部提升管，將下面的直徑減小，有利于分離超細(xì)粉。

下表為根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和超細(xì)粉的特性列出的雙旋風(fēng)的尺寸數(shù)據(jù)

圖為：鋁材粉末噴涂雙旋風(fēng)的設(shè)計(jì)依據(jù)和步驟圖

圖為：鋁材超細(xì)粉末涂裝旋風(fēng)分離器設(shè)計(jì)示意圖

旋風(fēng)分離器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用是學(xué)術(shù)界研究了很多年的老課題，至今為止其中的原理仍然不是非常清楚。我們通過(guò)理論和實(shí)踐的結(jié)合，制備出改進(jìn)的雙旋風(fēng)代替已經(jīng)使用但分離效果很差的大旋風(fēng)分離器，達(dá)到很好的效果。經(jīng)過(guò)客戶的使用，能夠使超細(xì)粉的回收效率達(dá)到97%以上，解決了很多現(xiàn)有設(shè)備設(shè)計(jì)不好的問(wèn)題。

4 結(jié)論

超細(xì)粉具有平整而薄的特點(diǎn)，具有巨大的推廣價(jià)值，但推廣過(guò)程涉及到各方面的工作。理解超細(xì)粉應(yīng)用的特點(diǎn)，了解其局限性，找到解決問(wèn)題的方法，讓超細(xì)粉真正為涂裝廠接受，我們就能夠獲得新技術(shù)產(chǎn)品帶給我們的好處，創(chuàng)造出較大的價(jià)值。