超細粉末涂料的粒徑為15-20微米，是常規的粉末涂料30-40微米的一半。超細粉末涂料具有涂層平整均勻，厚度薄的優點，不僅可以大大提高涂層質量，而且能夠顯著降低涂料成本。超細粉被成為第二代粉末涂料，既能夠大面積的替代常規的粗粉，又可以取代很多對涂層平整度要求很高的液體涂料，大力推廣超細粉末涂料的應用，將會對整個行業帶來好處。輝旭公司從2001年開始研究開發超細粉末涂料，十年來在超細粉流化技術、工程設備、涂料配方以及和涂裝應用等方面做了相當大量的開拓性的工作，積累了很多教訓和經驗，本文專門總結我們在超細粉涂裝應用方面的一些體會，供大家分享。

我們制備的各種各樣的超細粉末涂料，已經應用于家電、建材、家具、電器、汽車、卷材等各個行業，產品涉及聚酯、環氧、丙烯酸、PVDF氟碳、尼龍等等。在涂裝應用過程中遇到了各種各樣的問題，往往一個問題解決不好，就會影響整體的應用。本文分析討論推廣超細粉過程中遇到的技術和商務問題，對希望使用超細粉的涂裝技術人員提供幫助。

1 超細粉涂裝的影響因素

超細粉與常規粉的差別在于粉體的粒徑從常規的30-50微米降低到15-25微米。因為輝旭公司的納米技術解決了超細粉的流化性能，按道理，不需要改變正常的涂裝設備，就能夠造成涂裝超細粉了。但事實并不是如此，推廣應用過程中我們遇到了很多意想不到的問題，都就會影響超細粉的使用。

1.1 基材和預處理的影響

理論上超細粉本身對基材和預處理沒有特別的要求。但對于形狀非常的鋁型材，比如凹型嚴重的部件，超細粉因為粒徑較細，比常規粉更難進入凹處。遇到這種情況，往往需要調低電壓，增加出氣量等工藝調整，甚至采用手工前補噴的方式來解決，以保證涂裝質量。

超細粉對預處理也沒有特別的要求。只是在推廣超細氟碳粉末時，遇到預處理的問題。傳統的氟碳涂裝都是使用鉻化處理液，隨著環保力度的加強，采用非鉻化預處理將是發展的趨勢，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。遇到非鉻化預處理的客戶，必須非常嚴格的控制預處理質量，否則很容易出現附著力差的現象。

1.2 噴房和噴槍的影響

制備粒徑細的粉體不難，難得的是解決超細粉的流化問題。嚴格說，只有流化問題解決的超細粉才能夠正常噴涂，才能夠叫超細粉末涂料（簡稱超細粉）。理論上超細粉對噴房的要求與粗粉是一樣的，要通過吸風保持噴房的負壓，保證粉末不溢出噴房。但是，超細粉往往都是做平整度很高而薄的高端產品，對噴房的清潔度要求很高，對生產管理要求較嚴格，換色和其他生產控制要求較粗粉高很多。實際中，只要操作嚴格，所有噴房都能夠滿足要求。

超細粉對噴槍的要求與常規粉沒有兩樣，噴槍的好壞都能夠進行噴涂，因為粒徑細，噴出的質量都比粗粉平整度高，但好的噴槍噴出平整度更好。對需要非常高平整度的涂裝，最好采用較好的噴槍。超細粉使用好的噴槍，可以達到與液體涂裝媲美的非常平整的涂層。比如，用超細粉進行汽車車體涂裝，得到的平整度完全能夠達到液體的效果。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

超細粉涂裝的工藝參數與常規粗粉涂裝有一定的差別。因為超細粉粒徑小，相對表面積大，單位粉體帶電量較粗粉多；而且，超細粉的粒徑小，質量小，噴涂的慣性較小，上粉主要靠靜電吸附而非慣性。通常噴涂超細粉時需要出氣量較小，電壓適當減小，霧化適中。當然，這些參數完全需要現場技術人員根據情況來調整。實際情況是，只需通過一兩次使用，現場的涂裝技術人員表現出很強的信心來操作超細粉的涂裝。當然，隨著使用經驗的增加，一些很有鉆研精神的現場技術人員，他們逐漸總結出很多技巧，將超細粉用得非常好。比如，四川長虹的涂裝技術人員，他們對超細粉的涂裝進行了很多細致的研究和實踐。結果是，他們能夠在工件很復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）。

超細粉的一次上粉率比粗粉較少，這是因為超細粉帶電量相對較大，粉末上到工件上之后，后面的粉末就比較難再上去了，這其實是超細粉的一個非常重要的優點。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重要因素，也很大程度上決定著涂裝的質量，特別是附著力等機械性能。涂層越厚，附著力越差。嚴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

超細粉可以制備薄涂層，薄涂層有遮蓋力問題。關于涂裝的耐腐蝕性能，我們發現只要均勻度好，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，這是因為不均勻的厚涂層最低的點比均勻的薄涂層的最地點還要薄，而腐蝕總是從最低點開始的。我們不用擔心涂薄后耐腐蝕性能受影響。但是，對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，否則不能夠達到薄涂層。

