CN1042547C - 形成粉末涂层的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及形成粉末涂层的方法，其中，喷涂粉末颗粒、尤其是粉末涂料颗粒的悬浮液，并使射流直接喷于待涂布的基体上，其特征是：1)使用粉末颗粒在液化气体中的悬浮液，该气体已在不超过2MPa的压力下液化，和2)在悬浮液喷涂以前、过程中或以后使液态气体气化。

Description

形成粉末涂层的方法

本发明涉及形成粉末涂层的方法，特别是涉及在具有大的表面积的金属器件、尤其是车身上形成粉末涂层的方法。

为了应用广泛，粉状物质要求具有非常低的粒度(低于约20μm)。这种类型的细粒粉末常常是令人头疼的，它们通常难于处理，尤其是考虑到它们的流动性能，更是如此。另一个具体的困难是使用这些细粒粉末制备涂料。另外，应用领域推广的一个例子是催化剂技术领域，其中的活性物质必须引入载体的细孔中。

细粒粉状物质的另一个重要应用领域是日益重要的粉末涂料。

在传统的涂布工艺中，分散于传统液体溶剂中的彩色颜料颗粒以涂料雾滴的形式喷涂于待涂布的器件上，例如，由于在客车的流水线生产过程中积聚废气的污染，而造成严重的环境污染。

为利于环境保护，已发展了喷涂时不太污染环境的三种涂料(R.Laible,Umweltfreundliche Lackiersysteme fur dieindustrielle Lackie rung[Environmentally Friendly CoatingSystems for industrial Coating],Expert Verlag,Esslingen,1988)，即高固体含量涂料、水稀释涂料和粉末涂料。

高固体含量涂料本质上只不过是浓缩的普通涂料，也就是说，该涂料减少了向周围空气挥发的一些有害溶剂，但并没有消除。水稀释涂料的缺点是必须克服水的喷溅性(overspray)。粉末涂料既不会造成严重的空气污染，也不会导致污水污染。然而，就现在的发展水平，这个方法还有一些不利因素阻碍它的推广应用，特别是应用于表面积大的薄金属器件、如汽车车体的薄层涂料领域。

从1965年开始介绍的静电粉末涂料的原理很简单。粉末涂料包括分散于气体中的着色粉末颗粒，其粒度范围为20-60μm，平均粒度为40-50μm。当分散于气体中(流化)时，这种粉末涂料颗粒具有流体的流动特性。这种性质是它们能够用于喷涂的原因。粉末涂料装于特种静电喷枪中，喷向带静电的接地工件，由于静电引力而粘附在工件上。喷涂时通过工件、没有沉积的粉末涂料颗粒被吸去，从气体中分离，过滤而回收利用。

粉末涂料的优点是实际上没有造成环境污染，原料可以通过干式吸尘和干选得到，使用这样的原料很有益处，因为这样就克服了喷溅性而没有令人头疼的残余物。

然而，这种粉末涂料技术的应用，只限于较厚的涂层(至少70μm厚)，因为为具有光滑的表面，涂层必须至少达约70μm厚，并且采用该方法处理较精细的颗粒肯定要遇到困难。

已知的粉末涂料属于一类能容纳气体的疏松材料。疏松材料的特征是：流化床中开始形成气泡以前，材料颗粒床(裂化催化剂是一个典型的例子)流化膨胀至明显高于临界流化度。如果突然切断气体供应，该颗粒床以0.3-0.6cm/s的速度(相当于悬浮相中的空管速度)瘪塌。

一种含有粒度低于约20μm的颗粒的疏松材料、包括内聚力非常大的材料(即颗粒间的粘合力远远超过了流化床中其它可能的作用力即重力和流阻)，只有另外使用如机械搅拌，才能较好或不太差的流化，但仍几乎不能得到颗粒的真正分散体。

粉末涂料的固体密体为约1500kg/m³。在大气压下，气体的密度可以忽略。只有粒度分布在20μm-60μm范围内的粉末涂料才能保证有需要的优异流化性能。该粒度下限使涂层厚度不可能低于某个最小值，只有涂层厚度＞70μm时，才能达到高的表面质量(流平性和光泽)，这样导致大的涂料消耗和涂层厚度。

