美國MSC公司的粉末云技術已處于半商業化階段。而DSM公司的EMB技術基本處于小試階段，TransAPP技術只是剛剛完成試驗。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等行業巨頭提供。
卷材涂料這幾年在我國發展的空間很大，隨著人們環保意識的加強，以及成本降低的要求，粉末涂裝卷材涂料是發展的趨勢。有人預言卷材涂料將迎來粉末涂裝的時代。但由于種種原因，目前為止國內還沒有一條真正意義的粉末卷材涂裝線，人們關注的也不多。本文著重介紹國外的發展動向，以期望有識之士對粉末卷材涂裝投入更大的關注。
關鍵詞：粉末涂料；卷材涂料；粉末云；電磁刷；粉末傳輸沉積
0 引言
預涂卷材可應用于建筑用內外墻板，而且在家電、汽車、金屬家具等行業有著廣闊的前景。我國從20世紀80年代開始引進并吸收國外技術，特別是近幾年，由于建材市場和汽車家電市場成本和環保的要求，國內卷材涂裝生產線大量上馬。
粉末涂料以其高利用率和環保性著稱，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注的程度大，也越來越接近于飽和點。對于傳統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、熱敏性部件預組裝，如電馬達、氣動壓縮彈簧等的涂裝。
與接觸式輥涂不同的是，粉末云技術更適于涂裝預沖壓，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節粉末云的濃度。云狀的粉末由位于兩側電極板上的電暈針產生的離子而帶電，研究表明：涂膜的厚度與加載的電壓和粉末吐出量有關。
3 EMI技術
DSM公司的EMB技術(電磁刷技術)源于復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移到一個內側安裝有固定磁鐵的旋轉磁鼓上，板材的另一側為接地狀態。在磁鐵范圍內，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磁鼓與一把固定的定長刀，即刮刀之間的距離。通過在旋轉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。此時粉末粒子的量取決于靜電場的強度，當靜電場力大于粉末粒子與載體間的庫侖力時，粉末粒子就會沉積下來，通過調節靜電場的大小來調節涂膜的厚度。
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摩擦帶電改性的粉末平均粒徑為24μm時，在100m／min下可得到25μm厚的涂膜。
美國海登堡數位公司已將線速在120m／min下的改進型旋轉電磁刷技術應用于鋼材以及不銹鋼、鋁板等的涂裝，已有幾種不同的載體，如導電的或絕緣的載體。具有固定磁核或是旋轉磁核的涂布輥輪電磁刷技術應用已工業化，這些系統包括固定磁核導電電磁刷，固定磁核絕緣電磁刷，旋轉磁核絕緣電磁刷。最后一種技術也被稱為旋轉磁刷改進體系。幾乎所有的現有體系均使用絕緣載體粒子，可以是表面涂有絕緣層的導電介質，如涂有Teflon的鐵質粒子，或者干脆使用絕緣體，如具有高介電常數磁型的鐵素體。改進的旋轉電磁刷使用磁型鐵素體為載體，而傳統體系使用具有絕緣層的導電載體。
通常改進的旋轉電磁刷技術具有柱狀的導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的鏈狀。這被稱為“絨毛”，當與南極北極相連時，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，與接受體同時運動。當磁核旋轉時，載體鏈沿接受體的運動方向輕拋。與此相反的是，傳統體系中，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。混合物還包括15％的鍶鐵素體，這種鍶鐵素體表面涂有0．3pph的帶電劑，在攪拌機中混合1min，粉末表面積為30g／m。線速在120m／min下，對導電基材，非導電基材和鐵磁型基材涂裝。對于導電基材來說，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電基材上。對于非導電基材來說，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埋電極等方法來實現。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。
改進的旋轉電磁刷技術的優點包括：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節粉末的膜厚。比較細的粉末，粒徑低于9μm的粉末也能使用。
4 TransAPP技術
Fraunhofer公司的TransAPP技術，使用粉末傳輸技術代替噴槍，如圖4所示，避免了傳統粉末噴涂應用速度的局限性和膜厚差異。
圖 4 TransAPP 高速粉末涂裝原理
在這種技術中，粉末通過循環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，而是隨著傳輸帶到下一個循環。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，傳統的環氧聚酯混合型粉末涂料，可得到70μm的膜厚。
5 結語
現在歐州市場大約有10條卷材粉末涂裝線，線速在20m／min，基本以噴槍和旋轉式涂裝為主。
美國MSC公司的粉末云技術已處于半商業化階段。而DSM公司的EMB技術基本處于小試階段，TransAPP技術只是剛剛完成試驗。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等行業巨頭提供。
卷材涂料這幾年在我國發展的空間很大，隨著人們環保意識的加強，以及成本降低的要求，粉末涂裝卷材涂料是發展的趨勢。有人預言卷材涂料將迎來粉末涂裝的時代。但由于種種原因，目前為止國內還沒有一條真正意義的粉末卷材涂裝線，人們關注的也不多。本文著重介紹國外的發展動向，以期望有識之士對粉末卷材涂裝投入更大的關注。
