第一節(jié) 粉末涂料 行業(yè) 現(xiàn)狀
一、全球粉末涂料市場(chǎng)增長(zhǎng)情況
近年,全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇有力地推動(dòng)了粉末涂料市場(chǎng)的開發(fā),工業(yè)生產(chǎn)好轉(zhuǎn)是粉末涂料 行業(yè) 好轉(zhuǎn)的直接原因。美國(guó)FrostSulli-van 市場(chǎng) 研究 公司最新 研究 報(bào)告稱,未來(lái)6年美國(guó)粉末涂料市場(chǎng)值將翻一番。由于粉末涂料配方中不含EPA所列的大氣污染物成分,具有環(huán)境友好特點(diǎn),所以刺激了粉末涂料消費(fèi)增長(zhǎng)。雖然有紫外光固化UV涂料、液體涂料及水溶性涂料的競(jìng)爭(zhēng),粉末涂料仍以較高增速迅速增長(zhǎng),其終端用途包括家用電器、交通、建筑和工業(yè)。
粉末涂料性能不斷改進(jìn),花色品種越來(lái)越多,并且不斷滲透到新的應(yīng)用領(lǐng)域。近年來(lái),汽車罩光用粉末涂料、木材和塑料用粉末涂料都是粉末涂料最具活力的潛在市場(chǎng),新興應(yīng)用領(lǐng)域的出現(xiàn)為粉末涂料制造商提供了機(jī)遇,推動(dòng)了粉末涂料市場(chǎng)的拓展,粉末涂料生產(chǎn)商正在開發(fā)涂膜平整、耐久性好、滿足客戶現(xiàn)有要求的木材用粉末涂料和汽車面漆。此前,美國(guó)建筑師、工程技術(shù)人員和建筑工人對(duì)粉末涂料的印象不好,建材市場(chǎng)紛紛抵制粉末涂料,但,歐洲標(biāo)準(zhǔn)Qualicoat確定了使用于建材的粉末涂料及涂裝標(biāo)準(zhǔn),有助于粉末生產(chǎn)商開拓美國(guó)建材市場(chǎng)。
二、亞洲粉末涂料仍具發(fā)展空間
亞洲粉末涂料市場(chǎng)自2002年以來(lái)在該地區(qū)良好的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中穩(wěn)步增長(zhǎng)。據(jù)中國(guó)環(huán)氧樹脂 行業(yè) 協(xié)會(huì)專家介紹,盡管近年來(lái)石油價(jià)格飆升,但是并沒有對(duì)亞洲各國(guó)粉末涂料的需求造成太大影響,尤其是家庭裝飾、家俱制造、汽車生產(chǎn)等 行業(yè) 領(lǐng)域?qū)Ψ勰┩苛系男枨髲?002年起一直保持直線增長(zhǎng),同時(shí)應(yīng)該看到這種需求增長(zhǎng)不僅僅體現(xiàn)的數(shù)量上同時(shí)也體現(xiàn)對(duì)高附加值產(chǎn)品的需求。
白色家電和金屬家俱工業(yè)的快速增長(zhǎng)拉動(dòng)了亞洲地區(qū)粉末涂料工業(yè);同時(shí)家用產(chǎn)品市場(chǎng)的擴(kuò)大和半自動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的被生產(chǎn)商大量使用也是粉末涂料應(yīng)用增長(zhǎng)的因素;亞洲居民個(gè)人可支配收入的增加以及韓國(guó)、日本企業(yè)的急劇擴(kuò)張也是亞洲粉末涂料市場(chǎng)保持高速增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿?。而在汽車領(lǐng)域和建筑房地產(chǎn) 行業(yè) 對(duì)粉末涂料的需求主要增長(zhǎng)點(diǎn)來(lái)自中國(guó),這也和近年來(lái)中國(guó)大力發(fā)展汽車、房地產(chǎn)業(yè)的政策密不可分。
三、我國(guó)熱固性粉末涂料產(chǎn)業(yè)升級(jí)任重道遠(yuǎn)
