CN1668677A - 加入超细粉体中的流化添加剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可用于提高细粉流动性能的流化添加剂。这种粉体流化添加剂的尺寸小于细粉、平均表观颗粒密度小于细粉的平均表观颗粒密度。添加剂颗粒能起到分隔细粉和降低颗粒间作用力，从而提高细粉流动性能的作用。可以加入流化添加剂的粉体配方可以是包括涂料喷涂粉体或药物粉体组成的任何粉体配方。

Description

加入超细粉体中的流化添加剂
技术领域
本发明涉及一种加入超细粉体中的流化添加剂，更具体地说，涉及一种混入超细涂料粉体中的流化添加剂。
背景技术
尺寸为亚微米至几毫米的颗粒材料在容器或圆柱罐中被向上流动的空气悬浮起来时会形成气固悬浮物，发生流化现象，这通常被称为流化床。因为由固体颗粒和流动的气体形成的气固悬浮物的性能类似于流体，所以称为“流化床”。形成有气固悬浮物的流化床被特定地称作气固流化床。气固流化床可以在多种流化状态下操作：散式流态化、鼓泡、节涌和湍动流化状态(统称为传统流化床)以及快速流化和气动输送等流化状态(统称为高速流化床)。当流化速度低于某一特定速度时，流化床不能流化，这一速度被称为最小流化速度。
流化床的主要特性包括：颗粒操作处理便宜、气体和固体间的接触优异、气体和固体之间以及气固悬浮物与容器壁之间的优异的传热和传质、与良好的气固混合，等等。这些以及其它有用的特性使流化床广泛的应用于颗粒操作处理和相关领域中。在流化床中“颗粒操作处理便宜”是因为流化床中形成了均匀的固体悬浮物，而且气固悬浮物中的颗粒可以相对自由地运动。
根据Geldart的分类方法(Geldart，″The Effect of Particle Size andSize Distribution on the Behavior of Gas Fluidized Beds″，PowderTechnology，Volume 6，210，1972 and Geldart，″Types of GasFluidization″，Powder Technology，Volume 7，285，1973)，气固流化床中的粉体可被划分为四类。由大颗粒组成的B类和D类粉体通常会在流化时形成大气泡。流化A类粉体时，在气泡出现前，床层会经历显著的膨胀。A类和B类粉体都能被很好的流化。C类粉体由非常细小的颗粒组成，而这些细小颗粒间的颗粒间作用力会显著地影响流化行为，因此，流化这种粉体十分困难。典型的现象是，颗粒间作用力随着颗粒尺寸的减小而显著增大，强烈的颗粒间作用力使颗粒具有粘性，而导致细颗粒的聚团。一般C类粉体由平均尺寸小于25-35微米的颗粒组成，但如果颗粒尺寸大于上述标准而粘性非常高，仍然可以被划为C类粉体。由于颗粒间强作用力，C类粉体或者非常难以被流化(具有沟流现象和/或流化极差)，或者主要以较大的团块的形式流化，而这种团块并非单独的颗粒而是一种假颗粒。不论哪一种情况，要达到以单个颗粒形式的均匀流化很困难，因此，对C类粉体进行操作处理非常困难。C类粉体还易于黏结在流化床中的某些位置上(例如气体分布器上方、排气出口处及其内构件周围)，还可能会粘着在流化床的内壁或顶板上，颗粒输送线以及颗粒处理设备中。
在许多工艺过程中需要对C类粉体进行操作处理，为了提高C类粉体的流动性能，人们采用了不同的措施来帮助流化和输送这些C类粉体。这些措施通常被称为流化辅助手段，其中包括：机械搅动，机械、声波或超声波振动，添加大得多的颗粒来提供额外的搅动，使流化气体产生脉冲等等。对于一种给定的C类粉体而言，某些辅助手段会比其它的辅助手段更有效，但是随着粉体变小，几乎所有的辅助手段的有效性都会降低，以至失效。本文在此所使用的术语“流化性能”、“流动性能”、“可处理性能”和“可输送性能”指的是相同的概念，即使颗粒更好地流动因而能够更容易地进行操作处理和输送的能力；″流化辅助手段”、“流动辅助手段″和“输送辅助手段”指的是为提高细粉流化性能和可操作处理性能所采用针对流化床和/或颗粒的额外方法或手段。
提高流化性能的另一种方法是向粉体中加入一些氧化硅或氧化铝颗粒(添加剂)。例如，通常认为加入少量的非常细小的氧化硅颗粒可以提高C类粉体的流化性能。然而，另一方面，加入其它细颗粒却不能帮助流化细粉。因此，尽管有人推测认为添加剂起的是“润滑剂”的作用，但是，其机理并不清楚。本文在此所使用的术语“润滑剂”、“润滑介质”和“添加剂”都是指用于提高细粉流化性能而加入其中的固体添加剂。
对粉末喷涂而言，使细粉处于良好流化状态和输送状态是十分重要的。粉末喷涂是一种优于传统液体喷涂的过程。传统的喷涂技术，通常叫做“湿法喷涂”。具体方法是：将固体涂料首先溶解于或者悬浮于溶剂中；然后，把该种溶剂喷到部件表面需要喷涂的部分；当溶剂蒸发到大气中后，因为涂料成分在湿料层发生聚合反应或者其它反应，涂料外表发生固化。由于涂料和溶剂都不可回收，所以任何过喷的涂料和溶剂都会被浪费掉。又因为大部分的溶剂都是有机化合物，他们会导致严重的环境问题。而越来越多对环境的关注和在此方面的立法促进了另一种喷涂方式的发展——“粉末喷涂工艺”。
不同于传统的湿法喷涂技术的是，粉末喷涂工艺采用气体把涂料粉末直接输送到需要喷涂的部件表面，并利用静电将涂料粉体“吸”在部件表面，然后把喷涂部件放进一个固化烤炉，通过发生一系列的化学反应，涂料粉体在其中熔化、固化。大部分未喷到部件上的涂料粉体是可以回收的。粉末喷涂因为不使用任何有机或者无机溶剂并且可以重新使用过喷的涂料，所以是一种利于环保的技术。
如图1所示：典型的粉末喷涂生产线包括一个清洗房、一个预烘干机、一个涂料喷房，一个固化烤炉和一个零件装卸区。首先把需要喷涂的零件装上运输线，零件随后被清洗去除污垢、泥土和油渍，在预烘干机中除去多余的水分使之适于粉末喷涂。用气体(通常为空气)把储存在粉体仓中的涂料粉体流化并气力输送到喷枪(离子静电枪或摩擦静电枪)中，由喷枪把这些涂料粉体喷到需要喷涂的零件表面。因为零件接地，并且粉体在到达喷涂表面前被充电，所以粉体会被吸引到需要喷涂的表面。当喷涂表面堆积了所需厚度的粉体层后，零件被输送到固化烘房，在烘房中，涂料熔化并固化。这项工艺被广泛的运用，但是众所周知，利用现有工艺和设备只能使用相对较为粗大的粉体(通常平均尺寸均大于30-35微米)。
时至今日，试图应用细粉进行粉末喷涂会导致严重的粉体流化不平稳，粉体输送和喷涂不均匀(例如，粉体在喷嘴出口处形成间歇的不连贯喷射)，喷涂表面不均匀和其它不理想的结果。细粉流化和气力输送困难主要是由于细粉的流动性能极差。通常，当粉体的平均尺寸小于20-30微米时，颗粒间的距离非常小以至于颗粒间的范德华力和其他作用力占主导地位，这时，粉体变得非常粘。大量的颗粒互相粘附，导致聚团和/或形成块状物，这样，用空气来流化颗粒床(或者粉体储料仓)就变得非常困难。例如，在粉体储料仓中出现流化不均匀和/或不稳定，或者产生沟流现象，这些将导致粉末喷涂系统比如喷枪的粉体供应不稳定(以至在大多数情况下，不能供应粉体)。
另外，当通过输送软管把细粉从储料仓中输送到喷枪中时，细粉还易于附着在软管内表面并形成堆积，从而导致噎塞及非连续喷射。在转角或是其它颗粒流动方向变化的位置，通常有硬化的细粉堆积。在粉末喷涂工业中，这被称为冲击固化。喷涂到零件表面的涂料粉体同样也呈现出非均匀堆积而非预想的平滑覆盖。这样将会导致在粉体固化后形成一种不平整的涂层。因而，流化和输送差以及不规整的涂层使得细粉涂料喷涂被认为是不可实现的。
