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未来环保涂料市场粉末涂料能否异军突起笑傲江湖(I)

时间:2018-5-9 10:55:08 点击:66

  核心提示:粉末涂料是100%固体含量、零VOC的“4E”涂料,自诞生之日起就是公认的环境友好涂料而迅速对多个传统工业领域溶剂型涂装实现了颠覆式的产业替换,从传统的家具、家电、铝型材、交通、能源等行业到船舶工业、海洋工程和管道工业,都取得了很好的效果。粉末涂装对环境要求低,可使用流化床、静电、滚涂、淋涂、火焰等...

    粉末涂料是100%固体含量、零VOC的“4E”涂料,自诞生之日起就是公认的环境友好涂料而迅速对多个传统工业领域溶剂型涂装实现了颠覆式的产业替换,从传统的家具、家电、铝型材、交通、能源等行业到船舶工业、海洋工程和管道工业,都取得了很好的效果。粉末涂装对环境要求低,可使用流化床、静电、滚涂、淋涂、火焰等多种涂装方式,过喷的粉末可以100%回收,涂膜性能优异,是发展较快的低VOC涂料。

    1、粉末涂料主要应用领域

    粉末涂料因其突出的环保优势,应用领域极其广泛,包括建筑铝型材、暖通(暖气片)、重防腐领域(石油管道、消防管道、水管、桥梁防腐、高铁、矿山管道等)、家用电器、汽车、农用机械、自行车、金属家具、防盗门、护栏、电子电器,在家电、建筑铝型材、金属家具等领域粉末涂料更是有着广泛的应用。随着原材料、涂装设备与工艺技术的进步,粉末涂料的应用空间正在不断拓展。

    1.1建筑、家电与家具行业

    在建筑金属型材中,铝型材占比在80%以上,参考前瞻产业研究院《中国铝型材行业市场需求预测与投资分析报告》整理数据显示,2017年6月我国铝材产量588.4万t,同比增长13%,1~6月累计产量3025万t,为全球铝型材第一生产大国。建筑铝型材、铝天花板、铝门窗、铝合金幕墙、铝塑板、铝扣板等目前基本采用粉末涂装。建筑铝型材专用粉末涂料需要有超强的耐候性和装饰性,同时能满足环保要求。

    氟碳粉末涂料具有超强的耐候性,达到AAMA2605标准,可保证铝型材20a以上的耐候防护,是超耐候环保涂装的最佳选择。随着真空热转印技术的成熟,热转印粉末涂料可以通过转印技术把金属变为“木材”或“不锈钢”,热转印技术在铝型材、防盗门、家具上的成功应用使“转印粉”形成粉末涂料一个重要分支。在“以铝代木,回归自然”的健康、环??、节能背景下,越来越多的铝型材表面进行了木纹转?”砻娲?,通过Qualideco认证的“铝型材转印粉”可应用于铝门窗、幕墙这些要求超耐候的建筑物上,而且使建筑物更加贴近自然。

    粉末喷涂以其色彩鲜艳、坚固耐用的特点成为当今金属家具最环保的标准喷涂技术,近年来由于木材资源的短缺,铝家具应运而生。经木纹转印技术处理制作的全铝合金办公家具、户外家具以及储存类家具(如衣柜、橱柜等)表面呈现逼真的紫檀、橡木、胡桃等木材的自然原色,实现了绿色家居生活,零甲醛,零污染,美观耐用并可循环利用。

    家用电器用粉量约占整个粉末涂料用量的60%,粉末涂料以其色彩鲜艳、坚固耐用的特点占据大部分家电涂装的(如冰箱、洗衣机、空调、微波炉、厨具等)市场。

    1.2管道、管件、阀门工业

    埋地石油管道、天然气管道、输水管道处在极其复杂的腐蚀环境下,其防腐?;ぜ渲匾?,通常要求有50a以上的防护寿命。熔结环氧粉末涂料(FBE)在20世纪60年代成功应用于管道工业,使管道防护技术产生了质的飞跃。通过加热将FBE熔融固化并粘接在金属底材上,具有优良的附着力、低氧渗透率、耐微生物腐蚀、无阴极屏蔽、坚硬耐磨、涂层表面光滑以及优异的耐腐蚀性能,特别适用于高盐、高碱的土壤及高含盐分的海水和酷热的沙漠地带等苛刻环境。FBE管道防腐已形成了完整的高度自动化涂敷工艺,在发达国家,有50%以上的管道商选用FBE涂层,如美国输油管道、输气管道以及输水管道的内外防护中有40%~50%的工程采用FBE涂层;英国天然气公司从1977年开始使用FBE,并指定该涂料为所有海底管道的防腐蚀涂装材料;在欧洲和中东地区的油气管道主要采用3PE防腐层(底涂是FBE)。借鉴发达国家的经验,我国大中型输油管线、输气管线以及输水管线也基本使用了3PE防腐层和FBE,我国4000km“西气东输”大量使用FBE粉末,用量达到1.5万t。英国、美国等许多西方国家成功地将FBE应用于输水管道的内涂层,沙特国家输水管线已使用30a以上,涂层依然完好如初;FBE和热塑性聚乙烯粉末涂料(PE粉)是CJ/T120—2016《给水涂塑复合钢管》标准中指定的内外防腐涂层,南水北调工程输水钢管内防腐大量使用FBE涂层技术,不仅达到输送饮用水标准,而且保证了50a以上的长效防腐;双层FBE技术应用于管道的穿越技术提供管线在穿越过程中与砂石土壤的耐磨性;海底管道技术使用FBE以及聚乙烯粉末涂料的历史也有近50a。