1.5 回收設施的影響

超細粉粒徑為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，各種回收設備都能夠將5-10微米以上的粉體回收使用，就是說理論上進行超細粉涂裝并不需要對回收設備進行改建。但實際情況并非如此。的確有很多較好的新的涂裝設備，不需要任何改動就能夠進行超細粉涂裝，但相當多的涂裝設備和其回收設施都存在這樣或者那樣的缺陷，做超細粉涂裝時經常遇到回收效率差的問題。回收不好的問題本文在下面重點進行研究。

2 超細粉涂裝的回收裝置分析

現在市場上常用的回收為額三類, 濾芯回收設備,小旋風回收設備,以及大旋風回收設備。各有特點和優劣。

1）  濾芯回收設備 – 采用紙筒或者布袋等濾布直接將所有粉末過濾回收。涂層1-2微米的以上的粉體都能夠通過濾芯設施完全回收。優點是所有粉末都不會浪費，缺點是換色非常困難，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。濾芯方法通常能夠完全回收超細粉。

2）  小旋風回收設備 – 小旋風分離器的半徑小，分離效果很好，為保證處理量，常常采用并聯的9個或者12個小旋風設備。小旋風能夠干凈地換色，不會影響質量，但換色時要清洗很多個小旋風器，花費的時間和工作量較大。小旋風設備對超細粉的回收沒有大的問題。

3）  大旋風回收設備 – 大旋風風量大，設備簡單，清洗換色比較容易，工作量少時間快，適合大批量涂裝生產。好的大旋風完全能夠回收超細粉，我們在很多大旋風設備上使用超細粉，回收非常好。但相當多的大旋風設備卻達不到預期的回收效果，主要因為國內很多設備的設計本身就存在較大的設計的問題。我們吃驚地發現很多大旋風設備使用粗粉的回收率只有80%，大量有用的粉末被抽走了。實際上，好的大旋風回收粗粉的回收率應該2%-4%，超細粉的回收率在3%-8%。試想，每年20%的粉末涂料浪費是多大的一筆資金？面對大旋風對超細粉回收率低下普遍現象，我們做了一些工作。下面以氟碳粉的應用為例說明。

3 超細PVDF氟碳粉末涂裝超細粉回收裝置的改善工作

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

1. 制備一套簡易濾芯設備，供客戶臨時試機和測試時使用。該套設備由幾個可隨時鏈接和拆卸的濾芯盒子組成，每個盒子有12根濾袋，配備反吹功能，根據客戶的情況鏈接起來的幾個濾芯盒子由一個風機抽風，濾除的粉末留在噴房中間歇回收使用。該裝置作為臨時措施，能夠滿足新客戶試驗氟碳粉的要求，對推廣超細氟碳粉起到很積極的作用。一旦客戶理解到超細氟碳粉能夠給他們帶來好處，就會有信心投資進行設備的改善了。

2. 我們針對很多大旋風設備回收效率低的問題，提出了用雙旋風替代大旋風的改善設備的方案，并在制備雙旋風時采用一系列能夠提高分離效果的方法，提高超細粉的分離效果。該方案的特點是，現有的整套設備除了更換大旋風，其他部件完全不動，僅僅投入很少的資金改進設備就能夠解決問題。

    具體的設計思路有幾點：1. 用雙旋風代替大旋風；2. 通過改進旋風器尺寸來提高風速；3. 改進旋風器結構提高分離效果。用雙旋風代替大旋風，是在保持較大風量和風速的情況下，通過減少旋風器半徑來增加分離效果。

3. 雙旋風的設計依據和步驟

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

我們具體設計步驟如下。首先測量實際的旋風進口處的風速和流量。根據噴房實際使用的效果判斷抽風量是否足夠。在保證足夠的風量的前提下來設計雙旋風的大小。根據經驗，風速為15-25米/秒時分離粗粉效果較好；如果處理粉量較大或者處理粒徑較小的粉體時，進口處風速應該設定在上線或者更高，比如25-30米/秒。但注意風速不能夠太高，風速過高會引起氣提喘流，造成不規則粉體運動，反而降低分離效果。風速決定后，根據需要的風量（從測定的數據和實際效果來決定需要的風量），算出雙旋風的進口處尺寸。在旋風器結構上，我們也做了一些改進，專門設計了一個適合超細粉分離的上下不均等的旋風器內部提升管，將下面的直徑減小，有利于分離超細粉。

下表為根據經驗和超細粉的特性列出的雙旋風的尺寸數據

圖為：鋁材粉末噴涂雙旋風的設計依據和步驟圖

圖為：鋁材超細粉末涂裝旋風分離器設計示意圖

旋風分離器的設計和應用是學術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。我們通過理論和實踐的結合，制備出改進的雙旋風代替已經使用但分離效果很差的大旋風分離器，達到很好的效果。經過客戶的使用，能夠使超細粉的回收效率達到97%以上，解決了很多現有設備設計不好的問題。

4 結論

超細粉具有平整而薄的特點，具有巨大的推廣價值，但推廣過程涉及到各方面的工作。理解超細粉應用的特點，了解其局限性，找到解決問題的方法，讓超細粉真正為涂裝廠接受，我們就能夠獲得新技術產品帶給我們的好處，創造出較大的價值。