郭黎曉

　　（江蘇變色龍微粉技術(shù)有限公司，江蘇常州213100）

　　0引言

　　粉末涂裝是環(huán)保、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、經(jīng)濟和高效的涂裝方式，其出現(xiàn)較晚但發(fā)展迅速。粉末涂裝已經(jīng)在絕大部分金屬基材的涂裝中得到應用，現(xiàn)在仍然使用液體涂裝的大多是涂層表面質(zhì)量要求非常高的產(chǎn)品，如汽車、自行車以及彩鋼板等。隨著成本競爭的加劇和環(huán)保壓力的增大，高端涂裝的“油改粉”有很強的市場需求。本文在一系列技術(shù)研發(fā)成果的基礎上，分析汽車涂裝“油改粉”的可行性，介紹汽車粉末涂裝的重大技術(shù)進展，提出進一步技術(shù)攻關和商務發(fā)展方向。

　　1汽車涂裝“油改粉”的價值

　　粉末涂裝具有環(huán)保、節(jié)能、優(yōu)質(zhì)、高效和經(jīng)濟等優(yōu)點。粉末涂料為100%的固體，生產(chǎn)和涂裝過程都不產(chǎn)生有機揮發(fā)物質(zhì)（VOC），沒有液體涂料涂裝存在的環(huán)保、安全、浪費等問題。汽車整車的粉末涂裝是公認的汽車涂裝發(fā)展方向。

　　粉末涂裝除了環(huán)保的優(yōu)勢，還具有安全方便的特點。粉末涂料的涂裝和固化相對簡便，不像液體涂料固化時需要大量排風以避免燃燒爆炸，也不需要緩慢加熱以避免氣泡?？梢圆捎眉t外加熱等高效快速的加熱方式，而最新的紅外加熱可減少高達75%的能耗。

　　粉末涂層相對液體涂層具有更加優(yōu)越的性能，這與絕大部分人的傳統(tǒng)認識正好相反。液體涂料隨樹脂分子量增大就會變得黏稠很難使用，而粉末樹脂分子量通常很高，高分子量樹脂的涂料具有較好的柔韌性、附著力、硬度、耐候性和耐腐蝕性能。如汽車輪轂的外層就只能采用丙烯酸透明粉末涂層，才能達到抗石擊的要求，而液體涂層做不到。

　　粉末涂裝具有效率高、成本低的明顯優(yōu)勢。一次涂裝足夠膜厚的涂層，效率很高。固體含量100%，噴涂時掉落的粉末可回收使用，也不用大量投資做環(huán)保處理和安全防范。

　　因為粉末涂裝的很多獨特優(yōu)勢，汽車涂裝“油改粉”在幾十年以前就開始了。汽車上幾乎所有要求不高的金屬零部件早就采用了粉末涂裝，如汽車車身底盤、發(fā)動機、座椅、B柱板、行李架、腳踏板、油箱、喇叭網(wǎng)格、剎車片、卡鉗、后視鏡、彈簧和雨刮器等。福特汽車在美國的工廠，超過50%以上的車身底盤采用了粉末涂裝；寶馬汽車也曾經(jīng)采用透明粉末涂料做罩光涂層；絕大部分整車輪轂也用透明粉末涂料涂裝。

　　2傳統(tǒng)粉末涂裝技術(shù)的局限

　　汽車整車涂裝“油改粉”的嘗試沒有走到底，是因為傳統(tǒng)粉末涂層的表觀性能達不到高裝飾性能的要求。

　　2.1粉末涂層的平整度差

　　傳統(tǒng)的粉末涂層相對液體涂層明顯不夠平整，橘皮很重，粉末的顆粒太大引起涂層不均勻。市場競爭需要汽車表面越來越平整、絢麗，也越來越抬高了粉末涂裝的門檻。

　　2.2涂層的厚度太高

　　常規(guī)粉末涂料的粒徑為30~50μm，能夠穩(wěn)定涂裝的厚度為60~80μm。如果需要涂裝2層、3層或4層，累積起來的膜厚會引起涂層的耐沖擊性能大大降低。