已知的粉末涂料技术要有意义的推广应用于制备较薄的高质量涂层，不合适的疏松材料型的粉末涂料颗粒必须含有粒度低于约20μm的颗粒。先有的粉末涂料技术的确不能达到需要的低粒度范围。该技术也就不能应用于许多重要领域，如制备催化剂，其中的活性物质被填充于载体的空隙中。

另外，现有粉末涂料技术限于几种选择的粘合剂/固化剂物系，这是因为粉末涂料技术不能应用于例如活性物系。例如，粉末涂布技术不可能配制二元物系的粉末涂料，其中的粘结剂和固化剂分开储存，仅在使用前才混合。事实上，为得到均匀的粉末涂料，制备粉末涂料时需要特殊的处理步骤。习惯上，首先将粉末涂料挤出，然后通过研磨，以保证粉末涂料各个组分的均匀分布。相反，不可能仅通过分散，就制备各个组分均匀分布的粉末涂料。因而也不能根据消费者的实际需要，用粘结剂组分和固化剂组分制备粉末涂料。正是由于这一原因，不可能配制含有在环境温度下具有反应活性组分的粉末涂料，例如含OH基的粘合剂和基于游离异氰酸酯基、环境温度下有反应活性的固化剂。

另外，传统的粉末涂料制备方法必需的挤出步骤耗时且花费高。另外，对于活性物系，挤出时(预反应)很可能出现问题，因而又需要适当和费力的措施。

粉末涂布技术限于几个选择的粘合剂/固化剂物系的另一原因是，现有的粉末涂料的玻璃化转变温度Tg必须＞40℃，以保证粉末涂料不结块。事实上，如果粉末涂料的玻璃化转变温度高于环境温度，该粉末涂料一般能在环境温度下(一般25℃)保存并且能保持自由流动。

从粉末涂料是唯一真正对环境无害的涂料这一事实出发，同时考虑到现有粉末涂料技术的上述局限，本发明解决的技术难题是拓宽粉末涂料技术的应用范围。使该技术也可以制备具有非常高的表面质量和覆盖力、同时具有完美的流平性和光泽、而且不造成任何新的环境污染的薄层涂料。另外，本发明意欲提供拓宽了基于的粘合剂/固化剂范围的粉末涂料。本发明进一步的目的是能够基于活性物系(即，即使在环境温度下也有反应活性的粘结剂/固化剂物系)配制粉末涂料。最后，本发明意欲开创粉末涂料技术的全新应用领域，如制备催化剂领域。

上述目的由本发明提供的下述形成粉末涂层的方法达到：

1．形成粉末涂层的方法，其中，喷涂粉末颗粒、尤其是粉末涂料颗粒的悬浮液，并使喷射流直接喷于待涂布的基体上，其特征是：

1)使用粉末颗粒在液化气体中的悬浮液，该气体已在不超过2MPa的压力下液化，和

2)在悬浮液喷涂以前、过程中或以后使液态气体气化。

2．上述第1项中所述的方法，其特征是用于粉末颗粒悬浮液的液化气体是在不超过1MPa、优选在常压下液化的。

3．上述第1项中所述的方法，其特征是在超大气压喷涂以前，间接加热悬浮液。

4．上述第1项中所述的方法，其特征是，通过辐射加热和/或通过喷涂时悬浮液与加热的气流混合使液态气体雾滴气化。

5．上述第4项中所述的方法，其特征是在双流喷嘴里使悬浮液与加热的气流混合。

6．上述第4项中所述的方法，其特征是，用双流喷嘴喷涂悬浮液，并且气流的温度只略高于悬浮液的温度而用另一个加热气流气化液态气体雾滴。

7．上述第5或6项中所述的方法，其特征是，通过控制加热或冷却绝热悬浮液供应容器调节双流喷嘴的悬浮液进气压力，该供应容器为双流喷嘴提供悬浮液。

8．上述第1至7项中任一项所述的方法，其特征是，贮存和粉末生产者与涂布者之间的运输在绝热运输容器中进行，该运输容器含有用于随后喷涂、包括液化气体和粉末颗粒的粉末悬浮液。

9．上述第1项中所述的方法，其特征是，在实际喷口中制备粉末颗粒在液化气体中的悬浮液，并且a)间接气化和/或b)用辐射加热直接气化和，如果需要的话，c)喷涂时将喷口里的悬浮液与冷却的气流混合而气化和/或d)喷出后用热气流气化液态气体雾滴。