因此，现有的粉末喷涂无法提供和″湿法喷涂″相媲美的涂层质量，也就阻碍了这种技术的进一步发展。Bok等(美国专利5,171,613号)提到，粉末喷涂通常表现出这样的特点：极差的漆膜均匀性与表面清晰度、极低的表面光泽、或者良好表面光泽但伴有桔皮皱纹现象，而且，即使是如此差的性质，也还需要形成过厚的漆膜才能实现。另一方面，由于颗粒尺寸过大，要得到薄膜也非常困难。当今，由于粉末喷涂的质量问题和过厚的漆膜，许多很重要的涂层仍然采用湿法喷涂，比如小汽车与卡车车身的色漆与清漆。
低质量的涂层表面(桔皮皱纹现象)和不必要的多余膜厚(通常在50微米以上)，主要是由现今粉末喷涂工业普遍采用的大尺寸颗粒造成的(颗粒的平均直径大于30-35微米)。
显而易见，使用平均直径低于20-30微米的细粉可以极大的提高粉末喷涂的质量，使之可以和湿法喷涂相媲美。同时，细粉也可以实现10至25微米或者更薄的薄膜喷涂。致使使用细粉不切实际的主要困难在于无法平稳的流化和气力输送细粉。因为这样的细粉通常为Geldart分类中的C类粉体，所以它们易于产生严重的聚团，使之很难操作与处理。因此，解决了这些问题也就去除了运用细粉喷涂的障碍，同时也就开辟了可以预期的粉末喷涂工业的具有充分前景的新市场。
美国专利5,635,548号讲到，细粉涂料可以通过干法混入至少两种不同的添加物来提高其流动性能。这些无机添加物为：氧化铝、氢氧化铝、氧化钙、二氧化硅、氧化锌、氧化锆、三氧化钼、氧化铈，三氧化钨和硅酸铝。据发明者称，最有效的添加剂是氧化铝、氢氧化铝、硅酸铝和二氧化硅。这些添加剂都是通过实验确定的，没有理论依据。以上所列的添加剂，大部分是陶瓷或者矿物质。
美国专利5,470,893号揭示了为实现不同目的而在粉末涂料中加入不同的添加剂。例如，加入能使颗粒结团的助剂或能使喷涂表面具有金属光泽的添加剂。
为了解决在粉末喷涂工业中以及其它工业领域遇到的这些问题，我们急需一种可以提高细粉流动性能方法，从而推动细粉在喷涂被类似领域的大规模应用。因此，如果能够找到一种能够提高超细粉体流动性能和输送性能的方法，而这种方法比现有的措施更有效、选择面更广，将会十分有用。
发明内容
本发明基于由本发明人最近发现的机理，即：由小于细粉平均尺寸的颗粒组成的添加剂如何提高细粉的流动性能。具体地说，本发明人发现把尺寸和平均表观密度均小于细粉的添加剂加入细粉中，可以提高细粉的流动性能。添加剂颗粒隔开了原细粉中的颗粒，从而减小了它们之间的范德华力和其它可能出现的颗粒间作用力。此外，这些添加剂颗粒还易于附着在原细粉颗粒的表面上，起到“滚轮”的作用。
一方面，本发明提出了一种可以提高粉体流动性能的方法，包括：将有效量的流化添加剂通过所述的干法混合和所述的粉体混合成为一种干混合物，所述粉体由颗粒尺寸和颗粒密度分别等于第一种平均等体积颗粒当量直径与第一种平均表观颗粒密度的第一种颗粒组成，所述的流化添加剂由所选的颗粒尺寸为小于所述第一种平均等体积颗粒直径的第二种平均等体积颗粒直径，密度为小于所述的第一种平均表观颗粒密度的第二种平均表观密度的第二种颗粒组成。
另一方面，本发明提供一种粉体配方，包括：第一种粉体由颗粒大小和密度分别是第一种平均等体积颗粒直径和第一种平均表观颗粒密度的颗粒组成；和第二种粉体由颗粒尺寸和密度分别是小于所述的第一种平均等体积颗粒直径的所述的第二种平均等体积颗粒尺寸和小于所述第一种平均表观颗粒密度的第二种平均表观颗粒密度的颗粒组成。
本发明的另外一方面，提供一件用一种粉体配方进行粉末喷涂的物件，这种粉体配方包括：一种涂料粉体由颗粒大小和密度分别是第一种平均等体积颗粒直径和第一种平均表观颗粒密度的第一种颗粒组成；和第二种粉体由颗粒直径大小和密度分别是小于所述的第一种平均等体积颗粒直径的第二种平均等体积颗粒尺寸和小于所述第一种平均表观颗粒密度的第二种平均表观颗粒密度的颗粒组成。
附图说明
通过下面结合附图对本发明所作的详细描述，本发明进一步的特征、目的和优点可以清楚地展现出来。
图1示出了粉末喷涂生产线的结构图；
图2为多孔型、分支型和框架型颗粒的颗粒表观体积定义的示意图；
图3显示了用普通大小的聚酯粉体(35微米)喷涂的样品板上的表面性能(X轴的单位是微米，Y轴的单位是千埃)。该聚脂粉体不含任何流化添加剂，其组分在示例2中列出。表面性能来源于Dektak3ST表面曲线仪(又称台阶仪)。
图4示出了另一种喷涂的样品板上的表面性能(X轴的单位是微米，Y轴的单位是千埃)。所述的粉体与图3所述相同，但为超细粉(13微米)，并加入了添加剂。聚酯的组分同样在示例2中详细列出。
发明详述
本发明提出了一种利用粉体添加剂提高粉体尤其是Geldart C类粉体的流动性能、流化性能和输送性能的方法。本发明于此揭示了更多的可供选择的、可以增加颗粒流动性的固体粉体添加剂的范围，这些添加剂大大超过了迄今为止人们所了解的适用的添加剂的范围。本发明同样提供了如何根据已经发现的相关理论，寻找和/或制作最为有效的添加剂的总指导方针。尤其是，本发明提供了有效的固体添加剂，这些添加剂可以促进细粉涂料(小于20-30微米)的流动，使利用细粉涂料进行粉末喷涂成为可能。细粉喷涂能够达到极高质量的涂层和/或薄膜喷涂，而较为粗大的颗粒(大于30-35微米)却无法达到。本发明的另一个显著方面，提供了一种用以提高超细药粉(范围是0.1至10微米)的流化性能的有效的技术，这种技术可以提高药物分配和输送的精确性和有效性，因此可以应用于肺部给药。在另一个显著方面，本发明为选择性激光烧结工艺提供了一种提高操作处理C类超细粉体的方法，由此方法所得到产品的表面更为光滑，结构更为坚固。
应该注意的是，C类粉体同样也被称为超细粉，另一方面，细粉通常被用来指A类粉体。偶尔，B类和D类粉体也会被称为细粉。在下面的叙述中，术语“超细粉”和“细粉”主要是指Geldart C类粉体/颗粒。然而，对于娴熟的专业人员来说，本发明显而易见同样也可以运用于A类、B类和D类粉体。
定义
颗粒有许多不同的物理性质，包括颗粒尺寸(直径)、密度和形状。同样，对应于这些物理性质，也存在许多不同的定义。例如，对于非球形颗粒，有等体积颗粒当量直径的定义，等表面积颗粒当量直径和等比表面积颗粒当量直径的定义。粉体包含许多不同尺寸的颗粒，这样的话，就还存在不同的平均颗粒尺寸(直径)的定义，包括平均等体积颗粒当量直径，平均等表面积颗粒当量直径和平均等比表面积颗粒当量直径(后者也被称为Sauter平均颗粒直径)。
在这份说明书里，我们采用等体积颗粒当量直径表示颗粒直径，定义为与所指颗粒体积相等的球形颗粒的直径。如图2a中虚线所示，颗粒体积定义为包含在该颗粒外边界内的体积，包括在颗粒外围边界内的小孔的体积。外围边界如图2a、2b和2c中虚线所示。对于高度分叉和具有框架的颗粒，颗粒体积也包括用最短距连接起来的支叉和框架的外部尖端所包围的空间。如图2a，2b和2c所示，这种体积被称为表观体积。因此，如果颗粒体积是V，颗粒等体积直径是dp，它们间的关系可以表示为：dp＝(6V/π)1/3。
如果是一组颗粒，我们选用平均等体积颗粒当量直径来表示颗粒的平均尺寸。平均等体积当量直径定义为体积等于所有颗粒的平均体积的球形颗粒的直径。用所有颗粒的体积和除以颗粒数量就可以得到平均体积，即，如果有n个颗粒，每个颗粒的颗粒等体积直径可分别表示为dpi，那么平均等体积颗粒直径， dp，可以通过下面公式计算得到：
d ‾ p = Σ i = 1 n d pi 3 / n 3
许多商用颗粒尺寸测量仪器都可以用来测量颗粒大小，例如MalvernMatersizer尺寸测量仪，能够直接输出测量的样品颗粒的平均等体积直径大小。本文中的平均颗粒尺寸或直径指的是平均等体积颗粒直径，定义为体积等于所有颗粒的平均体积的球形颗粒的直径，而每一颗粒的体积定义为在颗粒外边界内的体积，包括在颗粒外边界内的小孔的体积和所有空隙的体积。