　　2.3粉末涂層的金屬效果不好

　　傳統(tǒng)粉末涂料無法做出高金屬質(zhì)感的涂層是粉末涂裝很難替代液體涂裝的一個重要原因，要全面實現(xiàn)汽車涂裝的“油改粉”，粉末涂裝必須能夠做到與液體涂層相媲美的金屬效果。

　　2.4涂裝設備和技術(shù)

　　粉末涂裝一次噴涂的上粉率較高，可達到70%~80%，要做到100%的利用率，需要借助回收設備，回收設備的效率和清洗換色成為粉末涂裝特有的問題。汽車粉末涂裝如何實現(xiàn)與液體涂裝一樣的快速換色，是一個需要解決的技術(shù)難題。

　　2.5粉末涂裝烘烤溫度太高

　　常規(guī)粉末涂料需要180~200℃的高溫烘烤，比現(xiàn)在的汽車油漆涂裝溫度高很多。如何實現(xiàn)在較低溫度下固化，不僅是節(jié)約能源的需求，也是與配套的塑膠涂層顏色匹配的需求。

　　總結(jié)所有的問題，粉末涂層的平整度、厚度和金屬色是妨礙汽車涂裝“油改粉”最關鍵的3個技術(shù)難題，如果解決了這3個問題，其他問題的解決就相對容易。

　　3相關技術(shù)的新進展

　　3.1超細粉末涂料技術(shù)

　　超細粉末涂料技術(shù)一直是涂料界的一個重大技術(shù)課題。超細粉末涂料的粒徑在15~25μm，只有常規(guī)粉末涂料粒徑的一半。因為粉末顆粒粒徑小，超細粉涂層可以達到與液體涂層一樣的平整度，其涂層也可以達到與液體涂層相當?shù)暮穸?。超細粉解決了汽車涂裝油改粉的平整度和厚度的兩大難題。

　　制備超細粉的技術(shù)難點不是將粉末磨細，而是讓粒徑小于25μm的超細粉體仍然能夠像常規(guī)粗粉一樣正常流化。而顆粒正常流化是涂裝的前提，否則，噴出來的粉末就呈塊狀而不是霧狀。超細粉因為重力小于粉體間的分子間力，粉體之間吸附抱團是其自然屬性，很難克服。國內(nèi)外研究超細粉技術(shù)的有很多，但都沒有成功生產(chǎn)應用的先例。我們團隊從2001年開始超細粉的研發(fā)，逐漸地解決超細粉的各種問題，至今已經(jīng)在多個領域?qū)崿F(xiàn)了超細粉的工業(yè)化應用，采用與傳統(tǒng)涂料行業(yè)不同的技術(shù)路線來解決超細粉的問題。先制備了一系列納米材料，并成功地找到將其分散并均勻地吸附在粉體表面的助劑，有效地限制粉體顆粒之間的吸附抱團，使超細粉像粗粉一樣能夠正常流化。在找到克服超細粉抱團屬性的方法之后，在落實大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)細節(jié)上做了大量研發(fā)。實際上，超細粉技術(shù)是一項系統(tǒng)工程，不僅是某一方面的技術(shù)突破，而是包括粉末制備設備、涂料原材料和配方以及涂裝應用等各方面的技術(shù)創(chuàng)新和完善。比如，要在20~30μm的厚度范圍具有很好的遮蓋力，必須改變傳統(tǒng)的制備方法，而要生產(chǎn)出粒徑很細且粒徑分布理想的超細粉，必須對磨粉設備進行優(yōu)化改進。

　　超細粉涂層的兩個特點是平整和厚度薄。平整度可以與液體涂層相媲美；厚度可以從常規(guī)粉的50~80μm降低到20~40μm。

　　我們將超細粉用于汽車行業(yè)的涂裝已經(jīng)有不少成功的案列，如需要耐候和耐磨性能優(yōu)異的車頂行李桿的涂裝、能夠薄涂以避免折彎涂層脫落的汽車濾芯器外筒的涂裝、防止孔眼堵塞的汽車喇叭網(wǎng)格的涂裝以及汽車彈簧和汽車輪轂的涂裝等，都充分利用了超細粉薄涂和平整的優(yōu)點。

