粉末涂料目前的市场非常广泛,其应用范围涵盖从汽车工业一直到玩具、活动铅笔。电器工业为了避免使用溶剂漆也都转为使用粉末涂料。粉末涂料目前商业应用最成功的主要市场领域如下:
汽车工业
因为经济、质量及环境等方面的原因,粉末涂料在汽车工业的应用正日益增长。
粉末涂料在汽车工业中用作外部粘结的二道底漆,又称为“头二道混合底漆”,也用作引擎盖下面零件的涂饰。林肯、雪佛兰、戴姆勒―克莱斯勒、奔驰、道奇、吉普等车型都采用了粉末涂料作为外部粘结的二道底漆。
透明粉末涂层作为透明溶剂型涂层的替代品,已用于汽车工业如轮胎的涂饰。欧洲一些著名的汽车制造商如宝马和沃尔沃已将粉末透明涂层应用于涂饰到汽车外部零部件的底漆上。
那些既要求具有特殊保护功能同时又要求一定装饰性的零部件,如轮胎、轮毂罩、车门手把、散热器、装饰性配件、缓冲器、减震器、镜框、油过滤器、发动机组、蓄电池组外壳、卷簧等,也多采用粉末涂料涂饰。
电器工业
电器工业是热固性粉末涂料的最大单一市场,约占了所有粉末涂料1/3的销售份额。粉末涂料在电器工业的大量使用是因为粉末涂料能同时让产品既有良好的外观,又具备必须的耐磨损性、耐化学品性、耐温度周期性变化以及耐损伤性器件的破坏。
粉末涂料一般施用于炉灶及冰箱的前板和侧板,洗衣机的顶部和盖子,干衣机,空调,热水器,洗碗机架,冰柜及微波炉腔。原先许多洗涤、干燥设备上施用的搪瓷也已被粉末涂料所取代。
户外家具、草坪及园艺设备
户外家具、农用设备及草坪和园艺设备也是粉末涂料的主要市场之一。优异的耐久性和抗腐蚀性使得粉末涂料成为户外使用产品涂装的理想选择。
粉末涂料的农业应用方面如拖拉机和农具。在娱乐市场方面粉末涂料应用广泛,如高尔夫球杆和小车、滑雪杆和滑雪屐系结物、雪地车、自行车及健身器材等。家用市场方面如割草机、清雪机、烧烤架、院落家具、园艺工具、饲鸟罐、宠物笼子等。
建筑市场
由于粉末涂料杰出的耐久性、种类繁多、色彩丰富,建筑市场对粉末涂料的需求也日益增长。在欧洲,粉末涂料支配着整个建筑市场;在北美,建筑工业正在积极地拓展粉末涂料的用途。
聚酯―氰酸三甘油酯型粉末涂料和含氟聚合物粉末涂料的最新进展使得粉末涂料能与液态建筑涂料在耐久性、耐候性、耐褪色方面相媲美。它们可用于户外体育场馆的座椅及其他户外场合,如取代那些先前由于紫外线辐射而易降解的涂层。
用于门窗框架等的铝挤出件一般都采用粉末涂料涂饰,如幕墙、固定装置及组合家具。粉末涂料也广泛应用于高速公路及建筑工程上,如灯柱、防护栏、标志牌、标杆、栅栏等。
含聚四氟乙烯添加剂的粉末涂料能增加灯柱、草坪家具、购物车及货架的耐磨损性。
透明粉末涂料也经常应用于许多黄铜制品的外保护层,如门把,铰链、扶手、灯具、管子附件。在某些应用方面,很多粉末涂料还能取代铬、铜镀层。
电子/电气工业
在电子及电气工业中,粉末涂料常用作产品或零件的外层防护。然而,人们正在测评粉末涂料在电子及电气工业中的其他独特的应用功能。
在电线工业中,施用于铜及铝磁电线上的粉末涂料能大大缓解环境问题。另外,粉末涂料涂层的坚韧性和耐久性也有利于变压器和电机绕组的正常运行。
电子元件的生产中有时会使用导电性和放电性粉末涂料。在电子元件的生产、测试及运输过程中有可能会产生静电,而这些涂层可提供静电释放保护功能。
非金属制品市场
最初粉末涂料一般只应用作金属表面涂饰。然而,随着粉末涂料技术的进步,粉末涂料能够在较低的温度施工和固化,因而粉末涂料的市场已扩大到一些热敏基材如塑料和木材。
辐射固化技术(紫外线辐射或电子束辐射)使得施用于热敏基材的粉末涂料能在121°C以下固化。目前人们正致力于研究新的粉末涂料配方,使得粉末涂料能在100°C以下固化并对涂层的质量和耐久性没有损耗。
木材表面的粉末涂饰增势迅猛。由于低温要求的粉末涂料的进展以及密度均一木制品的进展,木材制造商及他们的客户们目前已经能够在很大范围内采用粉末涂料涂饰他们的木制品。家用及办公家具、橱柜、儿童家具、户外烤架台等的制造商们发现粉末涂层能使得他们的“高强度使用”产品能在更长的时间内仍然保持新貌。