颗粒密度同样也有一些不同的定义，例如堆积密度、真(或骨架)密度和表观(假)密度。真(骨架)颗粒密度定义为颗粒材料的密度。颗粒堆积密度定义为颗粒堆积体的密度，这里所指的颗粒堆积体积包括颗粒本身的体积和颗粒群体外边界内颗粒间的空隙。表观(假)密度则定义为颗粒作为整体的平均密度，包括单个颗粒外边界内颗粒中的所有孔隙和空间。在本文中，单个颗粒的表观颗粒密度定义为颗粒的总质量和总的颗粒表观体积的比值，如图2a所示，表观体积包括所有内孔和表面的空穴。如果是高度分支型和框架型的颗粒，表观体积也包括用最短距连接支叉或框架上的外围点突所包围的空间。如图2b和2c所示，即：表观体积包括支叉所包围的空穴，并且框架被认为是颗粒体积的一部分。如果是一组颗粒，平均表观密度定义为所有颗粒的表观密度的平均值。
本发明是基于发明人最近发现的外加的极细的颗粒如何及为什么能提高流化性能的机理提出的，进而提出了关于如何确定或制作用于提高多种粉体流化性能的添加剂的普遍指导方法。这些粉体可以是有机的，也可以是无机的。本文用以下的理论解释添加剂如何提高流化性能的机理，但决非有意将本发明限定于任何理论假设之中。J.Visser(Powder Technology.，Vol 58，1989，pages 1-10)建议用下面的公式估算两个半径同为R的球形颗粒间的相互作用之范德华力Fss：
F ss = AR 12 H 2
其中，A是由材料性质决定的Hamaker系数，H是间隔距离，等于或者大于两颗粒间最小距离(微米级的球形颗粒之间的距离为纳米数量级)，其值取决于表面粗糙度。下面通过一个非限制性的例子来解释。假定有两个相同的颗粒，直径同为10微米，并紧密接触，相隔距离为H1＝100nm；把一个直径为2微米的添加剂颗粒放在这两个10微米的颗粒之间，如果忽略该添加剂颗粒和两个10微米颗粒间的范德华力，加入添加剂后，颗粒间作用力的减少可以通过参数N来表示，
N = F ss 2 F ss 1 = ( H 1 H 2 ) 2 = ( 100 2000 ) 2 = 1 400
于是，当添加剂颗粒是多孔或中空时，抑或是低密度时(颗粒变轻)，颗粒间的相互作用力就有可能被极大的减小，这是由于事实上添加剂颗粒与两个原有颗粒间附加的相互作用力不能大到足以来维持强相互作用力。相反，如果添加剂颗粒的表观密度与原有两个颗粒的表观密度相比基本相当，或较之更大，添加剂与原有的两个颗粒间的附加相互作用力将会很强，导致整体上颗粒间相互作用力下降不明显。以上分析可作如下理解，它只是为了部分阐述发明人的发现以及由此引入的发明，但决非为添加剂颗粒的尺寸或本发明所论及的加入添加剂的粉体颗粒的尺寸设定一个界限。
因此，一种提高细粉的流动特性的有效方法是通过干法混入一种或多种更为细小的粉体(流动辅助或者“润滑介质”)以降低范德华力和其它颗粒间作用力。添加剂粉体的平均尺寸都显著小于那些被加入添加剂的细粉的颗粒尺寸，至少小于一半或更小。细粉和添加剂紧密的干法混合增加了细粉颗粒间的距离，于是导致颗粒间作用力显著的降低。较之细粉更为细小的添加剂颗粒的另一个功能是它们在细粉颗粒间起着“滚轮”作用，从而减小了颗粒间的摩擦。
其它如颗粒间液桥的破坏、表面电荷的损耗或添加剂造成的键饱和等机理可能也有助于颗粒间作用力的减小。因此，即使是非常少的添加剂也可能极大的提高细粉的流动性能。本发明人的研究发现添加剂颗粒的颗粒表观密度或是表观比重(定义为颗粒表观密度和水密度的比值)应当比细粉颗粒的表观颗粒密度至少低10％，最好低更多。因此，多孔或分支型的添加剂颗粒的效果很好，这与它们的表观比重或是颗粒表观密度远低于细粉颗粒的情况是一致的
从最大范围内来说，本发明适用于平均表观颗粒密度在100kg/m3至13,000kg/m3、平均等体积当量直径在0.1微米至10毫米范围内的流化粉体。该流化粉体应利用干法混入添加剂颗粒。添加剂颗粒的平均表观密度应在10kg/m3至8,000kg/m3之间，并总小于流化粉体的平均表观密度；添加剂的平均体积当量直径应在0.005微米至1,000微米以内，也总小于流化粉体的平均体积当量直径。
对于喷涂细粉来说，通常当仅加入某一种添加剂颗粒时，添加剂在混合物中的重量比最好不少于0.1％，但也不要大于5％。大于0.1％便可以确保“润滑作用”，而小于5％可以避免喷涂表面出现瑕疵。细粉涂料的平均表观密度最好是在大约1000kg/m3至7,000kg/m3的范围内，而添加剂颗粒的平均表观密度最好是在100kg/m3至2,000kg/m3范围内，但一定要保证添加剂的平均表观密度小于流化粉体的平均表观密度。同样，涂料粉体颗粒的平均等体积直径最好在0.5微米至1.0毫米范围内；添加剂颗粒平均等体积直径最好在0.01微米至100微米之间。而且也要保证添加剂颗粒的平均等体积直径总小于流化粉体的。
本发明包括了无机添加剂和有机添加剂。
无机添加剂
许多无机化合物可以被容易地制成多孔或支叉结构，从而表现出以上提及的所期望的低表观密度特性。在制备过程中，先把待加工的添加剂磨成远小于要加入添加剂的细粉的尺寸大小。然后，和细粉进行完全地干法混合。本发明人所发现的一些商用无机物，可依据本发明用作流化添加剂，其中部分示例及它们用作添加剂时产生的一些效果被列于表1中。
所示中效果较好的示例无机物包括：沸石、珍珠岩、蛭石、云母、气相法二氧化钛、石墨、碳黑、氧化镁和氮化硼。所有这些化合物作为细粉的流化辅助(“润滑剂”)都获得了很好的效果。每种化合物都可以单独用作添加剂或者与其它化合物一起使用。添加剂在混合物中所占的最优重量比变化很大，比如，可以在的0.1％至20％之间变化，这取决于被添加的或者“被润滑的”细粉种类，以及哪一种化合物被用作添加剂与细粉干混。
出于比较的目的，除了已知的添加剂，气相法二氧化硅和气相法氧化铝也被列在表1中的最后两行。这两种添加剂是按照同样的程序进行制备和与涂料粉体进行干混的。从例1中可以看出，当把这些无机添加剂磨至远小于细粉的尺寸，并和细粉完全的干法混合后，所有这些无机添加剂都不同程度的提高了细粉的流化性能、气力运输性能和可操作性。当粉体流化时，流化更容易发生、沟流现象减少或者是消除、床层膨胀更高等等这些现象都反映了以上所述的粉体性能的提高。同样，这些提高也反映在更小的安息角及颗粒筛选时流通率的提高等等。此外，表面喷涂质量的显著提高也显示了流化质量和粉体可操作性的提高。
当把细粉涂料和添加剂干混后，涂层表面质量同样得到显著提高，不同的添加剂提高的程度有所不同。对于细粉涂料，无机添加剂几乎对所有的色漆和大多数清漆都有很好的效果，而成本通常都很低。不难理解，当选择用于清漆的添加剂时，必须倍加小心。例如，二氧化钛和沸石都能导致白色不透明性，因此，在清漆中，如果选用这些材料作添加剂，那么在涂料配方中必须对其重量比加以限制。石墨或者碳黑是极为适合深色喷涂粉体的添加剂。
值得注意的是，二氧化钛有两种常见的晶体形式：锐钛型和金红石型。锐钛型二氧化钛对光敏感，所以当大量的锐钛型二氧化钛以添加剂的形式包含在涂料粉体中时，可能会导致涂料表面光感应分解的加速。当使用锐钛型二氧化钛作为添加剂时，为了防止出现这种现象，可以在干混前先在二氧化钛添加剂上喷涂一种或多种UV吸收剂、和/或光稳定剂和/或抗氧化剂，抑或只是将一种或多种UV吸收剂、和/或光稳定剂和/或抗氧化剂直接加入涂料粉体中。此领域中娴熟的专业人员将会知道可以采用的UV抑制剂的示例，其中的一部分已列在了表A中。
下面将会用以下的具有代表性的实例阐明本发明，但是这些实例决非用来限定本发明的范围。
                        例1
表1：用于测试的固体无机添加剂实例
