一种先进的涂层，结合了线圈涂层的快速固化和机械性能与粉末的环境效益，可以为涂层金属提供一个新的选择。

卷涂是一种连续的工业过程，在移动的金属条上涂上多层有机薄膜并固化(见图1)。所使用的涂料是液体(溶剂型)，通常由具有酸或羟基端基的聚酯组成，能够与三聚氰胺或异氰酸酯交联，形成具有薄膜性质的完整网络，适合于被涂金属板的最终应用(建筑产品、饮料罐、家用电器等)。薄膜总厚度约为5 ~ 25 μ m，可以实现完美的颜色匹配，表面硬度和通过弯曲或成型对平板进行变形而不损坏。用于这种应用的涂料通常基于热固性系统，涉及在240°C左右的温度下的催化化学反应。线圈涂层的主要优点是它的快速固化时间-大约25秒-以及它能够创建一个已经涂好的基材，这是足够灵活的制造部件。

粉末涂层通常是用喷枪涂在金属基材上。化学反应依赖于树脂和硬化剂之间发生的反应，如环氧树脂/聚酯树脂，胺/环氧树脂，异氰酸酯/聚酯，羟基烷基酰胺(Primid®)/聚酯和聚乙烯/聚酯。粉末涂料是灵活的，但通常适用于已经形成最终形状的金属件。涂层通常应用于60至120微米的厚度，固化时间比线圈涂层更长-在150至200°C的温度下大约10-15分钟。然而，粉末涂料被广泛认为是一种更环保的工艺，因为涂料是无溶剂的。

如果这两种技术的优点可以结合起来呢?有没有可能研制出一种硬度和灵活性都好的粉末系统，而且可以在几秒钟而不是几分钟内固化?

提高反应活性

SigmaKalon集团的研究人员开发了一种具有增强反应性的粉末涂层技术。由此产生的热交联薄膜可以在几秒钟内固化，就像线圈涂层应用中使用的液体涂料一样，并表现出相同的成品性能。

研究人员确定，当粉末线圈涂层被加热并固化到大约242°C时，催化剂被解除。反应在大约150°C后10秒开始，伴随着第一次交联。在30秒和242℃时，反应完成，涂层密集交联。

表1显示了粉末线圈涂料的不同成分。这些成分可以调整，以优化涂层的应用。表2 (p. xx)显示了不同化学体系(包括环氧树脂(EPE)、聚氨酯(PUR)和聚酯(PE))在不同温度下测量的不同凝胶时间。所有这些系统都可以适应线圈涂层条件。

在测试过程中，粉末线圈涂层在3到20秒内完全固化。这种固化行为与传统粉末涂料有本质上的不同，传统粉末涂料通常需要在150至200°C的温度下固化10-15分钟。

薄膜厚度和粘度

颗粒大小在这一过程中起着重要作用。如前所述，线圈涂料通常需要5至25微米的薄膜厚度来实现最佳的成品性能，而粉末涂料通常应用在60至120微米的厚度。为了使新的粉末线圈涂层从经济角度具有竞争力，研究人员知道应用厚度需要大幅度降低。此外，较厚的薄膜在固化期间可以在薄膜内部呈现不均匀的热梯度，导致不完全固化和最终薄膜中的缺陷。

新型粉末线圈涂层具有非常低的粒径(D50)，可以应用在30-35 μ m左右。额外的测试表明，低至10µm的厚度是可以实现的，尽管这一领域还需要进一步的工作。

在熔体阶段实现低粘度也是该项目的一个主要方面。配方中使用的柔性剂可以作用于大分子链之间的摩擦，并允许更好的流动性。一般情况下，加入弹性剂的涂层在温度高10 ~ 20℃时，粘度与不含弹性剂的相同涂层相似。这种细微的差异可以增强柔韧性，更好的薄膜形成和更好的表面外观，以及改善固化膜的机械性能。

新选择

新涂层在几种不同的基材上进行了测试，包括底漆铬(Cr)和无铬热浸镀锌(HDG)板，预处理铬和无铬HDG板和裸HDG板，在所有情况下都表现出良好的附着力。该涂料的成品性能与传统卷材涂料相似，该技术可应用于所有基材。一般来说，应用在无底漆的金属上的粉末在较低的温度下具有更好的固化，更好的流动性和更好的力学性能。与传统粉末涂料所需的更长固化时间相比，使用紫外线、电子束或近红外技术可以在几秒钟内完成固化。像其他粉末涂料系统一样，这种新涂料是无溶剂的。

随着这种新型粉末线圈涂料的发展，金属整理剂在满足环境法规和提高生产率方面有了新的选择，而不影响质量。

作者注:本文讨论的工作得到了比利时瓦隆地区的财政支持。