    表1为管道工业中3种最常见涂层的性能对比。

    从表中数据可以看出,FBE的性能优于无溶剂环氧涂料,甚至略优于无溶剂聚氨酯涂料。

                               表1:3种外防腐涂层性能对比

    1.3钢筋

    钢筋是建筑工程不可或缺的基本材料,钢筋的使用寿命决定着建筑物的使用年限。FBE涂层钢筋技术始于美国,美国曾先后试验了56种涂层材料,最终选用了环氧粉末涂层,该涂层不仅防腐性能极佳,而且环氧涂层钢筋与混凝土的锚固力降低幅度在10%以内,是各类涂层材料中最小的。1913年,在建造宾夕法尼亚大桥中成功使用了FBE涂层钢筋,比预期使用寿命提高了1倍以上,粉末涂料从此成功进入建筑领域。比较其他防腐方法,钢筋用粉末涂料是效益最高的混凝土结构防腐材料。国外有关资料说明,LPG码头建筑物的混凝土构件内的钢筋全部采用了粉末涂料?;?,使用年限由30a提高到50a,对工程耐久性的贡献十分突出,总造价只增加约1%~3%。

    FBE涂层钢筋防腐已成为路桥、海港码头、隧道、化工厂房等建筑工程中首选的防腐工艺。目前环氧涂层钢筋自动化涂装技术相当成熟,美国有2/3左右桥梁使用环氧粉末涂层钢筋,泰国、新加坡、马来西亚和沙特阿拉伯等国规定在建工程使用的钢筋必须有粉末涂料?;?。近年来,我国海上桥梁、沿海工程开工量持续增长,对涂层钢筋的需求量将越来越大,FBE涂层钢筋用粉末涂料的用量也越来越大。

    1.4钢绞线

    钢绞线(又称钢缆)是桥梁建筑的荷重结构材料,对防腐和耐盐雾性要求非常高(特别是沿?;蚩绾G帕海?,需通过3000h的盐雾试验。美国德克萨斯大学就斜拉索防腐体系进行了全面的调查,结果表明镀锌钢绞线+内涂层+HDPE套管是较完美的防腐体系,在腐蚀严重特别是海洋性气候环境中环氧涂层钢绞线具有独特的优势,而镀锌工艺则存在严重的环境污染。

    环氧粉末涂层预应力钢绞线作为新型预应力材料以其优异的防腐性能在桥梁工程中已有大量应用,如斜拉索、体外索、体内索、吊杆索、系杆索、岩土锚索和锚碇预应力索等,采用环氧粉末涂层技术提供长效防护,盐雾试验的耐蚀性远大于镀锌层,是氯离子或盐分含量相对较高的环境理想的防腐材料。在德克萨斯大学收集的意见中,环氧树脂粉末钢绞线体系的得分仅次于镀锌钢绞线体系?;费跏髦勰└纸氏吣透葱悦飨杂庞诙菩扛纸氏?,可使建筑物寿命提高3~6倍,这是粉末涂装技术所攻克的新领域,可以应用于城市桥梁、港口、码头等沿海地区潮湿环境下等受海水侵蚀的斜拉索、吊索等预应力工程构筑物;长期在污水浸泡下的污水处理池等;强腐蚀环境下的化工构筑物等。

    钢绞线FBE涂层工艺已实现了自动化涂装,涂覆环氧粉末的新型防腐钢绞线具有与母材钢绞线相同的强度特性,是目前防腐领域内预应力工程中的首选。美国有专门的环氧涂层钢绞线标准ASTMA882/A882M—2004。据我的钢铁网《我国预应力钢绞线市场概况与展望》显示,2016年我国共有长期稳定钢绞线厂家约42家,绞线生产线约200条,年设计产能达600万t左右,全年钢绞线实际产量约450万t,其中环氧涂层钢绞线(钢筋)按20%计,其产量为90万t。而每吨环氧涂层钢绞线(钢筋)需用环氧粉末涂料约50~70kg,意味着目前我国该领域年需求超过4万t环氧粉末涂料。随着FBE涂层钢绞线的应用比例在逐年速增,粉末涂料也将在钢绞线市场迎来巨大的增长。

    1.5其他行业

    交通运输行业(如高速公路护栏杆、?;ね?,动车、高铁、机车内装饰板,信号灯、电控柜),电子行业与IT行业中使用的马达、线圈、变压器电子组件、配电柜、电脑机箱、交换机,运动器材、健身器、售卖机、童车、小五金、电动工具,以及一些新兴的行业如共享单车、摩拜单车、快递箱等均采用粉末涂装。

作者: 来源:慧聪涂料网

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