摘要：介紹了國(guó)內(nèi)外邦定設(shè)備及生產(chǎn)工藝，對(duì)存在的問題進(jìn)行了分析并給出了以下改進(jìn)措施：加入ω=0.1~0.2%的粉體改進(jìn)劑以提高上粉率，將溫度控制在邦定工藝溫度段以延長(zhǎng)處理時(shí)間，篩分邦定工藝處理后的物料，結(jié)塊時(shí)切斷電源后手工清理等。
金屬、珠光、閃光效應(yīng)顏料可以給涂層帶來逼真的金屬光澤、絢爛的多色裝飾效應(yīng)以及突出的保護(hù)功能。從上世紀(jì)中葉起，使用效應(yīng)顏料的油漆紛紛上市，隨著效應(yīng)顏料品種的不斷開發(fā)，各種金銀色漆、閃光漆、珠光漆、金屬立體效應(yīng)色漆不斷涌現(xiàn)，為汽車、家電、儀器儀表等高檔工業(yè)品提供了絢麗多彩的外觀裝飾。效應(yīng)顏料的片狀結(jié)構(gòu)也具有緩和涂層內(nèi)部應(yīng)力的作用，可以避免涂層的裂紋和龜裂，提高涂層硬度，涂層中片狀顏料可以切斷腐蝕性介質(zhì)的滲透，隔斷紫外線入射，提高涂層的防腐耐候性能，使效應(yīng)顏料在粉末涂料中的應(yīng)用更加廣泛。
效應(yīng)顏料在粉末涂料應(yīng)用初期采用的是熔融擠出法，即與粉末涂料原料一起經(jīng)高速預(yù)分散、熔融擠出、壓片破碎、磨粉篩分后，制得成品。該法工藝簡(jiǎn)便，效應(yīng)顏料與粉末基料達(dá)到充分的混合和黏結(jié)，但由于工藝過程中存在高溫（110~
2 邦定生產(chǎn)技術(shù)簡(jiǎn)介
上世紀(jì)八十年代，奧地利Benda-Lutz金屬閃光顏料公司在歐洲大陸率先推出了黏結(jié)工藝——邦定混合（bonding mixing）技術(shù)，即將粉末涂料基料加熱到略低于樹脂軟化點(diǎn)的溫度，讓效應(yīng)顏料粒子與軟化的樹脂粉末粒子黏結(jié)，然后冷卻制得成品，避免了粉末涂料在施工時(shí)出現(xiàn)的各種問題。粉末涂料邦定生產(chǎn)的具體工藝要根據(jù)采用的設(shè)備而定，其主要流程是：物料預(yù)熱—黏結(jié)—冷卻—檢驗(yàn)—成品包裝（在預(yù)熱和黏結(jié)的過程中也實(shí)現(xiàn)均勻分散）。
2.1 邦定生產(chǎn)設(shè)備
德國(guó)萊梅特亨息爾混料系統(tǒng)有限公司的MB系列混料機(jī)組代表了當(dāng)今世界市場(chǎng)上最有效的邦定設(shè)備，它由亨息爾（Henschel）母料（Masterbatch）混料機(jī)和冷卻混料機(jī)組成。亨息爾母料混料機(jī)具有優(yōu)化的設(shè)計(jì)，主要體現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)軸、攪拌槳以及鍋壁的冷卻，可以防止粉體結(jié)團(tuán)，或在攪拌槳及鍋壁上的粘貼；溫度傳感器的測(cè)量位置經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，保證了工藝參數(shù)的精度和重現(xiàn)性，并可為客戶提供軸承溫度監(jiān)測(cè)。
2.2 邦定生產(chǎn)工藝
以亨息爾機(jī)組為例，其生產(chǎn)工藝如下：
（1）將粉末涂料基料加入混料機(jī)中，確定釜中的氧含量，然后沖入氮?dú)庾鳛槎栊员Ｗo(hù)氣體。
（2）啟動(dòng)攪拌，通過摩擦使基料混合物溫度升高。當(dāng)溫度接近樹脂的玻璃化溫度時(shí)，加入效應(yīng)顏料。
（3）在該溫度下保溫一段時(shí)間，直到顏料與基料粒子完成邦定。
（4）將邦定好的混合物出料至冷卻混料機(jī)中，攪拌冷卻至室溫。
