粉末涂装是环保、优质、节能、经济和高效的涂装方式，出现较晚但发展特别快。粉末涂装已经在绝大部分金属基材的涂装中得到应用，现在仍然使用液体涂装的大多是涂层表面质量要求非常高的产品，如汽车、自行车以及彩钢板等。随着成本竞争的加剧和环保压力的增大，高端涂装的油改粉有很强的市场需求。本文在作者的一系列技术研发成果的基础上，分析了汽车涂装油改粉的可行性， 介绍了汽车粉末涂装的重大技术进展，提出了进一步技术攻关和商务发展方向。 

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汽车涂装“油改粉”的价值

   粉末涂装具有环保、节能、优质、高效和经济等优点。粉末涂料为100%的固体，生产和涂装过程都不产生有机挥发物质（VOC），没有油漆涂装和水性涂料涂装存在的环保、安全、浪费等问题。汽车整车的粉末涂装是公认的汽车涂装发展方向。

由于以前技术的不成熟，人们对粉末涂装的传统认识有很多过时甚至错误的观念，本文阐述新技术的进展，更新大家的认识。

粉末涂装除了环保的优势，还具有安全方便的特点。粉末涂料的涂装和固化相对简便，不像油漆甚至水性涂料固化时需要大量排风以避免燃烧爆炸，也不需要缓慢加热以避免气泡。可以采用红外加热等高效快速的加热方式。而最新的红外加热可减少高达75%的能耗。

粉末涂层相对液体涂层具有更加优越的性能。这与绝大部分人的传统认识正好相反。液体涂料随树脂分子量增大就会变黏稠很难使用，而粉末树脂分子量通常很高，高分子量树脂的涂料具有明显较好的柔韧性、附着力、硬度、耐候性和耐腐蚀性能。如汽车轮毂的外层就只能采用丙烯酸透明粉末涂层，才能达到抗石击的要求，而液体涂层做不到。

粉末涂装具有效率高、成本低的明显优势。一次涂装足够膜厚的涂层，效率很高。固体含量100%，喷涂时掉落的粉末可回收使用，也不用大量投资做环保处理和安全防范等。

因为粉末涂装的很多独特的优势，汽车涂装油必粉在几十年以前就开始了。汽车上几乎所有的要求不高的金属零部件早就采用了粉末涂装，如汽车车身底粉、发动机、座椅、B柱板、行李架、脚踏板、油箱、喇叭网格、刹车片、卡钳、后视镜、弹簧和雨刮器等。福特汽车在美国的工厂，超过50%以上的车身底粉采用了粉末涂装；宝马汽车也曾经采用透明粉末涂料做罩光涂层；绝大部分整车轮毂也用透明粉涂装。 

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传统粉末涂装技术的局限

汽车整车涂装油改粉的尝试没有走到底，是因为传统粉末涂层的涂层表观性能达不到高装饰性能的要求。

2.1

粉末涂层的平整度差

传统的粉末涂层相对液体涂层明显不够平整，橘皮很重。粉末的颗粒太大引起涂层不均匀。市场竞争需要汽车表面越来越平整绚丽，也越来越抬高了粉末涂装的门槛。

2.2

涂层的厚度太高

常规粉末涂料的粒径为30~50 μm，能够稳定涂装的厚度为60~80 μm。如果需要涂装2层、3层或4层，累积起来的膜厚会引起涂层的抗冲击性能大大下降。

2.3

粉末涂层的金属效果不好

传统粉末涂料无法做出高金属质感的涂层是粉末涂装很难替代液体涂装的一个重要原因。要全面实现汽车涂装的油改粉，粉末涂装必须能够做到与液体涂层相媲美的金属效果。

2.4  

涂装设备和技术

粉末涂装一次喷涂的上粉率较高，可达到70%-80%。要做到100%的利用率，需要借助回收设备，回收设备的效率和清洗换色，成为粉末涂装特有的问题。汽车粉末涂装如何实现与液体涂装一样的快速换色是一个需要解决的技术难题。