添加剂 提高流化的能力 筛选通过的提高能力 避免堆积在软管和喷枪中的能力 喷涂表面质量 附加成本 平均等体积颗粒当量直径   平均表观颗粒密度
沸石     优     良     优     高   非常低     1-4   500-800
珍珠岩     优     良     优   非常高   非常低     0.5-5   500-800
蛭石     优     良     优   非常高   非常低     0.5-6   500-800
云母     良     良     良     高 非常低     0.5-5   500-800
纳米二氧化钛 优 优 优 非常高 高 0.01-0.05 ≈200-400
石墨或碳黑 优 优 优 高 低 0.1-2 ≈200-400
氮化硼     中     良     良   一般   非常高     0.5-4   500-800
氧化镁     良     良     良     高     低     0.5-5   500-800
气相法氧化铝 优 良 优 非常高 非常高 0.01-0.1 ≈100-300
气相法二氧化硅 优 良 优 差(引起麻点) 非常高 0.01-0.1 ≈100-300
设计新型添加剂
当然，本领域娴熟的专业人员在了解了添加剂的准则(即：添加剂展现它能改善粉体流动性能的特性)后，也可以寻找其它的添加剂，而不仅仅局限于以上所列出的商用无机化合物。比如，许多有机材料，由于它们较轻，所以同样也可以用于此种目的。此外，在获知了某种粉体的颗粒尺寸和密度的情况下，也可以为不同的具体应用来设计和制造适宜的添加剂，以提高它的流动性能。例如，取少量的将用于流化的粉体(或者少量的将用于流化的混合粉体中的一个或多个组分)，对它们进行加工，使之更小(例如通过碾磨)和更轻(例如通过膨胀或者其它的物理加工)。这些被加工过的部分，再用干法混合混入原有的未加工的粉体，就变成了可以辅助原有粉体流化、操作处理和输送的添加剂。
这种方法的另一个好处是粉体中没有加入异种材料。有时候，比如，如果某种涂料粉体或其它粉体可能发生反应时，并倾向于和已知的添加剂进行反应的时候，以及外来杂质必须避免的时候，这一点可能非常重要。对药粉进行加工时，杂质必须严格控制，这种方法就非常有用。对于上述第二种情况，我们可以取出少量的药粉(或者混合药粉的一种组分)，然后把它们加工成为更小更轻的添加剂，再干法混入原有的药粉，以此来提高药粉的流动性能。
比如，对于涂料粉体，碳黑是一种广泛用于大多数黑涂料和许多其它深色涂料粉体的颜料。可以在将颜料均匀分散在树脂、填料和其它必要的涂料组分的挤塑加工前，取出少量碳黑，通过加工(例如通过气流粉碎)，使这部分碳黑变得足够细小，使它们的尺寸符合流化添加剂的要求。在对涂料粉体进行了挤塑加工、碾磨和筛选后，将其干法混入即可。又因为商用碳黑颜料的颗粒表观密度远低于涂料粉体的密度，因而不用对碳黑的密度进行处理。上述加工过的那部分少量碳黑现在就成为了涂料粉体的有效的添加剂。
氧化钛一般用于白色和浅色涂料粉体，可以对它进行类似的加工处理。取出少量的氧化钛颜料把它加工成大小恰当的纳米氧化钛颗粒，再干混回已经加工完成的涂料粉体。这种情况下是通过一定的加工工艺使氧化钛变得更细小，并通过特定方法使原来颗粒表观密度非常高的氧化钛变得更轻。这样的话，颜料材料除了可以起颜料本来的作用外，还可以作为涂料粉体中的添加剂。也可以减少原来作为颜料加入的氧化钛的数量，购买大小合适的纳米氧化钛代替那部分取出的少量氧化钛，作为流动添加剂。本发明人的研究显示：使用碳黑和氧化钛作为添加剂和颜料组分，显著提高了粉体的流化/输送状况，最终的喷涂表面效果非常好。除了颜料外，许多种涂料填料也可以加工成为流动添加剂。对于那些颗粒表观密度小于成品粉体涂料产品的填料，尤为可能。因为只需通过简单的碾磨就可以减小它们的尺寸而完成产品的加工。例如，云母有时候被用作涂料填料，同时，当被碾磨得更小时又成为一种良好的流化添加剂。其它有着较高颗粒表观密度的填料则需要通过膨胀或者其它方法例如重新造粒或二次成形(支叉化等)加工过程来降低密度。同理，也可以把一些添加剂当作涂料填料。例如，本发明人找到了几种形式的沸石(低表观颗粒密度)，它们可被用作流化添加剂。测试发现，这种沸石也是合适的涂料粉体填料。例如，本发明人曾把商用沸石当作涂料填料，通过恰当的加工工艺减小尺寸和表观颗粒密度后，这种沸石就成为流化添加剂，并能产生高品质的喷涂效果。
本发明人预期其它可以作为有效的的流化添加剂的无机物包括金属和非金属氧化物例如氧化硼、氧化钙、氧化钪、二氧化钛、氧化钒、氧化铬、氧化镁、氧化铁、氧化钴、氧化镍、氧化铜和氧化钡。其它可供选择的无机物有：氯化物(如氯化钠和氯化钛)、硫化物(如硫化铁、硫化锌与硫化钙)、铬酸盐(如铬酸钠、铬酸钡与铬酸铜)、钛酸盐(如钛酸钡与钛酸铅)、以及硅酸盐(如硼硅酸盐、硅酸镁与硅酸锌)。也可供选的其它无机添加剂还有碳化物(如碳化硅、碳化钼与碳化钨)、硼化物(如硼化钼与硼化钨)、以及氮化物(如氮化钛、氮化锆与氮化硅)。金属氢氧化物如氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化锌、氢氧化镍、氢氧化铁和氢氧化铜也可以用作无机添加剂。
其它可供选的无机化合物还有硫酸盐(如硫酸钡、硫酸镁与硫酸锌，但不局限于这三种)、亚硫酸盐(如亚硫酸钠，但不局限于这一种)及磷酸盐(如磷酸钙，但不局限于这一种)。
同样也可以使用硝酸盐(如硝酸钡、硝酸镁和硝酸锌等)、氯化物(如氯化钡、氯化镁和氯化锌等)；碳酸盐(如碳酸钙和碳酸镁等)和硫化物(如硫化铁、硫化锌和硫化镉等，但不局限于所列的硫化物)。
有机添加剂
除了无机材料可以作流化添加剂外，依据本发明，有机材料也可以用来制作添加剂。比如，涂料粉体的主要成分之一：有机树脂，也可以用来制作流化添加剂。比如，首先把一部分树脂和膨胀介质混合，然后使它们通过挤塑机。在挤塑机中，物质经历高温混合及分散过程，膨胀介质均匀分布在树脂中并且至少膨胀了一个数量级。当膨胀介质膨胀后，树脂同样也膨胀成为大块的、表观颗粒密度低的多孔物。最后，碾磨这些膨胀的树脂，就形成了非常好的流化添加剂。
如果有机材料的物理和/或化学性质可能导致聚集或黏着现象，而非所期望的“润滑”涂料和其它颗粒，则应避免使用它们作为添加剂。例如，理想的有机材料添加剂应该足够硬而且具有足够高的玻璃化转变温度。这样就可以避免添加剂变得柔软、胶粘或黏着，因为当添加剂变得柔软、胶粘或粘着，涂料粉体易聚集成块。
从上述所有的情况和实例可见，避免异种材料的加入，对于涂料粉体、以及所有的粉体和粉体混合物，都是至关重要与极为有益的。发现了有效的流化添加剂的表观颗粒密度需要低于主体粉体的密度，之前未曾有人获得这样的认识。
两种或两种以上上述添加剂混合在一起常常可以得到比单独一种添加剂更好的特性。混合的添加剂和每种添加剂的分量因应用的不同而不同。但是，细粉涂料中使用的添加剂的总分量不能超过重量的5％，以免出现瑕疵。
较为可取的聚合物涂料粉体包括热塑性涂料粉体和热固性涂料粉体。热固性的多聚物材料的非限制性例子包括聚酯、聚亚安酯、环氧树脂、丙烯酸及它们的混合物。热塑性多聚物材料的非限制性例子包括聚酰胺、聚烯烃、乙烯基和聚乙烯基(亚乙烯基)及它们的混合物。
细粉涂料是指颗粒的平均等体积直径为20-30微米或者更小的粉体，而常规涂料粉体是指等体积直径平均为30-35微米或者更大的粉体。下面例2的表格中，给出细粉涂料的一个配方。表格的前六行是典型的涂料粉体成分，后四行是通过干法混合混入涂料粉体中的流化添加剂。
表2：细粉涂料配方实例(包括添加剂/不包括添加剂)
    成分     百分比(％)     平均等体积颗粒当量直径     表观颗粒密度