我國(guó)的粉末涂料業(yè)是隨著國(guó)內(nèi)家電 行業(yè) 的興起而發(fā)展起來(lái)的,20多年來(lái)從無(wú)到有、從小到大,取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。特別是近年來(lái)我國(guó)熱固性粉末涂料發(fā)展速度加快,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)全國(guó)涂料 行業(yè) 的平均發(fā)展速度。2002年熱固性粉末涂料產(chǎn)量達(dá)27萬(wàn)噸,首次超過(guò)美國(guó)而居第一;2003年熱固性粉末涂料產(chǎn)量達(dá)到34萬(wàn)噸,年增長(zhǎng)率為25%,是全國(guó)涂料產(chǎn)量增長(zhǎng)率的2倍多;2004年熱固性粉末涂料產(chǎn)量達(dá)到41萬(wàn)噸,年增長(zhǎng)率為20%。我國(guó)已經(jīng)成為名副其實(shí)的粉末涂料生產(chǎn)大國(guó)。
雖然我國(guó)熱固性粉末涂料產(chǎn)量已經(jīng)位居世界第一,成為世界粉末涂料生產(chǎn)大國(guó),但還稱不上粉末涂料生產(chǎn)的強(qiáng)國(guó)。目前我國(guó)粉末涂料的中大型企業(yè)所占市場(chǎng)份額僅有40%左右,一半以上的市場(chǎng)份額被數(shù)以千計(jì)的小企業(yè)所瓜分。高度的市場(chǎng)分散程度使 行業(yè) 自律弱化,以至于面對(duì)2004年和今年一季度原材料大幅漲價(jià)的市場(chǎng)局面,內(nèi)部難以協(xié)調(diào),許多企業(yè)在微利甚至是沒有利潤(rùn)的情況下慘淡經(jīng)營(yíng)。我國(guó)熱固性粉末涂料產(chǎn)業(yè)升級(jí)任重道遠(yuǎn)。
第二節(jié) 粉末涂料 行業(yè) 發(fā)展
一、環(huán)氧粉末涂料應(yīng)用廣泛
環(huán)氧粉末涂料以雙酚A型環(huán)氧樹脂、線性酚醛樹脂改性環(huán)氧樹脂和脂肪族環(huán)氧樹脂等為主體,在一定的溫度下混煉,冷卻后粉碎而形成。環(huán)氧粉末涂料無(wú)污染,熔融黏度低、涂膜堅(jiān)固、流平性好,不需要底漆涂膜,力學(xué)性能好,有優(yōu)異的反應(yīng)活性和貯藏穩(wěn)定性、耐腐蝕性、耐化學(xué)藥品性,涂料的配色好、固化劑選擇范圍寬、應(yīng)用范圍廣。目前環(huán)氧粉末涂料 研究 的熱點(diǎn),主要在熱敏基材的涂料以及防腐涂料應(yīng)用方面。
用于熱敏基材的環(huán)氧粉末涂料是傳統(tǒng)的用途。由于粉末的固化溫度較高(180~220℃),固化時(shí)間長(zhǎng)(10~30min),使其僅能應(yīng)用于金屬等耐熱基材,而且相對(duì)能耗大費(fèi)時(shí);且由于其熔融流平和固化開始階段有一定重疊,如控制不好涂層就會(huì)出現(xiàn)平整度上的缺陷,如縮孔、桔皮等問(wèn)題。為此人們重點(diǎn)開發(fā)了UV固化粉末涂料及低溫固化粉末涂料用于熱敏基材。熱敏基材應(yīng)用方面主要包括UV固化環(huán)氧粉末涂料、低溫固化環(huán)氧粉末涂料。其中UV固化粉末涂料是1種將常規(guī)涂料和UV固化技術(shù)相結(jié)合的新技術(shù),常規(guī)粉末涂料通常不能用于薄膜基材和熱敏基材,雖然目前已有低于150℃固化的常規(guī)粉末涂料投放市場(chǎng),但仍存在儲(chǔ)存穩(wěn)定性差、流平性不好,對(duì)熱敏基材而言固化溫度仍過(guò)高等問(wèn)題。
液體UV固化涂料應(yīng)用于熱敏基材的涂敷,其特點(diǎn)是固化速度快、固化空間小、能耗低;但液態(tài)的UV固化涂料所用原材料的分子質(zhì)量低,存在著對(duì)皮膚和眼睛的刺激性危害和固化膜收縮率高等缺點(diǎn)。UV固化粉末涂料是無(wú)溶劑的環(huán)保涂料,無(wú)刺激性危害,一次涂裝并可用于熱敏基材,低溫流動(dòng)性好、固化速度快、固化空間小,熔融流動(dòng)性和固化步驟分離,使得UV固化粉末涂料在固化前達(dá)到最佳流平狀態(tài),保證涂膜質(zhì)量。另外粉體熱穩(wěn)定性好,用常規(guī)擠出設(shè)備不會(huì)發(fā)生熱交聯(lián)。目前,UV固化粉末涂料應(yīng)用于木材的涂裝,如中密度纖維板(MDF)、鋁鎂合金、塑料、汽車蒸發(fā)器、厚質(zhì)工件、預(yù)制件以及卷材的涂裝。