　　3.2全綁定金屬粉末涂料技術(shù)

　　金屬顏料（鋁粉和珠光粉等）在噴涂時，因為與粉末顆粒的幾何形狀和導電率的差異引起的上粉不均勻，是金屬粉末涂料涂裝的大難題。國外發(fā)明了綁定技術(shù)，用高速攪拌時產(chǎn)生的熱使金屬顏料和粉末黏連在一起，大大提高了金屬粉的金屬效果和涂裝穩(wěn)定性，但目前仍然不能達到液體涂料的金屬效果，而且回收粉難利用，生產(chǎn)穩(wěn)定性也差，金屬粉的涂裝始終是涂裝工程師的痛點。

　　我們在金屬粉技術(shù)上的研究方向是改進金屬顏料本身的帶電性和相容性，以及強化改善后的金屬顏料與粉末顆粒的黏連。對顏料進行包覆處理，在傳統(tǒng)的包覆二氧化硅或者二氧化鈦的成熟技術(shù)基礎上，進一步用高分子量的通用丙烯酸樹脂進行包覆，使金屬顆粒的表面具有與粉末樹脂同樣的帶電性和相容性，進而發(fā)明了一種能夠讓所有金屬顏料都被粉體黏連的新技術(shù)。采用上述兩個步驟，通過在工業(yè)化生產(chǎn)中的不斷改進完善，最后達到100%綁定的效果，形成了“全綁定金屬粉末涂料技術(shù)”。

　　全綁定金屬粉具有2個特點：一是金屬含量可以很高，甚至超過20%，仍然有很好的成膜性；二是生產(chǎn)穩(wěn)定性大大提高，即使是回收粉也能正常使用。前者，可以制備以前無法制備的高金屬質(zhì)感的涂層，而后者，即較高的生產(chǎn)穩(wěn)定性，排除了長期困擾金屬粉末涂裝的最大痛點。簡單說，全綁定金屬粉可以做到與液體金屬涂層相媲美的涂層效果，并可以穩(wěn)定噴涂生產(chǎn)。這是粉末涂料的一個很有意義的技術(shù)突破。

　　采用全綁定粉末涂料技術(shù)制備的幻彩粉末涂料，珠光含量可高達25%，用單涂層的粉末涂料就能達到比兩涂層液體涂裝更好的效果，并徹底解決了液體幻彩涂層的顏色隨膜厚變化的致命問題，結(jié)束了噴涂涂裝因為色差大而無法做幻彩涂層的歷史。

　　3.3低溫烘烤粉末涂裝技術(shù)

　　傳統(tǒng)粉末涂裝都是在金屬基材上進行的，用粉末涂裝中密度板和塑膠等非金屬基材的研究需要解決的技術(shù)問題，最近都有了較大的進展。

　　開發(fā)足夠低溫度固化的粉末涂料是有挑戰(zhàn)的工作，較低溫度固化需要對樹脂和固化機理以及配方做改進。技術(shù)難點在于快速固化的涂料在常溫下的貯存性變差，容易黏連結(jié)塊，甚至必須要低溫環(huán)境才能貯存。找到兩方面的平衡、實現(xiàn)工業(yè)化應用是研究的目標。現(xiàn)在最新的成果是將固化溫度從常規(guī)的180~200℃降低到了120℃左右。

　　另一個有意義的技術(shù)進步是新型的烘烤設備和烘烤方式。研究發(fā)現(xiàn)：2~4μm波長的中短波紅外線對粉末樹脂的固化特別有效，采用催化燃燒的紅外加熱器，可以大大加快粉末涂料的固化速度，減少能耗。有案例證明，采用催化燃氣紅外加熱可以比傳統(tǒng)的熱氣加熱節(jié)約75%的天然氣用量。