    聚酯树脂     65.78
    颜料     25.4
    填料     11.58
    流平剂     1.08
    排气剂     0.56
    石蜡     0.60
    纳米氧化钛     0.25     0.02     ≈300
    云母(购买时已膨胀)     0.15     3.5     ≈450
    珍珠岩(购买时已经膨胀)     0.35     4.0     ≈400
    蛭石(购买时已膨胀)     0.25     5.5     ≈350
上面的配方制作过程为：首先通过干法混合配方举例中的前六种成分并将混合物通过挤塑机，在挤塑机中不同的组分充分分散，形成一大块固体薄片。然后将固体薄片粉碎并碾磨到平均等体积颗粒大小为35微米、平均表观颗粒密度为1,530kg/m3的粉体涂料。然后，取出部分涂料粉体留作对照试样，作为常规涂料用于参比。其余的部分通过进一步地气流粉碎至平均等体积颗粒直径分别为13微米和17微米的两批粉料。这时得到的是细粉涂料，平均表观颗粒密度约为1,530kg/m3。此时，再次从两批细粉涂料中各取出部分作为参比试样。同时，将商用云母、珍珠岩、蛭石各自通过气流粉碎至平均等体积颗粒尺寸为1-5微米，它们将会被当作添加剂使用。商用纳米氧化钛已经足够细小因此不用再碾磨。这四种添加剂首先干法混合，再和保留的两种细粉涂料分别完全混合，这样就形成了两种改良过的、适合用于粉末喷涂设备的细粉涂料。
这样一共有五种样品：两种改良过的细粉涂料(平均颗粒尺寸分别为17和13微米，表3中的#4和#5)，两种没有加入添加剂的细粉涂料(平均颗粒尺寸分别也是17和13微米，表3中的#2和#3)和预留的常规大小的涂料粉体(平均颗粒尺寸为35微米，表3中的#1)，用来做流动性能和流化质量的测试和比较。平均颗粒尺寸为35、17和13微米(表3中的#1-#3)的三组粉体本质上是具有同种组分的涂料粉体。通过向其中较小的两组粉体，即平均颗粒大小为17和13微米的涂料粉体，加入表2中的4种添加剂的混合物进行改良，又得到两种(改良的)喷涂细粉(表中的#4和#5)。
表3：加入了流化添加剂和没有加入流化添加剂的细粉涂料以及常规大小的涂料粉体选择性流动行为的比较
  平均等体积粉体   是否加入添   安息角   床层膨胀
    35微米     否     33度     40％
    17微米     否     41度     ＜～10％
    13微米     否     49度     基本没有
    17微米     是     27度     130％
    13微米     是     31度     120％
如表3所示，虽然涂料粉体大小相等，但是加入了添加剂的粉体(#4和#5)安息角较小，床层膨胀较大。这些都表明流化和输送性能显著提高。当和常规大小的涂料粉体(#1，35微米)进行比较时，改良的两种涂料粉体的流动性能不但没有下降，反而有所提高。
所有的这5种粉体都在样品板上进行了喷涂实验。没有加入添加剂的两种细粉涂料(#2和#3)无法通过输送线进行连续输送，在进料器中也难以被流化，得到的喷涂表面比常规的35微米大小的粉体(#1)得到的喷涂表面质量更差。另一方面，加入了添加剂的两种细粉涂料(#4和#5)流动得很好，得到的喷涂质量也优于常规的35微米的涂料粉体(#1)。
图3和图4展示了表面曲线仪的分析结果，给出了加入了添加剂改良过的细粉涂料(#5，平均粉末大小为13微米)和常规大小的涂料粉体(#1)在标准金属薄片板上(0.8mm-76mm-127mm的消光钢板)进行喷涂后的平整度。图3展示了用常规大小的粉体(#1，35微米)喷涂的面板的表面平整度。图4来源于用加入了添加剂改良过的更细的粉体(#5，13微米)喷涂的样品面板。两个样板的表面平整度是通过Dektak3ST表面曲线仪、采用50毫米的扫描长度得到的。喷涂表面的平均粗糙度由常规大小粉体的20,500显著下降到了改良细粉的6,691。
因此，由此可以得出结论：通过加入本发明所给出的添加剂，可以实现细粉涂料的流化、输送和喷涂，并且在固化后可以极大的提高涂层表面的外观质量。桔皮皱纹现象的大量减小或者消失和平坦的表面确保了高品质的形象。通过测量表面平整度并与常规大小的粉末喷涂进行比较，可以确定达到了减少桔皮皱纹或者粗糙度的效果。
另外，使用加入了添加剂的细粉涂料，固化后，可以得到厚度约为20微米或者更薄的涂层表面。而由于常规涂料的颗粒尺寸较大，使用常规尺寸的粉体涂料很难得到这样薄的表面涂层。薄膜喷涂对于那些不要求用很厚保护层的表面非常有益，因为它可以大量节约成本。此外，薄膜喷涂对于公差较小而有孔、销的部件，有螺纹或者有其它细节部分的零件也极为有利。当使用常规尺寸粉体进行喷涂时，为了不至于使这些细节部位变得不精细(否则，比如，螺钉将和覆盖有厚层涂料的螺纹无法不配合)，这些细节部分必须在喷涂前屏蔽起来。而采用细粉只喷得一层薄膜，大部分细节就不用屏蔽起来了。
值得注意的是，在固化过程中没有熔化的微小固体成分或者异种污染物会导致涂层上形成突起的麻点。当有机涂料粉体配方中混入无机成分时，此问题就显得十分的突出。对于更薄的涂层，除去较大的固体颗粒就尤为重要，因为薄的涂层无法掩盖大于涂层厚度的麻点。因此，要得到没有麻点的、厚度小于20微米的涂层，干法混入的固体添加剂的颗粒尺寸必须大大小于20微米。
尽管本发明只阐述了细粉涂料这样一个实例，但是对于娴熟的专业人员来说，应用于其它方面的细粉也可以获得类似的在流化、输送及操作方面的改进。本发明可被应用于任何涉及粉体制备、处理和分散等的工业应用中，以克服常常不希望在细粉流化和处理过程中出现的团聚、噎塞和结块等不利状态。例如，在此列出的添加剂或润滑介质确保了一般不能流化和不能气力输送的细粉可以被流化和气力输送。除此之外，添加剂也可防止形成结块和聚团，因而确保可以把细粉从一个地方输送到另一个地方。在制备细粉过程中，使用一种或多种添加剂的混合物后，细粉可能非常容易筛选。因此，对于许多需要进行细粉生产和/或操作处理的行业，应用本发明可以确保平稳的流化、气力输送和提高筛选效率。
除了粉末喷涂行业外，本发明同样也可以应用于其它行业比如药品行业。它在药品行业中的一个运用实例是肺部给药，在向肺部输送药物时，需要提高超细药物颗粒(0.1-10微米)的流化和分散能力。由于颗粒非常小，这些药粉严重聚团、难以流化。加入合适的流化添加剂(尺寸更小，表观密度更低)后，这些药粉将能够流化因而能够进行气力输送与操作。
本发明的另一个应用是选择性激光烧结工艺，用于对不同结构部件的快速成型，在此过程中，粉体作为成形材料，被逐层烧结固定成形。对此工艺来说，细粉的应用有望提高成形部件的强度和表面质量，但是由于C类细粉的流动性很差，现今的选择性激光烧结技术无法使用C类细粉。本发明中的用于提高C类细粉操作处理性能的方法，可使在选择性激光烧结工艺中使用细粉变得可行。为此，我们可以加入一些更细的颗粒作为添加剂。这些更细的颗粒可以是和成形粉体相同的材料、或其中的一种材料，也可以是对烧结工艺没有影响的其它材料。
在希望细粉变得更易进行操作处理的场合，本发明有许多应用。例如，在许多涉及粉体的工业，生产过程中通常要进行粉体筛选，以去除所需尺寸范围外的颗粒。比如，使用纳米二氧化钛作“润滑剂”，细粉通过筛网的速度比使用其它已测试过的介质作“润滑剂”都更快。因此，在涉及到粉体筛选的过程中，我们倾向于使用纳米二氧化钛作为添加剂。另一个例子是，本文给出了许多辅助流化材料，比如沸石、珍珠岩和纳米二氧化钛，可以避免粉体在输送中(比如软管和喷枪)堆积，从而显著提高粉体输送性能。因此，对于涉及细粉气力输送的过程，我们倾向于使用这些粉体添加剂。
