粉末涂料是一種無(wú)溶劑體系，通過(guò)熔融并融合樹(shù)脂、填料、顏料和助劑顆粒形成涂層。相較于液體涂料，粉末涂料具有經(jīng)濟(jì)和環(huán)保優(yōu)勢(shì)，目前已廣泛應(yīng)用于電器、工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域。然而，與液體涂料（10~40μm）相比，粉末涂料仍存在表面外觀較差、涂膜較厚（50~100μm）等問(wèn)題，這主要?dú)w因于其較大的顆粒粒徑（中值粒徑D50通常為35~45μm）。采用超細(xì)粉末技術(shù)（粒徑<20μm）可有效改善上述問(wèn)題，使表面更光滑、厚度更薄，從而推動(dòng)粉末涂料在油性涂料領(lǐng)域的應(yīng)用拓展，并進(jìn)一步減少揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）的排放。

盡管超細(xì)粉末相比粗粉末更具優(yōu)勢(shì)，但其流動(dòng)性較差，在流化、儲(chǔ)存和噴涂過(guò)程中仍面臨巨大挑戰(zhàn)。這主要是由于顆粒間的相互作用力（如范德華力）增強(qiáng)，導(dǎo)致更容易發(fā)生粘聚和團(tuán)聚現(xiàn)象。目前，人們已探索了多種提高粉末涂料流動(dòng)性的方法。其中一種方法是將納米顆粒作為流動(dòng)助劑，涂覆在顆粒表面，從而改善流動(dòng)性。這些納米顆粒通過(guò)中和靜電荷、降低內(nèi)摩擦力以及作為間隔物來(lái)減少顆粒間的相互作用力，從而提高粉末的流動(dòng)性。

然而，如何實(shí)現(xiàn)納米顆粒與樹(shù)脂之間的均勻分散及相容性仍存在挑戰(zhàn)，這會(huì)影響*終涂層的外觀。另一種方法是控制粒徑分布，使其范圍更窄。但粒徑分布的控制往往需要調(diào)節(jié)研磨設(shè)備參數(shù)并進(jìn)行后處理，實(shí)施難度較大。這些挑戰(zhàn)促使業(yè)界必須探索提高粉末涂料流動(dòng)性的新方法。

球化技術(shù)近年來(lái)在多個(gè)行業(yè)，尤其是在3D打印領(lǐng)域，被越來(lái)越多地用來(lái)改善顆粒的流動(dòng)性，目前正受到研究者的關(guān)注。此外，增材制造技術(shù)的相關(guān)方法在粉末涂料行業(yè)也展現(xiàn)出應(yīng)用的潛力。目前球化的主要方法有機(jī)械法、等離子體法和熱法三類(lèi)。機(jī)械球化通常采用帶有旋轉(zhuǎn)腔與葉輪的旋轉(zhuǎn)式干法沖擊混合磨。這種方法*早由Kioshi于1987年提出，處理時(shí)間和圓周速度對(duì)顆粒的球形度有顯著影響，尤其對(duì)高彈性模量材料效果顯著。等離子體球化技術(shù)是將粉末導(dǎo)入感應(yīng)等離子體，加熱至熔融狀態(tài)后依靠表面張力作用形成球形顆粒。該技術(shù)主要適用于比聚合物更耐熱的金屬和陶瓷材料。熱法球化技術(shù)主要包括氣固法和液固法兩種工藝路徑。氣固法通常在下行式反應(yīng)器中進(jìn)行，將顆粒分散在加熱的氮?dú)庵袑?shí)現(xiàn)均勻受熱。液固法通過(guò)聚合物熔體乳液形成液滴后固化獲得球形顆粒。然而，上述方法均需使用烷烴、醇類(lèi)等有機(jī)溶劑及聚醚類(lèi)聚合物。

現(xiàn)有球化技術(shù)主要應(yīng)用于增材制造領(lǐng)域，而對(duì)包含多種樹(shù)脂和無(wú)機(jī)填料組成的粉末涂料而言，相關(guān)的球化研究仍顯不足。目前，關(guān)于球形熱塑性樹(shù)脂顆粒制備的研究很少，大多數(shù)研究都聚焦于粉末涂料研磨之前的處理工藝。

近期，廣州工業(yè)大學(xué)張輝/劉衛(wèi)團(tuán)隊(duì)、韋仕敦大學(xué)利用微波與納米技術(shù)，成功開(kāi)發(fā)了一種環(huán)保、高效的新型粉末涂料球化方法，顯著提升了超細(xì)粉末涂料的流動(dòng)性和外觀。

以微波作為高效熱源、水作為綠色分散介質(zhì)、納米SiO2顆粒作為間隔物，將粉末涂料顆粒不規(guī)則形狀轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼮榍蛐涡螤睢?

結(jié)果表明，加熱時(shí)間與納米SiO2的含量對(duì)粉末涂料的球形度、流動(dòng)性及綜合性能具有決定性影響。當(dāng)氣相SiO2含量為1.0wt%、加熱時(shí)間為120秒時(shí)，球化效率達(dá)到*優(yōu)，所得顆粒平均球形度達(dá)到0.98。同時(shí)，粉末的休止角（AOR）降低了17.8°，流出速率從對(duì)照樣品的6.9g/min提升至134.4g/min，表明粉末的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)流動(dòng)性均得到顯著改善，球化處理后的超細(xì)粉末涂料具備更優(yōu)異的流化特性。因此，本研究為不規(guī)則顆粒的球化及超細(xì)粉末涂料性能的提升提供了一種*潛力的技術(shù)途徑。