10．上述第1-9项中任一项所述的方法，其特征是，粉末颗粒的平均粒度不超过15μm。

11．上述第10项中所述的方法，其特征是，粉末颗粒的平均粒度不超过10μm，最大粒度不超过20μm。

12．上述第1至10项中任一项所述的方法，其特征是，液化气体的粘度＜5×10^-4Ns/m²，优选粘度＜10^-4Ns/m²。

13．上述第1至12项中任一项所述的方法，其特征是将带静电荷的粉末涂料颗粒直接涂于接地的金属器件上。

14．上述第1项中所述的方法，其特征是，所述粉末颗粒是催化活性物质。

本发明还提供了实施上述方法的装置，它具有：

1)盛粉末悬浮液的粉末供应容器或绝热供应容器，

2)喷嘴，

3)连接供应容器和喷枪的管道，该管道可以是绝热的，和

4)用于提供气化液态气体雾滴所需热量的装置。

用于上述方法中的粉末悬浮液、尤其是粉末涂料悬浮液可如下所述制备：通过湿磨，将较粗颗粒的粉末精细研磨至平均粒度不超过约15μm，特别是10μm，特别是在搅拌机中研磨，其中的液体介质是随后要喷涂的悬浮液中的液化气体，尤其是液氮；或者

首先调整粉末至要求的粒度，随后将粉末悬浮于液态气体中。

本发明粉末涂料中可含有室温下具有反应活性的组分，例如：

a)含有活泼H原子的粘合剂与含有游离的异氰酸酯基或酸酐基的化合物的组合，

b)含有羧基或胺基的化合物与含有环氧基或碳化二亚胺基的化合物的组合，

c)含有胺基的化合物与含有碳酸酯基的化合物的组合，

d)根据麦克尔加成(Michael Addition)原理固化的物系，或

e)湿分固化物系。

令人惊奇且不可预见地发现，在不超过20Mpa压力下液化气体中的许多精细分选材料的悬浮液可以毫无困难地处理并且可以广泛应用。例如，根据本发明在不超过2MPa压力下液化气体中的悬浮液可以有利地应用于所有易悬浮于液化气体中的材料。

为制备本发明使用的悬浮液，通过冷却至适当低的温度(本领域的熟练技术人员已知这些冷却方法)，所有在不超过2MPa压力下液化的液化气体都适用，优选不超过1MPa，特别优选在常压下。合适的液化气体的例子为液氮、液态空气和液氦。虽然根据悬浮液的用途也可以使用其它液化气体，但液氮以其适宜的实用性和低价格而尤其使用。

使用在不超过2MPa的压力下液化的气体是为了保证无需保持高压的复杂设备就可以处理悬浮液，而超临界气体如液化CO₂的使用需要在悬浮液的制备、贮存、运输和加工过程中保持高压。但是，使用在不超过2Mpa的压力下液化的气体当然不排除本发明使用的悬浮体置于升高的压力下的可能性，例如在密封循环管道中的输送过程，它只意味着升高的压力不是保持悬浮液的必需条件。

使用在不超过2MPa压力下的液化气体具有低温(如大气压下液氮的温度为-196℃)，因此本发明的悬浮液尤其适用于在环境温度下具有反应活性的材料，而该材料在一般情况下不能贮存/输送，在某些情况下甚至不能加工。

另外，这种液化气体中的悬浮液可以有利地应用于制备催化剂，特别是应用于金属有机催化剂。在本文中，活性物质悬浮于液化气体中，然后填入载体的孔隙中，然后将液化气体气化。这样制备的催化剂，使活性物质均匀地沉积于载体的孔隙中。与催化剂制备领域的通常做法一样，这种情况下当然也需要测试所谓的流失性能，即确证在催化剂使用的反应温度下，活性物质是否仍存在于载体的孔隙中。

本发明的实质在于，使用粉末颗粒(它可以比先前的颗粒精细的多)在低粘度的液化气体中的悬浮液，并且在喷的过程中、喷前或喷后加热该悬浮液或至少加热液态气体部分，直至喷涂时有效热量或能量足以气化液化气体。这种方法提供了可流动、可喷涂的稳定粉末悬浮液，尤其是粉末涂料悬浮液，它非常适于贮存和输送并且可以喷涂成优质光泽的薄涂层。