2.5

粉末涂装烘烤温度太高

常规粉末涂料需要180~200 ℃的高温烘烤，比现在的汽车油漆涂装温度高很多。如何实现在较低温度下固化，不仅是节约能源的需求，也是与配套的塑胶涂层的颜色匹配的需求。

总结所有的问题，粉末涂层的平整度、厚度和金属色是妨碍汽车涂装油改粉的最关键的3个技术难题。如果解决了这三个问题，其他问题的解决就相对容易。 

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相关技术的新进展

3.1 

超细粉末涂料技术

超细粉末涂料技术一直是涂料界的一个重大技术课题。超细粉末涂料的粒径在15~25 μm范围，只有常规粉末涂料粒径30~50 μm的一半。因为粉末颗粒粒径小，超细粉涂层可以达到与液体涂层一样的平整度，其涂层也可以达到与液体涂层相当的厚度。超细粉解决了汽车涂装油改粉的平整度和厚度的两个大难题。

制备超细粉的技术难点不是将粉末磨细，而是让粒径小于25 μm的超细粉体仍然能够像常规粗粉一样正常流化。而颗粒正常流化是涂装的前提，否则，喷出来的粉末就呈块状而不是雾状。超细粉因为重力小于粉体间的分子间力，粉体之间吸附抱团是其自然属性，很难克服。国内外研究超细粉技术的有很多，但都没有成功生产应用的先例。我们的团队从2001年开始超细粉的研发，逐渐地解决超细粉的各种问题，至今已经在多个领域实现了超细粉的工业化应用。我们采用与传统涂料行业的解决方法不同的技术路线来解决超细粉的问题。先制备了一系列纳米材料，并成功地找到将其分散并均匀地吸附在粉体表面的助剂，有效地限制粉体颗粒之间的吸附抱团，使超细粉像粗粉一样能够正常流化。在找到克服超细粉抱团属性的方法之后，在落实大规模工业化生产细节上做了大量研发。实际上，超细粉技术是一个系统工程技术，不仅是某一方面的技术突破，它包括粉末制备设备、涂料原材料和配方以及涂装应用等各方面的技术创新和完善。比如，要在20~30 μm的厚度范围具有很好的遮盖力，必须改变传统的制备方法。而要生产出粒径很细且粒径分布理想的超细粉，必须对磨粉设备进行优化改进。

超细粉涂层的两个特点是平整和薄。平整度可以与液体涂层相媲美；厚度可以从常规粉的50~80 μm降低到20~40 μm。

我们将超细粉用于汽车行业的涂装已经有不少成功的案列，如需要耐候和耐磨性能优异的车顶行李杆的涂装、能够薄涂以避免折弯涂层脱落的汽车滤芯器外筒的涂装、防止孔眼堵塞的汽车喇叭网格的涂装以及汽车弹簧和汽车轮毂的涂装等，都充分利用了超细粉的薄涂和平整的优点。

3.2

全绑定金属粉末涂料技术

金属颜料（铝粉和珠光等）在喷涂时，因为与粉末颗粒的几何形状和导电率的差异引起的上粉不均匀，是金属粉末涂料涂装的大问题。国外发明了绑定技术，用高速搅拌时产生的热使金属颜料和粉末黏连在一起，大大提高了金属粉的金属效果和涂装稳定性，但目前仍然不能达到液体涂料的金属效果，而且回收粉难用、生产稳定性也差，金属粉的涂装始终是涂装工程师的痛点。

我们在金属粉技术上的研究方向是改进金属颜料本身的带电性和相容性，以及强化改善后的金属颜料与粉末颗粒的黏连。对颜料进行包覆处理，在传统的包覆二氧化硅或者二氧化钛的成熟的技术基础上，进一步用高分子量的通用丙烯酸树脂进....