涂料廣泛應(yīng)用于鋼材結(jié)構(gòu)的防腐,頗受歐洲人的青睞,其主要由環(huán)氧(EP)底層涂料和風(fēng)化穩(wěn)定的頂層涂料(主要是聚酯(SP)或EP/SP混合粉末)組成。這方面也是成果多多,據(jù)中國(guó)環(huán)氧樹脂 行業(yè) 協(xié)會(huì)專家介紹:使用填充鋅的環(huán)氧粉末涂料作為底層涂料,為鋼材表面提供陰極防蝕性能;將鋅粉和環(huán)氧樹脂混合物捏合、固化粉碎成平均直徑30~35μm的粉末,將其沉積于280℃的鋼板上并于200℃烘烤,所得涂膜加熱至255℃以上而不黑化,并具有良好的耐鹽水溶液性和耐候性;熔融粘合環(huán)氧粉末(FBEP)涂料廣泛應(yīng)用于流動(dòng)輸送的一些管件,如管道、泥漿泵等;通過(guò)控制固化過(guò)程和涂料的組分可以改善FBEP涂料的抗腐蝕性能,例如160℃固化60min的涂料比在220℃下固化5min具有更強(qiáng)的抗腐蝕性能;FBEP涂料的抗腐蝕性能還依賴于填充物的特性,隨著填充物片斷和尺寸的增加抗腐蝕性也會(huì)增加。
二、可回收玻璃瓶防護(hù)涂料問(wèn)世
目前市場(chǎng)流通的可回收玻璃瓶中,很多瓶子都因?yàn)槲锢淼哪p影響了外觀裝飾,特別是瓶子與瓶子之間在灌裝過(guò)程中相互的碰撞都直接造成了外觀的破損。因此在飲料灌裝過(guò)程造成外觀破損將使得生產(chǎn)線返工,造成企業(yè)成本的增加。根據(jù)未公開的市場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,其中10%~15%的玻璃瓶與灌裝設(shè)備的不匹配直接造成了玻璃瓶外觀的破損被迫返工。這樣的摩擦破損其實(shí)是可以通過(guò)為玻璃瓶涂裝防護(hù)涂料來(lái)解決的。法國(guó)阿科瑪(Arkema)公司和其全球合作伙伴噴涂系統(tǒng)公司已開發(fā)適合可再回收玻璃瓶使用的涂料。
阿科瑪一直致力于玻璃用涂料產(chǎn)品的開發(fā)和研制,為不同的玻璃產(chǎn)品提供高質(zhì)量的涂料解決方案,為建筑裝飾、包裝和其他應(yīng)用領(lǐng)域的客戶創(chuàng)造產(chǎn)品附加值。阿科瑪和噴涂系統(tǒng)公司(SprayingSystems)日前共同達(dá)成了一份合作方案,根據(jù)該方案雙方將聯(lián)合進(jìn)行可回收玻璃包裝瓶用涂料產(chǎn)品的研發(fā)和商業(yè)運(yùn)作。
Tegoglas300是阿科瑪專為可再回收玻璃瓶開發(fā)的一款抗磨損涂料產(chǎn)品,在抗磨損的同時(shí),它還可以幫助玻璃瓶在灌裝設(shè)備上減少噪音,提高流動(dòng)速率,從而增加生產(chǎn)效率。而采用該涂料涂裝的玻璃瓶也將較沒有使用涂料的產(chǎn)品,提高50%的使用壽命,大大降低了企業(yè)采購(gòu)成本。
三、粉末涂料生產(chǎn)的新型VAMP工藝
VAMP工藝中,使用超臨界態(tài)的液態(tài)二氧化碳作加工介質(zhì)。超臨界態(tài)是將二氧化碳?jí)嚎s并加熱到臨界點(diǎn)以上時(shí)獲得的。在臨界點(diǎn)下,液態(tài)相和氣態(tài)相的平衡消失,并稱此為超臨界狀態(tài)。許多其它化合物也可以變成超臨界狀態(tài),但二氧化{TodayHot}碳成本低,易于獲得,且環(huán)保許可。在超臨界狀態(tài)下,二氧化碳兼具氣體和液體二者的性質(zhì)。