以粉末涂料的方法为基础，以下通过实施例更加详细地说明本发明。当然也可以用这种方法制备其它涂敷品，如制备催化剂。该方法尤其应用于用平均粒径＜15μm(优选＜10μm)的粉末制备极薄涂层的涂料具有重要意义的所有领域。可以例举的例子是使用金属或粘合剂的涂敷、表面的涂布、合金制备、膜的涂敷(抗静电涂装)、陶瓷的涂敷和构体、纤维或非织布的涂敷等领域。

粉末涂料悬浮液的制备可以在绝热良好的供应容器或搅拌容器中进行，为了保持良好的绝热，容器最好配有磁性驱动的搅拌器以用于重复悬浮。加工时随着液面的降低，为了保持涂料喷嘴的进气压力(如0.5MPa)，搅拌容器不仅装备加热装置而且安装备冷却装置。两个装置均与调整装置连接。

该粉末涂料以本质上已知的方法进行处理，其中，供应容器或搅拌容器或直接、或通过绝热良好的密封循环管道与一个或多个喷枪连接，对于后一种情况(管道连接)，可以通过循环泵输送悬浮液。

例如，用本质上已知的方法连接于搅拌容器或密封循环管道上的是用于喷雾悬浮液的双流或多流喷嘴。例如先有技术的车身流体涂布，使用约20个喷嘴。如每个车身的涂布时间为1分钟，则一个喷嘴必需的粉末涂料通过速度为100g/min。粉末涂料的密度为1500kg/m³时，则粉末涂料的体积流量为Vp=0.067升/min。根据实践，固体含量为25％(体积)的悬浮液很容易通过。只要不低于特定的最小输送速度，就可以防止平均粒度为5μm的粉末涂料中固体沉淀。因此，每个喷雾器喷嘴处理的悬浮液体积流量为： $\stackrel{*}{V}\mathrm{sus}=\frac{0.067\×60}{0.25}=16l/h.$

使用用于喷涂的商用双流喷嘴可以很容易地达到上述喷雾能力。因而不需要特殊的双流喷枪。喷嘴的进气压力约为0.4MPa(液体和气体的进气压力都是0.4MPa)时，水喷雾的雾滴粒度可以达到30μm。与水相比，在其沸点附近的惰性气体、特别是氮气的粘度和表面张力要小的多，因而可以达到更小的粒度。具有上述操作指数的双流喷嘴为了喷雾体积流量V_sus=16升/h的悬浮液，需要的气体流速为V_g=170升/min。如果涂料加工采用0.4MPa的干燥热气，那么可以根据动力站工程已知的注射冷却原理操作双流喷嘴，即使用加热的喷雾气体操作双流喷嘴，以使提供的热量足以实际上使含有固体的液氮雾滴瞬间气化。

为了气化液氮(-196℃)并将其加热至环境温度(25℃)，每个喷嘴要求的供热量为1.2KW。可以通过将喷雾需要的气体预热至约150℃以提供该热量。这样，离开喷嘴的粉末涂料/气流的温度为25℃。根据粉末涂料/气流需要的温度，喷雾用气体也可以加热至其它温度。然而，每种情况下的关键因素是用气体带入的热量，它不仅决定于喷雾气体的温度，而且还决定于相应的气体量。每种情况下，有利的气体温度和气体量也决定于相应的粉末涂料，并且可以根据几个常规实验确定。

然而，另外用冷却的、而不是加热的喷雾气体操作的双流喷嘴也有益处，特别是处理的粉末在环境温度下具有反应活性时。因而，也可以不只是用加热的喷雾气体提供气化液氮并将其加热至室温所需的热量。当然也可以用其它方法如辐射加热全部和部分提供该热量。

在实施本发明的方法时还应当确保不能达到环境的露点，以避免形成晶体冰。这可以通过适宜地加热(如如上所述的加热至25℃)达到。然而，本发明的涂布方法优选在干燥大气(即大气湿度尽可能低的大气)中实施。当用液氮中的粉末悬浮液操作时，粉末的涂布最好在氮气环境中操作(尤其是在密封的系统中)。

本发明的粉末涂料悬浮液不仅可以用上述的商用双流喷嘴涂布，而且还可以使用商用的无气喷嘴涂布。在这种情况下，与采用双流喷嘴且使用冷却的喷雾气时一样，应当通过相应的装置，确保液氮气化并将其加热至环境温度。这种情况下需要的热量可以用如辐射加热、喷嘴外的热气流等方法提供。