　　試驗證明：用紅外照射固化新開發(fā)的低溫固化粉末涂料，只需3 min就達到了傳統(tǒng)熱風固化10 min的效果。催化紅外烘烤速度快，占地面積少，特別適合粉末涂裝。

　　120℃×3 min的紅外烘烤是一個里程碑式的成果，很多非金屬基材都不會產(chǎn)生受熱變形。因為粉末涂料不會因為加熱太快而出現(xiàn)氣泡等缺陷，包括汽車粉末涂裝都可以充分利用。

　　3.4自動化和智能控制技術(shù)及其他技術(shù)進步

　　汽車涂裝是一個對穩(wěn)定性和可靠性要求極高的行業(yè)，近年來在自動化涂裝控制、質(zhì)量檢測和智能生產(chǎn)等方面都走在其他涂裝行業(yè)的前面，大部分的先進技術(shù)和設備對粉末涂裝都同樣適用。

　　在利用超細粉和全綁定金屬粉為很多客戶做“油改粉”的過程中，發(fā)現(xiàn)了很多長期未解決的設備技術(shù)問題，對傳統(tǒng)設備技術(shù)提出了挑戰(zhàn)，如粉末噴涂死角難噴、噴房和回收設備的清洗麻煩、換色時間長等。我們深感現(xiàn)有涂裝技術(shù)的不完備，提出了很多“油改粉”需要解決的技術(shù)課題，其中有的是困擾粉末涂裝界很久的難點，有些已得了研發(fā)的突破，有些還在進行，也有的需要其他行業(yè)專家一起來攻關?？傊?，旺盛的市場需求正在驅(qū)動涂裝技術(shù)的快速進步，包括電器自動化控制技術(shù)以及機器人智能化噴涂技術(shù)也正在蓬勃地展開，并已經(jīng)出現(xiàn)有價值的應用。我們能夠感覺到，涂裝工業(yè)正在出現(xiàn)全方位的技術(shù)創(chuàng)新完善，即將帶來很多驚人的成果。

　　4其他行業(yè)涂裝的“油改粉”案例

　　粉末涂料的發(fā)展過程可以說是“油改粉”的過程?，F(xiàn)在還沒有被粉體替代的油漆涂裝，多半是因為平整度、厚度或者金屬色等傳統(tǒng)粉末涂裝技術(shù)的局限。在環(huán)保的驅(qū)動下，隨著涂料技術(shù)的進步，涂裝技術(shù)也在跟進，很多以前一直無法接受粉末涂裝的，現(xiàn)在都在積極推行“油改粉”。

　　4.1彩鋼板涂裝的“油改粉”

　　彩鋼板涂裝“油改粉”也是個持續(xù)幾十年攻關而一直沒有工業(yè)化應用突破的大課題。隨著涂裝設備的技術(shù)進步，特別是超細粉產(chǎn)品的應用，最近終于取得了實質(zhì)性的突破。

　　在現(xiàn)有的彩鋼板油漆涂裝生產(chǎn)線上安裝我們發(fā)明的高速彩鋼板粉末涂裝機器，采用“兩涂一烤”新工藝，利用原來兩個烤爐中的一個進行烘烤，成功實現(xiàn)了高速粉末涂裝，涂裝速度可達80~120 m/min，涂裝線速度不受限制可以更高。使用超細粉涂裝得到了平整度足夠好而厚度只有25~30μm的均勻涂層（底涂5μm，面涂20~25μm的兩涂層體系）。粉末涂層的性能明顯優(yōu)于同等涂料價值的液體涂層，加上節(jié)約的能耗、人工，特別是環(huán)保處理的高昂費用，彩鋼板涂裝“油改粉”后，在環(huán)保節(jié)能、性能提升、成本降低等方面都取得很好的成果。我國每年有1 500萬t的彩鋼板生產(chǎn)，實現(xiàn)“油改粉”會帶來巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。

　　4.2氟碳涂裝的“油改粉”