必须指出的是，虽然本发明着重阐述了提高细粉的流动性能，但是对于娴熟的专业人员来说，本发明也同样可以运用于较大的粉体(A、B和D类粉体，平均尺寸大于30-35微米)以提高它们的可操作处理性能。一些颗粒尺寸较大的粉体也会呈现出较差的流化和输送性能，尤其是在潮湿的环境下(比如湿度较高时)。加入本发明所述的流化添加剂能够有益地提高这些尺寸较大粉体的流动性能。
本发明提供了迄今为止可以用于细粉流化辅助手段(“润滑介质”)的更为广泛的可供选择的材料。所以，现在就有了更多的添加剂可以用于不同应用场合。在明白了此基本理论后，人们就可以寻找或进一步自己制作特定的添加剂。因为某种粉体和某种添加剂混合后，可能会导致各种各样副作用(不希望的化学反应、污染、不需要的染色及其它物理性能变化等)，所以，可以有目地的寻找及制备特定的添加剂。此外，不同的添加剂会影响粉体不同方面的性质。例如，某些添加剂可以极大地提高粉体的流化质量但是对输送性能和筛选效率的作用却相对较小；反之亦然。本发明一个显著的优势就是：因为许多种材料可以通过加工处理成为多孔型、分支型或其它框架型的结构；对于许多粉体而言，流化添加剂可以不是其它的物质，而是粉体本身，或着粉体混合物的一种或多种成分。
本文首次揭示了一种有效的添加剂如何提高一种粉体的流动性的机理。具体地讲，添加剂应为粉体形式，其尺寸显著地小于待加入粉体的直径，且平均表观密度也低于待加入粉体的平均密度。多孔型、中空型或框架型的颗粒可以降低平均表观密度。当添加剂被干法混入一种细粉时，添加剂的颗粒将会把细粉颗粒分开，减小了范德华力和其它的颗粒间力，从而导致细粉流动性提高。而且，这些添加剂颗粒将会粘着在细粉颗粒的表面，当细粉进行操作处理时，它们将起“滚轮”的功能。但是，这个功效不如它们降低范德华力与其它颗粒间作用力的效果重要。这可以通过干法混合颗粒尺寸小于细粉但是颗粒密度较大的添加剂和细粉的效果得到证明，这种添加剂并未改善细粉的流动性能。例如，干法混合常规大小(磨细至2-3微米)的氧化钛(非气相化的)进入细粉涂料并不能提高流化和输送性能，相反，会促使细粉涂料更粘。由此推论，在不限定任何特定颗粒类别的情况下，许多添加剂均可被考虑用来加入粉体中以提高其流动性。
本文在此揭示的添加剂，当用于细粉涂料时，可得到光滑的涂层表面，有预期的光泽，因而质量很高。而这些添加剂中的大部分，成本也比本文前面所提到的以前的技术发明所揭示的添加剂的成本低。如表一所示。
本发明一个突出的优势在于，许多材料可以通过加工处理成为多孔型、分支型或者其它框架型结构，所以，对于许多粉体来说，流化添加剂可以由细粉本身得到，这样添加剂的化学成分和粉体本身相同，而不是异种成分。例如，可以取出部分细粉通过类似膨胀和碾磨这样的加工工艺使之更轻更小，再把它们和细粉干法混合，这样，他们就成为流动添加剂。
这儿所使用的术语“包括”、“包涵”意味着以开放形式的包含，而非排它性的。特别是，本说明书包括权力要求书中的术语“包括”、“包涵”以及其各种变形意味着包含特定的特征、步骤或成分，但是决不能理解为不包含其它的特征、步骤或成分。
前面对本发明的优选实例所作的描述是为了解释本发明的原理，而非为了将本发明限定在所示的特定实例中。可以认为，本发明的范围由权利要求书及其等同替换所概括的所有实施方式来限定。

Claims (76)

1.一种用于提高粉体流动性能的方法，包括：通过干法混合向所述粉体混入有效数量的流化添加剂，形成干混混合物。所述的粉体由第一种颗粒组成，第一种颗粒的尺寸和密度为第一种平均等体积颗粒当量直径和第一种平均表观颗粒密度。所述的流化添加剂由第二种粉体组成。所选择的第二种粉体的颗粒所具有的第二种平均等体积当量直径小于所述的第一种平均等体积颗粒当量直径；所选择的第二种粉体的颗粒所具有的平均表观颗粒密度小于所述的第一种平均表观颗粒密度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第一种平均等体积颗粒当量直径至少两倍大于所述的第二种平均等体积颗粒当量直径，所述的第二种平均表观颗粒密度至少比所述的第一种平均表观颗粒密度低10％。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的第二种粉体在所述的粉体配方中所占重量百分比约在0.01％至20％之间。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述的第一种平均表观颗粒密度约在100kg/m3至13,000kg/m3之间；所述的第二种平均表观颗粒密度约在10kg/m3至8,000kg/m3之间。
5.如权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，所述的第一种平均等体积颗粒当量直径约在0.1微米至10毫米之间；所述的第二种平均等体积颗粒当量直径约在0.005微米至1000微米之间。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的粉体配方，其特征在于，所述的第二种颗粒是多孔的颗粒、具有分支的颗粒或具有框架结构的颗粒。
7.如权利要求1、2、3、4或5所述的方法，其特征在于，所述的粉体由单一的粉体或粉体的混合物组成，并可以用其来制造所述的流化添加剂；通过对一定量的所述的纯净粉体或者所述的粉体混合物进行加工，使之成为所述的第二种粉体，其颗粒尺寸具有小于所述的第一种平均等体积颗粒直径的第二种平均等体积颗粒直径，其密度具有小于所述的第一种平均表观颗粒密度的第二种平均表观颗粒密度。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的加工一定量的粉体的步骤包括使所选的粉体颗粒膨胀，使之成为颗粒密度为所述的第二种平均表观颗粒密度的膨胀颗粒；所述的加工步骤还包括对所述膨胀颗粒进行碾磨，使其颗粒尺寸等于所述第二种平均等体积颗粒直径。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述的第二种粉体在所述的粉体合成物中所占重量百分比约在0.1％至10％之间。
10.如权利要求7、8或9所述的方法，其特征在于，所述的第二种颗粒是多孔型、分支型或框架型的颗粒。
11.如权利要求7、8、9或10所述的方法，其特征在于，所述的第一种平均表观颗粒密度约在1000kg/m3至7,000kg/m3之间；所述的第二种平均表观颗粒密度约在100kg/m3至2,000kg/m3之间。
12.如权利要求7、8、9、10或11所述的方法，其特征在于，所述的第一种平均等体积颗粒当量直径约在0.5微米约1.0毫米之间；所述的第二种平均等体积颗粒当量直径约在0.01微米至100微米之间。
13.如权利要求7、8、9、10、11或12所述的方法，其特征在于，所述的粉体是一种涂料粉体配方，所述的第二种粉体由无机化合物组成。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述的无机化合物是从由沸石、珍珠岩、蛭石、云母、纳米二氧化钛、石墨、碳黑、氮化硼和氧化镁中选出的。