與亨息爾工藝中物料靠摩擦被動(dòng)升溫不同，國(guó)內(nèi)設(shè)備在物料混合初期進(jìn)行主動(dòng)加熱，溫度達(dá)到預(yù)定值時(shí)則開始保溫控制，另外還對(duì)邦定冷卻后的物料設(shè)置了篩分設(shè)施，保證了生產(chǎn)的平穩(wěn)快速進(jìn)行及產(chǎn)品質(zhì)量。
2.3邦定技術(shù)質(zhì)量評(píng)價(jià)
與普通干混產(chǎn)品相比，邦定技術(shù)生產(chǎn)的粉末涂料產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)異，如粉末粒子狀態(tài)更加均勻，施工性能穩(wěn)定良好，涂層色澤均一，批次間質(zhì)量穩(wěn)定，靜電槍噴涂時(shí)不會(huì)出現(xiàn)顏料堆積和堵塞槍口的問題，回收粉可以正常使用等，這些都是從使用效果方面進(jìn)行測(cè)評(píng)。對(duì)邦定質(zhì)量的技術(shù)評(píng)價(jià)目前有以下幾種方法：
（1）粉體光學(xué)顯微鏡觀察法，即利用顯微儀器觀察顏料與基料粒子相互黏結(jié)的效果，根據(jù)觀察情況評(píng)價(jià)邦定效果。
（2）各種帶電技術(shù)檢測(cè)，通過測(cè)量邦定前后粉末粒子的帶電性能，評(píng)價(jià)邦定質(zhì)量。
（3）粉末旋風(fēng)分離試驗(yàn)，測(cè)評(píng)粉末顆粒邦定前后粒徑的變化，考評(píng)黏結(jié)結(jié)果。
（4）涂層表面顏料可擦落檢驗(yàn)。用清潔（一般為白色）軟布（紙）單向壓擦邦定后粉末涂料的涂層表面，檢查布（紙）面粘附顏料的情況，評(píng)估黏結(jié)質(zhì)量。
3 注意事項(xiàng)
3.1粉體處理
國(guó)內(nèi)外公開的粉末涂料邦定生產(chǎn)工藝介紹中都缺少最后的粉體處理工藝，但在實(shí)際的邦定工藝生產(chǎn)中，粉體處理環(huán)節(jié)必不可少，因?yàn)榘疃夹g(shù)處理后的粉末涂料粒徑明顯增大（正常情況下，粉體的中值粒徑D50增加20%以上），而流動(dòng)性極度下降，一次上粉率低于50%。粉體如不加以改進(jìn)，會(huì)嚴(yán)重影響噴涂使用。
目前采用的粉體改性劑主要是氣相二氧化硅和氧化鋁C。氣相二氧化硅（俗稱氣相法白炭黑）是出現(xiàn)最早、也是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的納米粉體之一，它是一種白色、松散、無定形、無毒、無污染的無機(jī)非金屬氧化物，其原生粒徑在7~40nm范圍內(nèi)，比表面積一般大于
當(dāng)邦定物料冷卻后準(zhǔn)備出料前，將0.1~0.2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的粉末改性劑加入到冷卻混合釜中，高速攪拌30~60s。也可以在篩分或篩分冷卻時(shí)，與物料摻雜在一起進(jìn)行。處理后的粉體流動(dòng)大于140s，帶電、上粉效果突出。
3.2 溫控
亨息爾工藝中嚴(yán)格控制樹脂開始軟化及顏料被邦定的溫度段，但缺少對(duì)初始物料的加熱，而且其升溫屬被動(dòng)加熱，冬季時(shí)明顯影響生產(chǎn)效率，也會(huì)造成同一配方產(chǎn)品在冬夏季生產(chǎn)質(zhì)量的差異。國(guó)內(nèi)廠家在生產(chǎn)工藝初期采用主動(dòng)加熱的溫控方式，當(dāng)主攪拌達(dá)到最高速后換為被動(dòng)升溫，在物料達(dá)到邦定設(shè)計(jì)溫度時(shí)立即出料。