粉末涂料在木制品市场最大的突破之一就是在工程木质材料如中密度纤维板(MDF)方面的使用。MDF由于低的孔隙率和表面均匀,非常适合粉末涂饰。通过红外或紫外辐射,辅以红外或对流烘箱,MDF表面的粉末涂层即可固化。
粉末涂料新原料及涂装工艺的进展将使得粉末涂料具有更大的未来市场机会。这些在粉末涂料中心的未来趋势中有相关介绍。
2001年全球热塑性粉末涂料市场超过了900,000吨,其价值约为36亿欧元。其中,欧洲市场占43%,亚洲26%,北美23%,其余地区共计8%。在整个涂料市场中,粉末涂料占的份额约为4%到15%(随不同的国家和地区有所不同)。
尽管粉末涂料的年增长率在最近的20年内一直维持在15%-20%(随地区有所不同),最近几年内粉末涂料的年增长率却有大幅度下滑。在欧洲,2001年粉末涂料首次出现了零增长。过去,粉末涂料的强力增长直接与该技术在某些应用方面能作为其他涂装方式的最低成本的替代品紧密相连。应当指出,粉末涂料在环保方面的优势与终端用户的经济效益挂钩。这给人们的总体感觉是:尽管粉末涂装技术现在并不很成熟,但未来这项技术还有很大的发展前景。
根据独立市场研究及相关行业专家分析,最近几年内粉末涂料的年增长率将维持在4%-6%。这意味着粉末涂料的市场增长将超过常规涂料。下面是对粉末涂料市场持如此乐观态度的几个原因。
1.在最近的将来,限制挥发性有机合物排放的相关法规的强制性实施将更加严格地限制常规液体涂料的使用;
2.对终端用户的底线而言,任何提高效率和生产率的涂装体系发展趋势都将获得他们的青睐。
3.得益于粉末涂料持续的研发工作,粉末涂料的性能一直在改善和提高。
然而,粉末涂料要取得未来的成功,非常重要的是要不断开创粉末涂料新的应用领域。为此,人们一直在进行着粉末涂装原料和设备方面的研发工作。
除了粉末涂料带给终端用户经济方面的优势之外,粉末涂料突出的性能和经久耐用也获得了用户的广泛赞誉。人们对粉末涂料的青睐到了这样一种程度:粉末涂料行业近期推出的一款商标能够迫使消费者去寻求该粉末涂料产品,也促使着制造厂商们来粉末涂装他们的产品。
国内未来粉末涂料市场发展趋势分析
在不同的地区使用不同类型的粉末涂料,其在地理区域上的差异是十分明显的,例如:粉末涂料在世界上有三个主要的市场,分别是欧洲、美国和日本,但由于历史原因和原材料利用方面的因素,这些地区都发展了各自不同的产品体系。基于羧酸官能团的聚酯/TGIC体系的粉末涂料在欧洲比较流行,以脂肪族聚异氰酸酯为交联剂的聚氨酯体系的粉末涂料在美国一直占据主导地位,现在,聚酯/TGIC/HAA/PT910体系的粉末涂料逐渐与其形成竞争格局。在日本,以二元酸为交联剂和使用含缩水甘油基的丙烯酸树脂为基料的粉末涂料一直占据市场的主导地位,而TGIC体系粉末涂料则几乎从未被使用过。
在美国和欧洲,应用于户内的以羧酸聚酯和环氧树脂为基料的“混合型”粉末涂料是最受欢迎的。
金属家具涂料工业也是粉末涂料最先进入的领域之一,其中基材主要以钢为主。混合型粉末涂料体系是应用于该用途的主要产品类型,而聚酯/TGIC(或其替代物)体系或聚氨酯体系一般主要应用于户外家具领域,如花园设施。在北美,草坪和花园设施产品也是重要的市场,大约占整个粉末涂料市场份额的7%。普通金属表面涂装工业是粉末涂料最大的市场,约占整个市场份额的50%。
家电工业也是粉末涂料重要的应用领域,在美国、在家用电器方面的应用占据整个粉末涂料市场的17%。自从人们接受稍微的橘皮效果以来,混合型粉末涂料体系在欧洲也被用作这种用途的主要产品。在美国,由于优先考虑光滑的涂饰效果,所以聚氨酯体系在家用设备方面的应用更为普遍。作为家电设备的保护性涂料,粉末涂料主要应用于以下典型产品:食品冷冻机、电冰箱、热水器、烤面包机、洗碗机盖、家用厨具,电和煤气加热器等。