粉末涂料密度约为1500g/m³和粉末/液氮悬浮液的固体含量为25％(体积)时，每千克的粉末涂料要使用2升液氮。大量购买时，液氮价格为0.5DM(德国马克)/升，因而本涂布方法的额外花费为每千克粉末涂料1.00DM，其原料价格比价格约为8.00DM/kg的粉末涂料提高了约13％。

本发明粉末涂层的形成方法可以使用已知的和新的组分。工艺过程可分为三个子步骤：涂料制备，涂料贮存和运输，涂料涂布。

本发明的粉末涂料基于已知的粉末涂料颗粒(其平均粒度为，例如约40-50μm)制备。然而也可以使用平均粒度大得多的粉末涂料制备。该粉末从供应容器计量进入混合容器中，然后悬浮于液态气体中，优选在液氮中。如前所述，平均粒度为50μm的粉末涂料颗粒可以毫无困难地分散于液氮中。平均粒度约为50μm的涂料粉末这样与液氮在混合器中混合以得到悬浮液，然后精细研磨至希望的粒度。然而，如上所述，也可以悬浮粒度大得多的粉末涂料，然后研磨至希望的粒度。

由于液氮在它的沸点(-196℃)附近，其粘度值8.9×10^-5Ns/m²(比较水的粘度1×10^-3Ns/m²)非常低。使用搅拌球磨机(例如得自Draiswerke或Netzsch公司)精细研磨时，悬浮液的粘度不应超过10Pas。由于液氮的粘度小，因而可以使用浓度比较大的悬浮液。研磨直至平均粒度低于15μm，优选为5-10μm。经过这样研磨、含有平均粒度低于15μm、优选5μm-10μm的颗粒的悬浮液和液氮然后分流进入绝热良好的输送容器中，根据涂料涂布者的要求，该容器同时也是悬浮液的贮存或重新分散的搅拌容器，并且粉末涂料悬浮液可以在该容器中毫无问题地贮存。

另外，也可以使用相应的研磨设备，如果需要的话，同时使用适当的分选和筛选装置，首先调整粉末涂料的粒度(粒度分布)至要求的数值，来制备粉末涂料。例如，为了制备平均粒度小的(＜15μm)粉末涂料，可以使用Alpine,Augsburg公司的流化床喷气磨(fluidized-bedjet mills,AFG)，如果需要的话，同时使用Alpine,Augsburg公司的Turboplex超精细分选机。然后使用合适的混合或分散设备，将这些具有要求的粒度分布的粉末涂料悬浮于液态气体中，优选在液氮中。

本文中，例如，可将粘合剂和固化剂分开研磨，得到的精细颗粒直接悬浮于液态气体、尤其是液氮中，这样比较有利，无需挤出步骤就可以制备粉末涂料。

由于液态气体中精细研磨颗粒的悬浮液可以使用简单的混合或分散设备进行处理，根据具体的消费者的需要，甚至可以在涂布以前才制备粉末涂料悬浮液。一方面，由于这种改进可以将粉末涂料配制成二元物系，所以可以使用活性物系。另一方面，这种改进提供了相当大的改进范围，例如，由于适当的精细研磨的颜料可以在制备悬浮液过程中就地加入粉末涂料中，可以考虑不同的色彩。也可以适当地加入添加剂调整粉末涂料的许多涂布性能。由于不需挤出切粒使这些添加剂均匀合并，实际上可以使用“拼装原理”制备粉末涂料。这意味着每个消费者可以制备最适合他们的目的的粉末涂料，这是因为各个组分(粘合剂、固化剂、颜料、添加剂等)可以以精细研磨的形式供应并在液态气体的悬浮液中就地加工成粉末涂料。在这种情况下，也可以比较经济地制备较少量的特种粉末涂料。另外，本发明的方法还可以将液体组分(固化剂、添加剂等)毫无困难地并入粉末涂料中。

另外，由于液态气体(特别是在其沸点附近的液体气体)的低粘度(和低表面张力)使粉末涂料很容易悬浮，所以实际上也可以在喷嘴里制备悬浮液。对于无气涂布，可以用商用的双流喷嘴实施。如果使用喷雾气体操作，相应地使用同样已知的商用三流喷嘴实施该方法。