從以上工藝可以看出，生產(chǎn)時(shí)不僅邦定溫度段非常短，邦定時(shí)間也很短。有對(duì)邦定工藝效率進(jìn)行的研究結(jié)果說明，不同的邦定溫度和邦定時(shí)間得到不同的金屬效應(yīng)粉末涂料，而延長(zhǎng)邦定工藝時(shí)間可以使鋁粉在沿粉末涂膜平行的方向上分布更均勻。所以，恰當(dāng)?shù)陌疃囟群洼^長(zhǎng)的邦定時(shí)間能保證更佳的邦定質(zhì)量。
因此，使用國(guó)內(nèi)設(shè)備進(jìn)行邦定工藝生產(chǎn)時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)接近邦定工藝溫度時(shí)，應(yīng)停止加熱，并適度冷卻，將溫度控制在邦定工藝溫度段以延長(zhǎng)處理時(shí)間，這樣可以取得良好的改善效果。為滿足上述工藝要求，邦定機(jī)組需要配備分置的加熱和冷卻系統(tǒng)，采用交換方式共用輸送管道進(jìn)行熱量傳遞。
3.3 篩分
公開的亨息爾工藝中未介紹粉末粒度的控制工藝，國(guó)內(nèi)有采用旋風(fēng)篩篩分的方式處理邦定后的物料，以求達(dá)到正常粉末涂料粒度分布值。采用旋風(fēng)篩篩分時(shí)不能使用目數(shù)過大的篩網(wǎng)，否則不僅生產(chǎn)效率下降，而且會(huì)破壞粒子間的黏結(jié)。在實(shí)際生產(chǎn)中，大多數(shù)廠家采用篩網(wǎng)一次過濾篩分的方式進(jìn)行處理，篩網(wǎng)目數(shù)為140~160目，也有采用120,目左右的。
3.4 物料結(jié)塊
使用邦定機(jī)組生產(chǎn)初期時(shí)，一般會(huì)遇到物料結(jié)塊現(xiàn)象。物料結(jié)塊分混合中結(jié)塊、靜止時(shí)結(jié)塊及出料后結(jié)塊等3種情況。
混合中結(jié)塊和靜止時(shí)結(jié)塊是由于溫控失誤、操作大意、經(jīng)驗(yàn)不足等原因造成的，應(yīng)盡可能避免。結(jié)塊嚴(yán)重時(shí)，機(jī)內(nèi)物料會(huì)形成團(tuán)狀且有一定強(qiáng)度，此時(shí)應(yīng)關(guān)閉攪拌機(jī)組電源，保持冷卻循環(huán)，使用小型工具（如扁鏟、螺絲刀或自制工具）一點(diǎn)一點(diǎn)地刻挖物料，并注意保護(hù)機(jī)內(nèi)構(gòu)件，直至將物料全部挖出，然后進(jìn)一步清理機(jī)腔。物料結(jié)塊時(shí)的溫度一般在47~
結(jié)塊的物料其化學(xué)性能沒有發(fā)生根本變化，處理后仍可以正常使用。輕微結(jié)塊時(shí)，采用擠壓、揉搓的方式即可解決；嚴(yán)重結(jié)塊時(shí)，先敲碎，然后高速破碎成粉狀，批量大時(shí)則采用生產(chǎn)磨機(jī)處理。結(jié)塊粉碎處理后可添加到正常的邦定物料中一起進(jìn)行后續(xù)處理。
4 結(jié)語
現(xiàn)有的各類邦定機(jī)組及其生產(chǎn)工藝，初步解決了效應(yīng)顏料在粉末涂料應(yīng)用中的生產(chǎn)技術(shù)難題，進(jìn)一步擴(kuò)展了粉末涂料的發(fā)展領(lǐng)域。但不少問題依然存在，如：縝密的科學(xué)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，只有較小的顏料片（<10um）能黏結(jié)到粉末粒子表面；包括世界知名粉末涂料公司在內(nèi)，其邦定產(chǎn)品涂層還明顯存在發(fā)花、擦拭掉色等質(zhì)量缺陷；邦定效果的評(píng)價(jià)還缺少一個(gè)能科學(xué)量化的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。因此，廣大的邦定技術(shù)研究者還需加倍努力，爭(zhēng)取開發(fā)出效果更優(yōu)的邦定機(jī)組和生產(chǎn)工藝。