將主要為固體和粉末涂料原料裝入配有一個(gè)攪拌漿葉的主壓力容器中,接著將二氧化碳充于該容器中,直到達(dá)到臨界點(diǎn)。VAMP工藝的條件可在55~80℃及2400~3000PSI的范圍內(nèi)。在熔融擠出法中,溫度范圍處于90~130℃,而且由于外部加熱裝置和粘性物料的加入,擠出機(jī)壁筒的溫度往往更高;然而用二氧化碳作加工介質(zhì),具有熱交換充分、混合溫度低,由此降低了膠化的危險(xiǎn)性,其容器內(nèi)的溫差被保持在熱交換表面的1~3℃內(nèi)。超臨界二氧化碳通過(guò)溶脹樹脂和聚合物對(duì)其的影響與體系的壓力成正比,并且增加了他們?cè)诘蜏叵碌牧鲃?dòng)性。樹脂和聚合物的溶脹降低了其玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度,由此使樹脂在低于正常玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度5~7℃下的流動(dòng)性增加。樹脂的行為表明,低于臨界態(tài)下,二氧化碳溶于聚合{HotTag}物內(nèi);在超臨界狀態(tài)下,聚合物類似超臨界流體,不存在聚合物溶解度的證據(jù)。
細(xì)分的無(wú)機(jī)顏填料,如二氧化鈦和碳酸鈣,隨著從其絮凝粒子上的吸附水的去除被分散于體系中,低分子量的有機(jī)物質(zhì),如UV穩(wěn)定劑被溶解和擴(kuò)散于樹脂中,超臨界流體降低了濕潤(rùn)接觸角,因而使樹脂和無(wú)機(jī)顏料密切混合。當(dāng)達(dá)到均勻時(shí),該批料采用噴射流工藝,經(jīng)噴嘴噴入接收器中。在此排放過(guò)程中,由于二氧化碳的相轉(zhuǎn)變導(dǎo)致快速冷卻,有利于生產(chǎn)。再經(jīng)篩分機(jī)篩分后,選取所需的粒徑部分進(jìn)行包裝。
四、紅外線技術(shù)加快粉末涂料生產(chǎn)
基于粉末涂料一般直接涂覆于鋼板或鋁板上,需要在特定時(shí)間、特定的溫度下完成固化工作。使用傳統(tǒng)的固化工藝時(shí),需要先使用燃?xì)饧t外線對(duì)粉末涂料進(jìn)行預(yù)熱。但這一過(guò)程通常會(huì)引發(fā)設(shè)備故障,經(jīng)常造成停工,降低了生產(chǎn)速度。德國(guó)Heraeus公司終于找到新的替代工藝。使用中波紅外線技術(shù)直接將粉末涂料加熱到指定的溫度,減少了多個(gè)工藝流程,大大提高了生產(chǎn)效率。
五、粉末涂料未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
粉末涂料的發(fā)展正在呈現(xiàn)出以下幾個(gè)趨勢(shì):
1、功能化
功能型涂料不僅僅需要具備無(wú)溶劑的環(huán)保,而且還要建筑鋼筋的保護(hù)方面表現(xiàn)突出。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家,早就規(guī)定用于建筑的鋼筋在使用之前必須進(jìn)行特種粉末涂料噴涂。而我國(guó)在這方面做的還不是很到位,所以只在斜拉索大橋的鋼索保護(hù)上逐步由油脂保護(hù)轉(zhuǎn)向了功能涂料保護(hù)。
2、薄膜化
在一般情況下,粉末涂料膜的厚度為60~70μm,而通常溶劑型涂料膜的厚度為20~30μm,這就相差了兩們,所以在以后粉末涂料發(fā)展的方向會(huì)在這方面,而且應(yīng)該是重占方向。
3、重組加快
由于現(xiàn)在涂料 行業(yè) 的發(fā)展,現(xiàn)在有很多的大型粉末企業(yè)合并了很多的小型涂料企業(yè),這種有效的整合了技術(shù)、資金。目前這種整合步伐正在加快,因此這也將會(huì)是今后粉末 行業(yè) 的一個(gè)發(fā)展方向。
六、未來(lái)國(guó)內(nèi)粉末涂料的 市場(chǎng)發(fā)展 趨勢(shì)