然而，根据物系的不同，在某些情况下，不是根据特定的消费者的要求，而必须在粉末涂料组分制成以后，直接制备粉末涂料悬浮液。在绝热运输容器中的新型粉末涂料悬浮液可以方便地贮存和运输，涂料涂布者也可以将该容器作供料容器和搅拌容器。的确，使用这样的贮存和运输方式同时解决了先前处理粉末涂料时的困难。

粉末涂料含有活性组分，它在环境温度下长期贮存时，容易老化。然而，由于粉末涂料悬浮液具有的低温(约-196℃)，不会发生这种反应。因此，甚至可以配制含有在室温(约25℃)下直接反应的组分的粉末涂料，如基于含羟基粘合剂和含游离的异氰酸酯基活泼交联剂的粉末涂料。也可以向粉末涂料中加入敏感成分如铝青铜，而不会有任何困难且不需昂贵的保护措施。通过这种方法，粉末涂料技术扩展至迄今还不能使用的其它粘合剂/固化剂物系。

另外，已知的粉末涂料在长期运输、特别是用船运输时固化，这样，实际上不可能使它们重新分散。使用本文提出的粉末涂料的制备和贮存方法，理论上可以由一个涂料生产厂供应世界范围的涂料涂布者。既然可以为非常大的贮量的气体如液化天然气建立冷藏链，同时，例如利用设计合理的绝热运输容器，如已知的绝热容器，也可以制备很少量的粉末涂料悬浮液。

最后，本发明的方法也使具有大大降低了玻璃化转变温度Tg的粉末涂料的使用成为可能。事实上，已知的粉末涂料为保持长期流动性，粉末涂料的Tg通常必须＞40℃。相反，粉末涂料保持在液氮中贮存和运输时，还可以使用具有很低的Tg值、如Tg＜0℃的粉末涂料。这就开辟了粉末涂料应用的新领域。另外，也可以用这种方法改进粉末涂料的性能以适于特殊应用。例如，可以大大改进降低了Tg的粉末涂料的流平性，这对用于汽车面漆涂装领域的粉末涂料具有重要意义。也可以用这种方法配制性能大大改进的抗石头凿(Stone chip-resistant)涂料。

根据使用液化气体具有的上述优点，因此，例如也可以基于下列化学组分配制粉末涂料：

a)含活泼氢原子的粘合剂(如含有OH、NH和SH基的化合物)与含有游离异氰酸酯基的化合物的组合，

b)含有羧基或胺基的化合物与含有环氧基的化合物的组合，

c)碳化二亚胺物系与如含有羧基或胺基的化合物的组合，

d)含有胺基的化合物与含有碳酸酯基的化合物的组合，

e)根据麦克尔加成(Michael Addition)原理固化的物系，例如含有活化的双键的化合物与含有活泼氢的化合物的组合，

f)含有活泼H原子的粘合剂与酸酐物系的组合，

g)湿分固化物系和

h)已经通用的粉末涂料物系。

最后，本发明的制备粉末涂料的方法还有其它优点，即制备平均粒度小的粉末涂料时，不必将细粉(即粒径＜10μm的粉末涂料颗粒)分离出去。

根据本发明制备的粉末涂料适于很多基料的涂布例如金属、塑料、木材、玻璃等等。优选涂于金属器件，尤其是大表面积的薄壁金属器件，特别是车身。

粉末涂料优选用静电辅助的方法涂料。一般情况下，在粉末出料口附近、喷枪的尖端或锐边采用直流高压使粉末涂料颗粒带上静电荷。然而，除了这种方法以外，也可以直到粉末涂料颗粒经过喷嘴以后才使其带上静电荷。

实验例

附图1是本发明实施方案的仪器装配图。

图中：

1．悬浮液的圆筒形供应容器(体积：0.7升)。

2．装满液氮以冷却供应容器的绝热杜瓦容器(Dewar vessel)

3．电磁搅拌机

4．漏斗

5．进料阀

6．绝热进料管

7．氮气供应

8．双流喷嘴

9．预热喷雾气体

10．激发静电装置

11．接地金属板

12．制备悬浮液的烧杯

在烧杯(12)中加入1份粒度分布小于20μm的清漆粉末和3份液氮，制备悬浮液。打开进料阀(5)，用漏斗(4)将悬浮液注入供应容器(1)中。加料完成后关闭进料阀。

供应容器(1)中的悬浮液必须用电磁搅拌器以低速(一般60rpm)永久搅拌，以防止粉末沉降。供应容器(1)置于装于杜瓦容器(2)中的液氮中，环境与装置之间的热传递只气化杜瓦容器(2)中的液氮而不气化悬浮液中的液氮，因此，悬浮液中粉末涂料的浓度不变。通过氮气供应(7)提高悬浮液容器中的压力。压力为0.2MPa时，容器(1)中的悬浮液通过绝热进料管(6)输入双流喷嘴(8)中。用预热气体(9)(至多达150℃)在喷嘴中将悬浮液喷雾并将液氮气化。