卷材涂料這幾年在我國發展的空間很大，隨著人們環保意識的加強，以及成本降低的要求，粉末涂裝卷材涂料是發展的趨勢。有人預言卷材涂料將迎來粉末涂裝的時代。但由于種種原因，目前為止國內還沒有一條真正意義的粉末卷材涂裝線，人們關注的也不多。本文著重介紹國外的發展動向，以期望有識之士對粉末卷材涂裝投入更大的關注。
關鍵詞：粉末涂料；卷材涂料；粉末云；電磁刷；粉末傳輸沉積
0 引言
預涂卷材可應用于建筑用內外墻板，而且在家電、汽車、金屬家具等行業有著廣闊的前景。我國從20世紀80年代開始引進并吸收國外技術，特別是近幾年，由于建材市場和汽車家電市場成本和環保的要求，國內卷材涂裝生產線大量上馬。
粉末涂料以其高利用率和環保性著稱，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注的程度大，也越來越接近于飽和點。對于傳統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、熱敏性部件預組裝，如電馬達、氣動壓縮彈簧等的涂裝。
與接觸式輥涂不同的是，粉末云技術更適于涂裝預沖壓，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節粉末云的濃度。云狀的粉末由位于兩側電極板上的電暈針產生的離子而帶電，研究表明：涂膜的厚度與加載的電壓和粉末吐出量有關。
3 EMI技術
DSM公司的EMB技術(電磁刷技術)源于復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移到一個內側安裝有固定磁鐵的旋轉磁鼓上，板材的另一側為接地狀態。在磁鐵范圍內，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磁鼓與一把固定的定長刀，即刮刀之間的距離。通過在旋轉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。此時粉末粒子的量取決于靜電場的強度，當靜電場力大于粉末粒子與載體間的庫侖力時，粉末粒子就會沉積下來，通過調節靜電場的大小來調節涂膜的厚度。
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摩擦帶電改性的粉末平均粒徑為24μm時，在100m／min下可得到25μm厚的涂膜。
美國海登堡數位公司已將線速在120m／min下的改進型旋轉電磁刷技術應用于鋼材以及不銹鋼、鋁板等的涂裝，已有幾種不同的載體，如導電的或絕緣的載體。具有固定磁核或是旋轉磁核的涂布輥輪電磁刷技術應用已工業化，這些系統包括固定磁核導電電磁刷，固定磁核絕緣電磁刷，旋轉磁核絕緣電磁刷。最后一種技術也被稱為旋轉磁刷改進體系。幾乎所有的現有體系均使用絕緣載體粒子，可以是表面涂有絕緣層的導電介質，如涂有Teflon的鐵質粒子，或者干脆使用絕緣體，如具有高介電常數磁型的鐵素體。改進的旋轉電磁刷使用磁型鐵素體為載體，而傳統體系使用具有絕緣層的導電載體。
通常改進的旋轉電磁刷技術具有柱狀的導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的鏈狀。這被稱為“絨毛”，當與南極北極相連時，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，與接受體同時運動。當磁核旋轉時，載體鏈沿接受體的運動方向輕拋。與此相反的是，傳統體系中，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。混合物還包括15％的鍶鐵素體，這種鍶鐵素體表面涂有0．3pph的帶電劑，在攪拌機中混合1min，粉末表面積為30g／m。線速在120m／min下，對導電基材，非導電基材和鐵磁型基材涂裝。對于導電基材來說，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電基材上。對于非導電基材來說，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埋電極等方法來實現。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。
改進的旋轉電磁刷技術的優點包括：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節粉末的膜厚。比較細的粉末，粒徑低于9μm的粉末也能使用。
4 TransAPP技術
Fraunhofer公司的TransAPP技術，使用粉末傳輸技術代替噴槍，如圖4所示，避免了傳統粉末噴涂應用速度的局限性和膜厚差異。
圖 4 TransAPP 高速粉末涂裝原理
在這種技術中，粉末通過循環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，而是隨著傳輸帶到下一個循環。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，傳統的環氧聚酯混合型粉末涂料，可得到70μm的膜厚。
5 結語
現在歐州市場大約有10條卷材粉末涂裝線，線速在20m／min，基本以噴槍和旋轉式涂裝為主。
美國MSC公司的粉末云技術已處于半商業化階段。而DSM公司的EMB技術基本處于小試階段，TransAPP技術只是剛剛完成試驗。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等行業巨頭提供。
卷材涂料這幾年在我國發展的空間很大，隨著人們環保意識的加強，以及成本降低的要求，粉末涂裝卷材涂料是發展的趨勢。有人預言卷材涂料將迎來粉末涂裝的時代。但由于種種原因，目前為止國內還沒有一條真正意義的粉末卷材涂裝線，人們關注的也不多。本文著重介紹國外的發展動向，以期望有識之士對粉末卷材涂裝投入更大的關注。