目前國(guó)內(nèi)粉末涂料在汽車工業(yè)中多用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車輪、濾清器、操縱桿、反光鏡、雨刮器和喇叭等零部件的涂裝。由于技術(shù)的限制,目前汽車用粉末涂料只是單色系列,如中涂和清漆,這是由于粉末涂料不能象液態(tài)涂料那樣可以迅速換色。今后汽車用粉末涂料的發(fā)展,將在進(jìn)一步提高耐候性、抗紫外線性、低溫化、薄膜化和提高裝飾性方面努力。隨著環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)和粉末涂料技術(shù)的不斷提高,粉末涂料的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。
粉末涂料其它的市場(chǎng)還包括應(yīng)用于管道方面和用于增強(qiáng)螺紋鋼筋的的防腐蝕性粉末涂料,該類粉末涂料主要以純的環(huán)氧體系(熔結(jié)型)為主。在歐洲螺紋鋼筋的市場(chǎng)幾乎被忽視,但從技術(shù)的角度來(lái)看,這個(gè)領(lǐng)域被認(rèn)為具有很大的增長(zhǎng)空間。由于在不同地區(qū)統(tǒng)計(jì)分類方法的不同,對(duì)不同領(lǐng)域粉末涂料的消耗量進(jìn)行評(píng)估將是十分困難的。當(dāng)用粉末涂料與一些符合選擇原則的VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物)涂料進(jìn)行經(jīng)濟(jì)對(duì)比時(shí),必須重視包括涂裝成本在內(nèi)的總成本。相對(duì)于其它一些環(huán)保涂料,在實(shí)際涂裝過(guò)程中,使用粉末涂料的優(yōu)勢(shì)是原材料利用率從95%提高到99%;能量損耗則降低30%(與傳統(tǒng)低固含量的瓷漆相比);勞動(dòng)力花費(fèi)將降低40%~50%;由于表面缺陷而丟棄的物料大約減少4~6倍,因此幾乎減少90%的廢料。
在涂裝設(shè)備方面的最新發(fā)展是制造了更輕易被清洗、換色更快的涂裝生產(chǎn)線;開發(fā)低溫固化和高反應(yīng)活性粉末涂料的趨勢(shì)能提高生產(chǎn)線速度、節(jié)省能量、使粉末涂料在經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)勢(shì)更具吸引力。
MDF采用粉末靜電噴涂具有涂膜性能優(yōu)良、施工效率高、能耗低等優(yōu)點(diǎn),固體分100%的粉末涂膜將木制品包封后可防止木材內(nèi)部有害物質(zhì)的揮發(fā),使其成為名副其實(shí)的綠色產(chǎn)品。當(dāng)然,需要改善的,比如粉末的化學(xué)貯存穩(wěn)定性:潛催化劑、或能阻止基料在貯存溫度時(shí)反應(yīng)而不影響固化條件的助劑。物理貯存穩(wěn)定性:提高體系的玻璃溫度,但不影響體系反應(yīng)速度和體系粘度紙張、塑料、木材及家具制造業(yè)也是涂料的最大用戶之一。粉末涂料已成功地應(yīng)用于熱敏材質(zhì)的涂裝,并且真正實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。作為一支新興的具有廣闊前景的涂料品種,粉末涂料將進(jìn)一步擠占液體涂料市場(chǎng)。UV固化粉末涂料和低溫固化粉末涂料制造工藝的完善,使粉末涂料應(yīng)用于熱敏材質(zhì)成為可能?,F(xiàn)已投入運(yùn)營(yíng)的粉末涂裝流水線,都是用于MDF(中密度纖維板)涂裝的。
卷鋼涂裝是一種預(yù)涂裝,與傳統(tǒng)的“后涂裝”工藝有所不同,由于具有簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝、高效施工、節(jié)省投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用、符合環(huán)保法規(guī)要求、涂膜性能優(yōu)于傳統(tǒng)方法等一系列優(yōu)勢(shì),卷鋼涂料成為當(dāng)今涂料 行業(yè) 的發(fā)展方向之一。
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