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粉末涂料的发展前景

来源:www.nemxs.com 发布时间:2015-9-14 7:44:35

1.我国粉末涂料发展概况

  1.1 80年代中期随着国门打开,国外配方,生产技术,生产设备以及涂装设备逐步引入我国。行业工作重点转向消化吸收国外技术,努力实现国产化,并取得了长足进步。1993年中国由计划经济转向市场经济,2002年加入WTO都是中国经济发展的重大节点。粉末涂料行业乘势快速发展。在粉末涂料配方技术迅速进步的同时,在环氧、聚酯、固化剂、流平剂、消光剂、颜填料等原材料方面的研发和生产也取得了迅速突破。粉末涂料生产设备经过从引进进口设备和学习阶段开始逐渐发展成为具有中国特色的规模化供应体系。涂装生产线也从完全依赖引进国外设备发展到改造创新全套设计生产的完全国产化,大大降低粉末涂料的生产和涂装应用成本。对我国粉末涂料生产和应用的发展起到了重大推动作用。

  1.2国内热固性粉末涂料产量从1983年300t发展到1993年2.6万t,2003年的34万t直到2013年的111.5万t。我国粉末涂料产销量多年保持高速增长,自2002年超越美国后,2012年中国粉末涂料产量已占全球总量的42.6%,大大超过排名第二的美国(6.8%)成为名副其实的粉末涂料生产和应用大国。但从粉末涂料的品质,技术含量来看还称不上是强国。

  1.3中国粉末涂料初期发展得益于国外引进的主要原材料,制粉设备,涂装设备与涂装工艺。此后,主要原材料进行自主开发与推广应用,降低了粉末涂料的配方成本,为扩大粉末涂料应用市场起到了重要作用。但是以往粉末涂料的中国专利大多数是境外企业申请。国内企业很少涉足。近些年来我国粉末涂料专利申请有所突破。截止2011年底粉末涂料的中国发明专利申请827项。实用新型申请27项,分别占涂料中国专利申请的4%和15.8%。另外,从粉末涂料的品种结构看,我国粉末涂料的产品技术与欧美发达国家和地区还存在较大差距。

  2.粉末涂料技术的发展提高,依赖于高端市场的开拓。

  粉末涂料技术的发展是随着应用市场的开拓而相应发展的。不同市场领域对粉末涂料的要求差距非常大。30年来随着国内应用市场的不断拓展,家电粉末涂料、管道防腐粉末涂料、铝型材粉末涂料、散热器粉末涂料,防盗门粉末涂料、高速公路护栏粉末涂料、绝缘粉末涂料等产品的专业生产厂家不断涌现,为我国粉末涂料技术向高端发展夯实了基础。

  3.迈向粉末涂料强国

  提升我国粉末涂料技术含金量,成为粉末涂料强国,最好的途径是开拓培育新颖高端的粉末涂料应用市场。它会迫使科技人才发挥智慧,创新技术、发展理论,也会促使行业内有识之士为建立科技研发平台,注入必要的资金。他们之间的结合和发展是动态互补,交错实现的。

  随着新颖高端的粉末涂料应用领域的不断拓展,我国自有的粉末与涂装技术必将会不停地向高端冲刺。我国成为国际粉末涂料强国也指日可待了。

  4.粉末涂料技术开发的潜在市场

  4.1 MDF人造木板粉末涂装技术

  4.1.1 MDF人造木板采用粉末涂料替代传统溶剂型油漆涂装技术是当前国内外研究和开发的新颖高端粉末涂料技术市场。国外初期采用UV光固化粉末涂料技术,进而开发成功LTCP(低温固化粉末)技术,并将这类新颖的绿色环保木制品家具推向市场。它消除了油漆所含的有害物质VOC,大幅度降低了木制品排放的甲醛有害物质,受到市场和消费者的极大欢迎。

  4.1.2国内开发动态。国内起初也是跟随国外UV粉末涂装技术的足迹进行研究。但在研究过程中发现该技术的应用不适合中国的国情。2002年笔者所在单位上海新星静电喷涂设备厂,在国内带头研究成功用于MDF木板粉末涂装的中波红外固化烘道和SY水性导电液,实现了MDF板在室温下静电喷涂粉末涂料的新技术。中波红外固化烘道运用“等概率的不均匀达到均匀”的理念,改变了中波红外管传统的横布方式,采用了立式排布的设计结构。这不仅解决了工件表面辐照均匀的难题,并且烘道的加热功率降低50%以上。该设备为美国GE公司产品B超设备的工作台面进行了粉末喷涂,共计100多套。台面板尺寸为:30×800×1400毫米。新星公司还向比利时UCB(现美国氰特)公司,浙江天松公司,阿克苏公司和北京木材机械研究所:提供了这类实验室粉末涂装用的中波红外固化烘道设备。