　　PVDF氟碳涂層是最耐候的金屬罩面涂層，能夠在幾十年的時間內(nèi)抵御紫外線而不分解變色。氟碳涂料的原材料昂貴，氟碳涂裝對平整度和厚度的要求都很高。而建筑涂層有大量的金屬涂層，需要金屬粉的技術(shù)完全過關。我們在氟碳粉的研發(fā)和推廣上已經(jīng)做了很多年的努力，取得了比較好的結(jié)果。但因為成本和習慣的關系，并沒有全面推廣開?，F(xiàn)在因為環(huán)保驅(qū)動，氟碳涂裝的“油改粉”成為公認的發(fā)展趨勢，突然開始快速發(fā)展。

　　4.3汽車輪轂涂裝的“油改粉”

　　傳統(tǒng)汽車輪轂涂裝工藝是“一粉二油+打磨的三涂三烤”，即：底粉+烘烤→打磨→中涂色漆+烘烤→粉末或油漆罩光+烘烤?，F(xiàn)在粉末涂層平整度能夠達到要求，嘗試改為“三粉不打磨的三涂三烤”的新工藝：底粉+烘烤→中涂色漆+烘烤→粉末罩光+烘烤，或者直接把底涂和中涂合二為一，特別是現(xiàn)在金屬粉末涂料技術(shù)的突破，能夠達到液體涂層的金屬效果，而粉末涂裝能夠做出液體涂裝做不到的厚實涂層，充分利用粉末涂裝的優(yōu)勢，采用“三粉不打磨的三涂二烤”新工藝：底中二合一粉末+烘烤→粉末罩光+烘烤。

　　采用新的粉末涂裝工藝涂裝輪轂，技術(shù)難點在于需要改進噴涂設備和工藝條件，避免輪轂靜電噴涂時的法拉第籠效應，使內(nèi)外都達到相對均勻的涂層厚度。相關設備和噴涂工藝的改進和完善還在進行，其中涉及很多涂裝新技術(shù)新工藝，需要相關設備技術(shù)研發(fā)的配合。

　　4.4集裝箱涂裝的“油改粉”和“水改粉”

　　集裝箱涂裝去年因為環(huán)保政策“一刀切”，限期完成“油改水”。經(jīng)過大半年的應用實踐，逐漸發(fā)現(xiàn)水性涂裝其實VOC含量仍然很高，性能也不夠好，加之噴掉的涂料不能回收等很難改進的問題，現(xiàn)在集裝箱涂裝也在進行“油改粉”和“水改粉”的大動作。

　　4.5自行車摩托車涂裝的“油改粉”

　　自行車、摩托車和電動車等（下面統(tǒng)稱自行車）的涂裝對裝飾效果要求都很高。自行車涂裝追尋環(huán)保節(jié)能的道路也是比較曲折的。因為“油改水”很方便，很多公司優(yōu)先選擇“油改水”。但在花費很大精力基本解決金屬色、貼水標等問題之后，卻發(fā)現(xiàn)仍然無法達到環(huán)保排放標準，進而投巨資建設廢氣處理裝置，然后發(fā)現(xiàn)環(huán)保運行成本太高，已經(jīng)失去了市場競爭力。用超細粉進行自行車涂裝，充分發(fā)揮超細粉的平整度和厚度優(yōu)勢，加上全綁定金屬粉能夠做出液體涂層的金屬效果，超細粉涂裝自行車成為未來自行車涂裝的優(yōu)選?，F(xiàn)在遇到的問題是傳統(tǒng)粉末涂裝設備的技術(shù)局限，需要改進設備才能夠滿足自行車涂裝的需求。

　　自行車涂裝的特點是：工件體積大，面積小，噴涂回收粉很多；車架靜電死角很多，需強化前補和后補噴涂；而自行車涂裝本身的多涂層以及花色套色多，每次噴涂批量小，涂裝套色或者貼花標工序繁瑣；加上涂裝線速快，顏色多，換色頻繁，涂裝次品肯定有，不可避免要返噴，返噴涂層的膜厚不能太高，否則影響涂層質(zhì)量等?？梢哉f，自行車涂裝集中了對傳統(tǒng)粉末涂裝技術(shù)和設備的所有挑戰(zhàn)。