类似于通常的粉末涂料涂布技术，在双流喷嘴上放置放电针(corona-needle)。采用100KV高压放电使粉末颗粒带上负电荷。带电颗粒沉积在接地金属板上。喷溅物用真空吸尘器吸去。

变化喷涂时间，使用该装置可以涂布10μm至70μm厚的涂层。

Claims (19)

1．形成粉末涂层的方法，其中，喷涂粉末颗粒的悬浮液，并使喷射流直接喷于待涂布的基体上，其特征是：

1)使用粉末颗粒在液化气体中的悬浮液，该气体已在不超过2MPa的压力下液化，和

2)在悬浮液喷涂以前、过程中或以后使液态气体气化。

2．根据权利要求1的方法，其特征是用于粉末颗粒悬浮液的液化气体是在不超过1MPa的压力下液化的。

3．根据权利要求1的方法，其特征是在超大气压喷涂以前，间接加热悬浮液。

4．根据权利要求1的方法，其特征是，通过辐射加热和/或通过喷涂时悬浮液与加热的气流混合使液态气体雾滴气化。

5．根据权利要求4的方法，其特征是在双流喷嘴里使悬浮液与加热的气流混合。

6．根据权利要求4的方法，其特征是，用双流喷嘴喷涂悬浮液，并且气流的温度只略高于悬浮液的温度而用另一个加热气流气化液态气体雾滴。

7．根据权利要求5或6的方法，其特征是，通过控制加热或冷却绝热悬浮液供应容器调节双流喷嘴的悬浮液进气压力，该供应容器为双流喷嘴提供悬浮液。

8．根据权利要求1的方法，其特征是，贮存和粉末生产者与涂布者之间的运输在绝热运输容器中进行，该运输容器含有用于随后喷涂、包括液化气体和粉末颗粒的粉末悬浮液。

9．根据权利要求1的方法，其特征是，在实际喷口中制备粉末颗粒在液化气体中的悬浮液，并且a)间接气化和/或b)用辐射加热直接气化和，如果需要的话，c)喷涂时将喷口里的悬浮液与冷却的气流混合而气化和/或d)喷出后用热气流气化液态气体雾滴。

10．根据权利要求1的方法，其特征是，粉末颗粒的平均粒度不超过15μm。

11．根据权利要求10的方法，其特征是，粉末颗粒的平均粒度不超过10μm，最大粒度不超过20μm。

12．根据权利要求1的方法，其特征是，液化气体的粘度＜5×10^-4Ns/m²。

13．根据权利要求1的方法，其特征是，所述粉末颗粒是粉末涂料颗粒。

14．根据权利要求13的方法，其特征是将带静电荷的粉末涂料颗粒直接涂于接地的金属器件上。

15．根据权利要求1的方法，其特征是，所述粉末颗粒是催化活性物质。

16．根据权利要求1的方法，其特征是，使用一种可由下述方法制备的粉末悬浮液：通过湿磨，将较粗颗粒的粉末精细研磨至平均粒度不超过15μm，其中的液体介质是随后要喷涂的悬浮液中的液化气体。

17．根据权利要求1的方法，其特征是，使用一种可由下述方法制备的粉末悬浮液：首先调整粉末至要求的粒度，随后将粉末悬浮于液态气体中。

18．根据权利要求1的方法，其特征是，使用一种可由下述方法制备的粉末悬浮液：其中使用在室温下具有反应活性的组分。

19．根据权利要求13或14的方法，其特征是，它使用含有以下成分的粉末悬浮液：

a)含有活泼H原子的粘合剂与含有游离的异氰酸酯基或酸酐基的化合物的组合，

b)含有羧基或胺基的化合物与含有环氧基或碳化二亚胺基的化合物的组合，

c)含有胺基的化合物与含有碳酸酯基的化合物的组合，

d)根据麦克尔加成(Michael Addition)原理固化的物系，或

e)湿分固化物系。