  4.1.3广东地区因外贸需求,开始开发传统的红外管横布的中波红外固化烘道,采用国外流行的MDF板予热的热涂装工艺。这种灯管横布烘道的不足之处,在于较难调控MDF板表面辐照强度的均匀性。烘道的加热功率也比较大。该地区的家具制造企业对施工工艺,经过多年的反复摸索实验,掌握了适应南方潮湿气候的MDF粉末涂装工艺施工的要点,实现批量涂装生产。

  4.1.4 2012年笔者来到山东朗法博粉末涂料公司后,继续改进了原有的试验型粉末涂装生产线。正式定型了MDF粉末涂装生产线。并通过了山东省科技厅的科技成果鉴定。目前该型设备正向珠三角,长三角地区的家具制造企业推广应用,并积极帮助家具制造企业培养生产骨干人员,让他们掌握粉末涂装批量生产所需的工艺窍诀和操作要点。

  4.1.5目前使用于MDF板涂装的粉末涂料商品只有外资企业太仓老虎公司和山东朗法博公司能提供,其固化条件分别为:135℃>5min和130℃10min。随着MDF粉末涂装应用市场发育成熟,MDF专用粉末涂料的生产制造很快就能在行业内形成本土化生产。其品种,款式和质地将会不断提高和创新。粉末涂料技术的含金量也将逐步递增。

  MDF人造板和非金属基材上应用粉末涂料的潜在用粉量可与金属上的用粉量相比。这是一个极为庞大的即将开发的高端市场。

  4.2彩钢板的粉末涂装技术

  4.2.1粉末卷材涂装一直是粉末行业关注的课题。国家最近颁布了对溶剂型涂料征收消费税的法规后,彩钢板行业“以粉代漆”的呼声日益高涨。国内彩钢板涂漆的速度已达到120m/min,目前的静电喷粉技术很难满足这一要求。

  国外Roll Coater创新了将大量粉末打入粉末涂装房。经过静电发生区域加载静电,实现涂装大量粉末到达基材上去,这种方法可实现工业化生产。但生产过程的膜厚控制比较困难,很难获得30-40μm的薄涂层。

  国内一家外资企业已开发出粒径12μm(D50)的粉末涂料,在镀锌钢材上涂装23μm厚的涂膜,平整度良好,耐腐蚀性通过1000h的盐雾试验考核,达到彩钢板的国家标准指标,该公司建立了一条类似First precision公司研发的高压狭缝喷粉试验线,线速25m/min,正处于试验阶段。

  4.2.2国内现在生产这类细粉涂料的技术已趋成熟。只待研究突破适用于这类细粉静电涂装设备,这块新颖高端的应用市场马上会得到爆发性增长。当前,客观存在的市场需求正在逼迫涂料涂装行业的科技工作者,针对这个应用领域,从理论应用,工艺技术研究和装备研发等各个方面下功夫提高含金量,跃上一个新的平台。

  4.2.3技术瓶颈

  MDF粉末涂料涂装技术在推广应用的10多年中,由于涂装工艺的技术瓶颈没有及时得到突破,造成了“三上三下”的局面。对于彩钢板粉末涂装技术的应用也必然会遇到类同的技术壁垒。1米宽的彩钢板按100m/min的生产速度,涂膜厚度为30-40μm进行测算,要求1分钟内4-5kg的细粉能够均匀地洒涂在钢板表面,同时还要保证钢板表面粉末的带电量均匀,粉末涂料要求在5-10秒钟内完全固化。这就是彩钢板粉末技术应用遇到的技术瓶颈。只有攻克了它,这个应用市场才会被启动。

  近悉,行业内有同仁正在筹划采用“高分子电偶极化带电”机理,设计制作全新的彩钢板粉末涂装模型。这种模型是把提高粉雾喷涂量和粉末带电结合在一起来解决涂装中的这些难点。这项研究无论成败如何?这是我国粉末涂料涂装技术迈向高端的必经之路。我国行业的科技工作者为实现粉末涂料中国梦,必须坚定地迈出这一步,敢于开发新颖高端技术的市场,它既给予我们压力,同时也给予我们创新发展的动力。

  4.3其他粉末涂料技术市场

  上面介绍的是两块新颖高端的大市场。它们应用推广成功,无疑会大大促进我国粉末涂料的发展和提升。此外,粉末涂料技术应用的范围极为广泛。许多新型行业的开发应用不仅会增加粉末涂料的使用量,并且会从多方面提升粉末涂料技术含金量。例如,金属邦定粉末涂料、防静电粉末涂料、导电粉末涂料、耐高温粉末涂料、抗菌粉末涂料、负离子粉末涂料、高反射率粉末涂料、反射隔热粉末涂料、散热粉末涂料等等。他们的开发应用不仅扩大了粉末涂料应用范围服务于社会。同时也将为我国粉末涂料库充实了许多高技术、高水平的粉末涂料品种。综合提高我国粉末涂料的科技水准。

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