　　我們使用超細粉和全綁定金屬粉技術(shù)解決了平整度、厚度和金屬效果的問題；發(fā)明了“兩涂一烤”甚至“三涂一烤”新工藝，簡化生產(chǎn)工序，節(jié)約生產(chǎn)成本；發(fā)明了專門噴涂死角的噴粉槍進行死角部位的前補涂裝；并設計了高效噴涂的噴房和快速清洗換色的回收裝置?？傊覀儑L試解決自行車“油改粉”過程中遇到的必須要解決的各種難題，這些問題一個一個地被解決，逐漸推動了整個粉末涂裝技術(shù)的進步。我們把自行車粉末涂裝看作是汽車涂裝“油改粉”的預演，一步一步接近汽車涂裝“油改粉”的目標。

　　4.6中密度板和塑膠部件的粉末涂裝

　　中密度板和塑膠部件都是不耐溫的部件，需要低溫粉末涂裝。中密度板涂裝的市場需求巨大，而塑膠涂裝產(chǎn)品涉及汽車、電器、家電等很多領域。我們技術(shù)攻關的重點放在低溫粉末涂裝技術(shù)上，嘗試在2個方面做技術(shù)突破：一是研發(fā)低溫固化的粉末涂料；二是采用催化紅外加熱器快速加熱。目前的成果很鼓舞人，涂裝超細粉用紅外加熱器，在120℃×3 min的烘烤條件下完成固化，得到了讓客戶比較滿意的涂層性能。

　　總之，各個行業(yè)普遍存在的同質(zhì)化競爭和環(huán)保壓力，大大推動了粉末涂裝替代溶劑型涂裝或水性涂裝的過程。市場需求永遠是產(chǎn)業(yè)更新和技術(shù)進步的最大推動力，調(diào)動了整個行業(yè)在積極行動，很多一直困擾粉末涂裝界的行業(yè)痛點正在被逐漸解決，而技術(shù)的進步又催生更大的市場需求。

　　5汽車涂裝“油改粉”的技術(shù)發(fā)展方向

　　超細粉技術(shù)和全邦定金屬粉末涂料技術(shù)，解決了平整度、厚度和金屬效果這3個妨礙粉末涂裝向高端涂裝發(fā)展的最大難題，隨著“油改粉”過程中涂裝設備問題逐步被解決，會刺激大量的人力和物力資源的投入，全面推動汽車粉末涂裝相關行業(yè)的快速發(fā)展。

　　5.1汽車粉末涂料技術(shù)的發(fā)展

　　首先，汽車涂裝需要的高性能粉末涂料會在短時期內(nèi)快速發(fā)展。理論上，因為樹脂的分子量不受限制，粉末涂料可以做出性能更加優(yōu)越的產(chǎn)品。汽車涂裝的高要求，會極大地推動高端粉末涂料的多樣化發(fā)展。

　　其次，研發(fā)新的粉末涂裝工藝成果累累。比如，我們率先開發(fā)的“兩涂一烤”汽車涂裝新工藝，會得到進一步完善和廣泛應用。在汽車涂裝上做“兩涂一烤”，可以解決以下問題：將底涂和面涂合二為一，既有底涂的附著力和抗腐蝕功能，又有面涂的顏色和耐候功能；原來需要打白底再涂裝的“兩涂兩烤”的鮮艷色，今后可以用“兩涂一烤”完成；對需要罩高光透明涂層的金屬涂層，用“底粉+金屬粉+透明粉”的“三涂一烤”工藝一次完成。相信還有更多的適合粉末涂裝的新工藝、新涂料品種將被開發(fā)和應用。

　　5.2對涂裝設備技術(shù)的需求

　　全面實現(xiàn)汽車粉末涂裝需要的不僅是新的粉末涂料技術(shù)，還對粉末涂裝設備的相關技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。汽車涂裝對高品質(zhì)的要求，都是對傳統(tǒng)技術(shù)的挑戰(zhàn)，也是技術(shù)進步的好機會。根據(jù)汽車涂裝的苛刻要求，提出了一些新的技術(shù)研發(fā)理念。