15.如权利要求7、8、9、10、11或12所述的方法，其特征在于，所述的细粉是一种涂料粉体配方，所述的涂料粉体配方组成包括树脂成分、颜料成分和填料成分。制作所述的流化添加剂时，从所述的树脂、颜料和填料成分中选择一定量，至少一种通过加工使之成为颗粒尺寸为所述的小于所述的第一种平均等体积颗粒直径的所选择的第二种平均等体积颗粒直径，颗粒密度为所述的小于所述的第一种平均表观颗粒密度的所选择的第二种平均表观颗粒密度的颗粒。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述的加工一定量的粉体的步骤包括对所选择的粉体(至少是树脂、颜料和填料成分中的一种)进行膨胀，使之成为颗粒密度为所述的第二种平均表观颗粒密度的膨胀颗粒；所述的加工步骤还包括对所述膨胀颗粒进行碾磨，使其颗粒大小为所述第二种平均等体积颗粒直径。
17.如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述的树脂成分是从聚脂、聚亚安酯、环氧树脂、丙烯酸树脂、氟树脂、石碳酸甲醛及它们的混合物中选出的热固性材料。
18.如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述的树脂成分是从聚酰胺、聚烯烃、乙烯及聚乙烯(氟化亚乙烯)、聚氯乙烯、聚酯、氯化聚脂、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、纤维素(乙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素)以及它们的混合物中选出的热塑性高聚物材料。
19.如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12所述的方法，其特征在于，所述粉体是一种包括有效药物成分的药物配方；所述的第二种粉体由在生理上具有生物相容性的化合物组成。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，通过干法混合所述的粉体和所述的流化添加剂所得所述的混合物用于肺部输送给药。
21.如权利要求1、2、3、4或5所述的方法，其特征在于，所述的第二种粉体的化学成分和所述的第一种粉体的化学成分基本上相同。
22.一种粉体配方，包括：第一种粉体由颗粒尺寸和颗粒密度为第一种平均等体积颗粒直径和第一种表观颗粒密度的颗粒组成；第二种粉体由颗粒直径小于所述第一种平均等体积颗粒直径的所选择的第二种平均等体积颗粒直径、颗粒密度小于所述的第一种平均表观颗粒密度的所选择的第二种平均等体积颗粒密度的颗粒组成。
23.如权利要求22所述的粉体配方，其特征在于，所述的第一种平均等体积颗粒直径至少两倍大于所述的第二种平均等体积颗粒直径，所述的第二种平均表观颗粒密度至少比所述的第一种平均表观颗粒密度低10％。
24.如权利要求22或23所述的粉体配方，其特征在于，所述的第二种粉体在所述的粉体配方中所占重量百分比约在0.01％至20％之间。
25.如权利要求22、23或24所述的粉体配方，其特征在于，所述的第一种平均表观颗粒密度约在100kg/m3至13,000kg/m3之间；所述的第二种平均表观颗粒密度约在10kg/m3至8,000kg/m3之间。
26.如权利要求24所述的粉体配方，其特征在于，所述的第一种平均等体积颗粒当量直径约在0.1微米至10毫米之间；所述的第二种平均等体积颗粒当量直径约在0.005微米至1000微米之间。
27.如权利要求22、23、24、25或26所述的粉体配方，其特征在于，所述的第二种颗粒是多孔型、分支型或框架型的颗粒。
28.如权利要求22、23、24、25、26或27所述的粉体配方，其特征在于，所述的第一种粉体由单一的粉体或粉体的混合物组成。所述的第二种粉体由将一定量的所述的第一种粉体加工成为颗粒大小和颗粒密度为所述的所选择的第二种平均等体积颗粒直径和所述的所选择的平均表观颗粒密度的颗粒组成。
29.如权利要求23所述的粉体配方，其特征在于，所述的第二种粉体在所述的粉体配方中所占重量百分比约在0.1％至10％之间。
30.如权利要求29所述的粉体配方，其特征在于，所述的第一种平均表观颗粒密度约在1000kg/m3至7,000kg/m3之间；所述的第二种平均表观颗粒密度约在100kg/m3至2,000kg/m3之间。
31.如权利要求29所述的粉体配方，其特征在于，所述的第一种平均等体积颗粒当量直径约在0.5微米至1.0毫米之间；所述的第二种平均等体积颗粒当量直径约在0.01微米至100微米之间。
32.如权利要求29所述的粉体配方，其特征在于，所述的粉体是一种涂料粉体配方，所述的第二种粉体由无机化合物组成。
33.如权利要求32所述的粉体配方，其特征在于，所述的无机化合物是从沸石、珍珠岩、蛭石、云母、纳米二氧化钛、石墨、碳黑、氮化硼和氧化镁中选出的。
34.如权利要求29所述的粉体配方，其特征在于，所述的第二种颗粒是多孔型、分支型或框架型的颗粒。
35.如权利要求29所述的粉体配方，其特征在于，所述的细粉是一种涂料粉体配方，所述的涂料粉体组成包括树脂成分、颜料成分和填料成分。所述的第二种粉体是从所述的树脂、颜料和填料成分中选出的至少一种。
36.如权利要求35所述的粉体配方，其特征在于，所述的树脂成分是从聚脂、聚亚安酯、环氧树脂、丙烯酸树脂、氟树脂、石碳酸甲醛及它们的混合物中选出的热固性高聚物材料。
37.如权利要求35所述的粉体配方，其特征在于，所述的树脂成分是从聚酰胺、聚烯烃、乙烯及聚乙烯(氟化亚乙烯)、聚氯乙烯、聚酯、氯化聚脂、乙烯醋酸乙烯(EVA)、纤维素(乙酸酯、醋酸丁酸脂)以及它们的混合物中选出的热塑性高聚物材料。
38.如权利要求23所述的粉体配方，其特征在于，所述的第二种粉体的化学成分和所述的第一种粉体的化学成分基本上相同。
39.如权利要求22、23、24、25、26、27、28、29、30、或31所述的粉体配方，其特征在于，所述粉体是一种包括有效药物成分的药物配方；所述的第二种粉体由在生理上具有生物相容性的化合物组成。
40.如权利要求39所述的粉体配方，其特征在于，通过干法混合所述的粉体和所述的流化添加剂所得所述的混合物用于肺部给药。
41.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第一种平均等体积颗粒直径至少三倍大于所述的第二种平均等体积颗粒直径，所述的第二种平均表观颗粒密度至少比所述的第一种平均表观颗粒密度低25％。
42.如权利要求22所述的粉体配方，其特征在于，所述的第一种平均等体积颗粒直径至少三倍大于所述的第二种平均等体积颗粒直径，所述的第二种平均表观颗粒密度至少比所述的第一种平均表观颗粒密度低25％。
43.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的无机化合物是从沸石、珍珠岩、蛭石、云母、纳米二氧化钛、石墨、碳黑、氮化硼和氧化镁中选出的。
44.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述的无机化合物是从氧化硼、氧化钪、二氧化钛、氧化钒、氧化铬、氧化镁、氧化铁、氧化钴、氧化镍和氧化钡中选出的。
45.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述的无机化合物是从氯化钠、氯化钛、硫化铁、硫化锌、硫化镉、铬酸钠、铬酸钡、铬酸铜、钛酸钡、钛酸铅、硼硅酸盐、硅酸镁、硅酸锌、碳化硅、碳化钼、碳化钨、硼化钼、硼化钨、氮化钛、氮化锆、氮化硅、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化锌、氢氧化镍、轻氧化铁和氢氧化铜中选出的。
46.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述的无机化合物是从硫酸钡、硫酸镁、硫酸锌、亚硫酸钠、氯化钡、氯化镁、氯化锌、碳酸钙、碳酸镁和磷酸钙中选出的。