　　5.2.1快速清洗和換色設備的開發(fā)

　　用傳統(tǒng)的技術(shù)和設備進行汽車粉末涂裝，設備的清洗換色是個問題。根據(jù)具體情況研發(fā)設計出一套能夠簡易清洗并快速換色的系統(tǒng)，滿足汽車涂裝的要求。還設計了配置兩套并聯(lián)的涂裝設備，一套進行涂裝使用，另一套做清洗換色，二套交替使用，換色不耽誤生產(chǎn)。

　　5.2.2全上粉噴槍的研發(fā)

　　為了解決粉末涂裝回收設備的清洗問題，我們提出全上粉噴槍的研發(fā)課題，讓噴出的粉末全部噴到工件上，這樣，汽車涂裝的效率會更高。

　　5.2.3專噴死角噴槍的研發(fā)

　　粉末涂裝還特別需要能夠克服靜電法拉第籠效應的噴死角的噴槍，讓死角的噴涂不再成為不可能的工作。這既是涂裝工程師夢寐以求的好事，又是汽車涂裝必須解決的問題。

　　我們發(fā)現(xiàn)：針對粉末靜電噴涂的相關研發(fā)是一個不很成熟的領域，公開發(fā)表的文獻不多。研究內(nèi)容屬于高壓靜電的理論和空氣動力學的交叉學科，很多研發(fā)成果關系到商業(yè)產(chǎn)品的應用，公開發(fā)表也很少。希望行業(yè)內(nèi)的專家學者認識到這件事的重要性，都積極地參與進一步測試和應用試驗，也許有機會發(fā)展成為一個對涂裝有價值的設備產(chǎn)品。

　　5.3關于“油改水”及水性涂料

　　水性涂料是值得推薦使用的環(huán)保型涂料，與粉末涂料相比各有優(yōu)缺點。遇到廢氣排放問題，客戶做“油改水”的決定比做“油改粉”容易，因為“油改水”需要的設備改動不大，投資很小，而粉末涂裝需要建立全新的涂裝設備。遺憾的是，目前水性涂料的技術(shù)還不夠成熟，絕大多數(shù)涂料的VOC含量還比較高，而且性能也不夠穩(wěn)定、不夠好。即使從發(fā)展的最終結(jié)果評估，水性涂料的成本也比較高，性能沒有粉末好，甚至不如溶劑型涂料。水性涂裝最大的問題還是廢氣和廢渣的處理困難。

　　總結(jié)各個行業(yè)的水性涂料應用結(jié)果，的確大量地減少了有機溶劑的排放，但隨之產(chǎn)生的副作用卻遠遠大于預期。特別是后期制作環(huán)保設備的投資巨大，總費用大大超過新上一套粉末涂裝設備的投資；最難接受的是，廢氣、廢渣和廢水的環(huán)保處理費用太高，影響產(chǎn)品競爭力。水性涂裝的整體運行費用，不僅遠遠不能與粉末涂裝相比，比油性涂裝的費用也高很多，也就是說，目前采用水性涂裝減少溶劑揮發(fā)的好處，并不能抵消水性涂裝帶來的弊病和額外的費用。實際上，很多成功進行了“油改水”的客戶現(xiàn)在不得不進行“水改粉”，既是綜合考慮的結(jié)果，也是環(huán)保的必然選擇。集裝箱涂裝和一些自行車涂裝都走了先做“油改水”，后又“水改粉”的彎路。

　　從環(huán)保、涂層性能、涂裝成本等最主要因素考慮，水性涂料是在粉末涂料無法實施涂裝的情況下的合適選擇，如木材家具、水泥、低溫會熔化的塑膠部件等適合水性涂裝。對粉末涂裝最終可以完成的涂裝，水性涂裝只是發(fā)展過程中的權(quán)宜方法。因為平整度、厚度和金屬效果不再是妨礙實現(xiàn)高裝飾涂層的限制因素，汽車涂裝的未來一定是粉末涂裝。水性涂料很可能只是一個階段性產(chǎn)品。