47.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述的无机化合物是从硝酸钡、硝酸镁、硝酸锌、氯化钡、氯化镁、氯化镁、氯化锌、碳酸钙、碳酸镁、硫化铁、硫化锌和硫化镉中选出的。
48.如权利要求32所述的粉体配方，其特征在于，所述的无机化合物是从氧化硼、氧化钪、二氧化钛、氧化钒、氧化铬、氧化镁、氧化铁、氧化钴、氧化镍和氧化钡中选出的。
49.如权利要求32所述的粉体配方，其特征在于，所述的无机化合物是从氯化钠、氯化钛、硫化铁、硫化锌、硫化镉、铬酸钠、铬酸钡、铬酸铜、钛酸钡、钛酸铅、硼硅酸盐、硅酸镁、硅酸锌、碳化硅、碳化钼、碳化钨、硼化钼、硼化钨、氮化钛、氮化锆、氮化硅、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化锌、氢氧化镍、轻氧化铁和氢氧化铜中选出的。
50.如权利要求32所述的粉体配方，其特征在于，所述的无机化合物是从硫酸钡、硫酸镁、硫酸锌、亚硫酸钠、氯化钡、氯化镁、氯化锌、碳酸钙、碳酸镁和磷酸钙中选出的。
51.如权利要求32所述的粉体配方，其特征在于，所述的无机化合物是从硝酸钡、硝酸镁、硝酸锌、氯化钡、氯化镁、氯化镁、氯化锌、碳酸钙、碳酸镁、硫化铁、硫化锌和硫化镉中选出的。
52.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的无机化合物是从氮化物、硝酸盐、硫化物、硫酸盐、氯化物、碳化物、碳酸盐、磷化物、磷酸盐铬酸盐和钛酸盐中选出的。
53.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述的二氧化钛是用一种包涂了抗紫外线辐射的吸收材料、日光稳定剂和抗氧化剂的锐钛型二氧化钛粉体，使用抗紫外线辐射的吸收材料、日光稳定剂和抗氧化剂是为了降低粉体配方的光降解性。
54.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述的二氧化钛是锐钛型二氧化钛粉体；所述的粉体配方包括抗紫外线辐射的吸收材料、日光稳定剂和抗氧化剂，使用抗紫外线辐射的吸收材料、日光稳定剂和抗氧化剂是为了降低粉体配方的光降解性。
55.如权利要求32所述的粉体配方，其特征在于，所述的二氧化钛是用一种抗紫外线辐射的吸收材料、日光稳定剂和抗氧化剂喷涂过的锐钛型二氧化钛粉体，使用抗紫外线辐射的吸收材料、日光稳定剂和抗氧化剂是为了降低粉体配方的光降解性。
56.如权利要求32所述的粉体配方，其特征在于，所述的二氧化钛是锐钛型二氧化钛粉体；所述的粉体配方包括抗紫外线辐射的吸收材料、日光稳定剂和抗氧化剂，使用抗紫外线辐射的吸收材料、日光稳定剂和抗氧化剂是为了降低粉体配方的光降解性。
57.如权利要求29所述的粉体配方，其特征在于，所述的第一种平均等体积颗粒当量直径约在0.5微米至1.0毫米之间；所述的第二种平均等体积颗粒当量直径约在0.01微米至100微米之间。
58.如权利要求29所述的粉体配方，其特征在于，所述的粉体是一种涂料粉体配方，所述的第二种粉体由无机化合物组成。
59.如权利要求32所述的粉体配方，其特征在于，所述的无机化合物是从沸石、珍珠岩、蛭石、云母、纳米二氧化钛、石墨、碳黑、氮化硼和氧化镁中选出的。
60.如权利要求29所述的粉体配方，其特征在于，所述的第二种颗粒是多孔型、分支型或框架型的颗粒。
61.如权利要求29所述的粉体配方，其特征在于，所述的细粉是一种涂料粉体配方，所述的涂料粉体组成包括树脂成分、颜料成分和填料成分。所述的第二种粉体是从所述的树脂、颜料和填料成分中选出的至少一种。
62.如权利要求35所述的粉体配方，其特征在于，所述的树脂成分是从聚脂、聚亚安酯、环氧树脂、丙烯酸树脂、氟树脂、石碳酸甲醛及它们的混合物中选出的热固性高聚物材料。
63.如权利要求35所述的粉体配方，其特征在于，所述的树脂成分是从聚酰胺、聚烯烃、乙烯及聚乙烯(氟化亚乙烯)、聚氯乙烯、聚酯、氯化聚脂、乙烯醋酸乙烯(EVA)、纤维素(乙酸酯、醋酸丁酸脂)以及它们的混合物中选出的热塑性高聚物材料。
64.如权利要求23所述的粉体配方，其特征在于，所述的第二种粉体的化学成分和所述的第一种粉体的化学成分基本上相同。
65.如权利要求22、23、24、25、26、27、28、29、30、或31所述的粉体配方，其特征在于，所述粉体是一种包括有效药物成分的药物配方；所述的第二种粉体由在生理上具有生物相容性的化合物组成。
66.如权利要求39所述的粉体配方，其特征在于，通过干法混合所述的粉体和所述的流化添加剂所得所述的混合物用于肺部给药。
67.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第一种平均等体积颗粒直径至少三倍大于所述的第二种平均等体积颗粒直径，所述的第二种平均表观颗粒密度至少比所述的第一种平均表观颗粒密度低25％。
68.如权利要求22所述的粉体配方，其特征在于，所述的第一种平均等体积颗粒直径至少三倍大于所述的第二种平均等体积颗粒直径，所述的第二种平均表观颗粒密度至少比所述的第一种平均表观颗粒密度低25％。
69.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的无机化合物是从沸石、珍珠岩、蛭石、云母、纳米二氧化钛、石墨、碳黑、氮化硼和氧化镁中选出的。
70.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述的无机化合物是从氧化硼、氧化钪、二氧化钛、氧化钒、氧化铬、氧化镁、氧化铁、氧化钴、氧化镍和氧化钡中选出的。
71.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述的无机化合物是从氯化钠、氯化钛、硫化铁、硫化锌、硫化镉、铬酸钠、铬酸钡、铬酸铜、钛酸钡、钛酸铅、硼硅酸盐、硅酸镁、硅酸锌、碳化硅、碳化钼、碳化钨、硼化钼、硼化钨、氮化钛、氮化锆、氮化硅、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化锌、氢氧化镍、轻氧化铁和氢氧化铜中选出的。
72.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述的无机化合物是从硫酸钡、硫酸镁、硫酸锌、亚硫酸钠、氯化钡、氯化镁、氯化锌、碳酸钙、碳酸镁和磷酸钙中选出的。
73.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述的无机化合物是从硝酸钡、硝酸镁、硝酸锌、氯化钡、氯化镁、氯化镁、氯化锌、碳酸钙、碳酸镁、硫化铁、硫化锌和硫化镉中选出的。
74.如权利要求32所述的粉体配方，其特征在于，所述的无机化合物是从氧化硼、氧化钪、二氧化钛、氧化钒、氧化铬、氧化镁、氧化铁、氧化钴、氧化镍和氧化钡中选出的。
75.如权利要求32所述的粉体配方，其特征在于，所述的无机化合物是从氯化钠、氯化钛、硫化铁、硫化锌、硫化镉、铬酸钠、铬酸钡、铬酸铜、钛酸钡、钛酸铅、硼硅酸盐、硅酸镁、硅酸锌、碳化硅、碳化钼、碳化钨、硼化钼、硼化钨、氮化钛、氮化锆、氮化硅、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化锌、氢氧化镍、轻氧化铁和氢氧化铜中选出的。
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