　　6對汽車車身粉體涂裝的預測

　　大量的技術(shù)進步以及其他行業(yè)“油改粉”的成功案例，讓汽車涂裝的“油改粉”進入了倒計時。現(xiàn)在妨礙汽車粉末涂裝的最大障礙，不是相關技術(shù)的進一步完善，而是很多新技術(shù)無法滿足汽車涂裝生產(chǎn)高度的穩(wěn)定性和可靠性要求。無論是我們繼續(xù)等待，直到自行車、輪轂等高品質(zhì)粉末涂裝逐漸積累起豐富的經(jīng)驗，還是有敢為人先地由汽車廠出面來組織各個供應商加快研發(fā)速度，汽車整車的粉末涂裝已經(jīng)指日可待。下面是對涂料和涂裝設備技術(shù)未來發(fā)展的一些看法。

　　6.1粉末涂層質(zhì)量和品種

　　隨著汽車粉末涂裝的市場需求明朗，可以預測到，高端粉末涂料的品種會快速增加，粉末涂裝的汽車涂層質(zhì)量會明顯提升。具體表現(xiàn)在汽車涂層的平整度和鮮艷度不會因為是粉末涂裝而降低，而更具金屬質(zhì)感，更有特色的涂層會不斷出現(xiàn)；涂層的抗劃傷性能大大提升，而同時耐沖擊性、抗腐蝕性和耐候性也顯著提升。粉末涂裝的汽車一定具有更高的涂層質(zhì)量。

　　6.2粉末涂裝設備和涂裝工藝

　　6.2.1烘烤爐

　　催化燃氣紅外加熱技術(shù)最近發(fā)展很快，中長波紅外線對涂層固化效率很高，用于粉末涂料的固化是非常好的選擇，有案例證明比現(xiàn)有熱風加熱耗能減少高達75%。這種紅外加熱器可以根據(jù)汽車形狀而動態(tài)配置，逐漸發(fā)展為智能控制，實現(xiàn)近距離定量快速加熱固化，不僅能耗大幅度下降，效率也會大大提高。

　　6.2.2噴粉槍

　　噴粉槍也需要與電器自動化的機器手配合，在出粉量、氣流靜電電壓和距離等多個參數(shù)上實現(xiàn)智能控制，而且根據(jù)需要開發(fā)不同種類的噴槍。有安裝在靈活的機器手上專門做前補噴涂的“死角噴槍”，主要噴涂靜電法拉第籠效應較強的死角位置；也有噴涂大面積的“全上粉噴槍”，噴出的粉末幾乎全部被吸附到工件上。每把噴槍均有自動調(diào)節(jié)噴涂參數(shù)的智能功能，根據(jù)設置的膜厚噴涂適量的粉末，確保均勻優(yōu)質(zhì)的涂層。所有噴槍及連接管道都具有自動快速吹洗功能，在換色時快速完成自動清洗。

　　7結(jié)語

　　超細粉技術(shù)和全綁定金屬粉技術(shù)的發(fā)明和工業(yè)應用，解決了妨礙汽車涂裝“油改粉”的平整度、厚度和金屬效果的三大難題，奠定了汽車整車涂裝“油改粉”的技術(shù)基礎。但要成功實現(xiàn)是一個系統(tǒng)的技術(shù)工作，需要加強和完善包括粉末涂料技術(shù)和涂裝設備技術(shù)在內(nèi)的一系列協(xié)作創(chuàng)新，工作量大，涉及范圍廣，需要整個行業(yè)的共同努力。強勁的市場需求是挑戰(zhàn)更是機會，加強技術(shù)交流，整車廠牽頭，跨行業(yè)的合作，現(xiàn)在是積極實現(xiàn)創(chuàng)新價值的最佳時機。

　　詳見《現(xiàn)代涂料與涂裝》2019-10