汽车工业领域是对保护和装饰性用途的涂料具有最大需求的市场之一。在80年代,日本的Honda开始使用粉末涂料作为汽车车身的底面合一漆,意大利的Fiat也紧跟其后。相比之下,美国的汽车制造商在考虑引入粉末涂料作为汽车面漆的速度方面保持更加谨慎的态度。General Motors于1982年开始在小型载货卡车系列中使用粉末涂料作为汽车车身的底面合一漆,积累了相关经验,并把握了在其90年代早期在乘用汽车系列中使用粉末涂料的技术。Miller和Kerr同时总结了作为汽车底面合一粉末涂料的特性和优点:整体的平滑效果可改善后续涂层的外观、无VOC排放、整个车身抗碎裂和耐腐蚀、利用率100%、无废弃物处理问题。从经济性的角度来看,非常是结合粉末涂料所具有的高的利用率和可消除喷房中所聚集的涂料残渣等特性,使底面合一粉末涂料成为一类非常实用的产品,并成为汽车工业涂料技术革新的主要驱动力之一。例如:在1991年到1995年期间,General Motors和Chrysler在超过10种客车系列中使用粉末涂料作为乘用汽车车身的底面合一漆。自九十年代以后,底面合一粉末涂料在美国汽车生产中得到了进一步的巩固和发展,以下的事实也确认了这一点。在2000年,仅G M和Daimler-Chrysler两家公司天天就有超过10000辆汽车车身采用底面合一粉末涂料进行涂装。目前,欧洲的汽车工业涂料也秉承了这种发展趋势。
多年以来,汽车罩光清漆一直被认为是粉末涂料难以进入的领域。但由于粉末涂料在经济性和环保性方面的优势,最近、至少是底面合一粉末涂料在汽车涂装领域的成功应用以来,汽车制造商和涂料生产商都在这方面展开了广泛的研究。BMW是世界上第一家在其标准产品中使用粉末罩光清漆的汽车制造商,到2000年底为止,在BMW的德国工厂,粉末罩光清漆已投入商业化生产,共计生产了500000辆汽车。
Toyota一直在选择粉末罩光清漆的供给商,并在其实验性工厂按一定的规则,使用粉末罩光清漆对汽车进行定期的涂装和测试。
汽车工业是我国的支柱产业,汽车用粉末涂料有环氧聚酯混合型、聚酯型、聚氯酯型和丙烯酸型等。粉末涂料应用于汽车始于上世纪初,1990年底部分汽车零部件上喷涂粉末涂料获得成功,随着技术的日趋完善和粉末涂料性能的提高,现已完全能满足轿车涂装的各项要求,如外观装饰性、耐候性、耐化学品性、抗刮伤性、抗紫外线性等。
目前国内粉末涂料在汽车工业中多用于汽车发动机、底盘、车轮、滤清器、操纵杆、反光镜、雨刮器和喇叭等零部件的涂装。由于技术的限制,目前汽车用粉末涂料只是单色系列,如中涂和清漆,这是由于粉末涂料不能象液态涂料那样可以迅速换色。今后汽车用粉末涂料的发展,将在进一步提高耐候性、抗紫外线性、低温化、薄膜化和提高装饰性方面努力。随着环保要求越来越严和粉末涂料技术的不断提高,粉末涂料的应用将越来越广泛。
随着欧洲对聚酯/TGIC体系和美国对聚氨酯体系的广泛接受,户外应用粉末涂料市场正不断得以扩大。在欧洲,许多建筑上的铝合金材料是采用聚酯/TGIC体系粉末涂料进行涂装,在5到7年后,保光率为65%~85%,在十年后保光率为50%~65%。十年后涂膜厚度仅仅减少2~3%26mu;m。虽然已经找到了TGCI的替代品、例如羟基烷基酰氨或二缩水甘油酯体系的粉末涂料已占据了一定的市场,许多人使用这样的体系的粉末涂料可获得满足的结果。
粉末涂料其它的市场还包括应用于管道方面和用于增强螺纹钢筋的的防腐蚀性粉末涂料,该类粉末涂料主要以纯的环氧体系(熔结型)为主。在欧洲螺纹钢筋的市场几乎被忽视,但从技术的角度来看,这个领域被认为具有很大的增长空间。由于在不同地区统计分类方法的不同,对不同领域粉末涂料的消耗量进行评估将是十分困难的。当用粉末涂料与一些符合选择原则的VOC(挥发性有机化合物)涂料进行经济对比时,必须重视包括涂装成本在内的总成本。相对于其它一些环保涂料,在实际涂装过程中,使用粉末涂料的优势是原材料利用率从95%提高到99%;能量损耗则降低30%(与传统低固含量的瓷漆相比);劳动力花费将降低40%~50%;由于表面缺陷而丢弃的物料大约减少4~6倍,因此几乎减少90%的废料。
在涂装设备方面的最新发展是制造了更轻易被清洗、换色更快的涂装生产线;开发低温固化和高反应活性粉末涂料的趋势能提高生产线速度、节省能量、使粉末涂料在经济方面的优势更具吸引力。
MDF采用粉末静电喷涂具有涂膜性能优良、施工效率高、能耗低等优点,固体分100%的粉末涂膜将木制品包封后可防止木材内部有害物质的挥发,使其成为名副其实的绿色产品。当然,需要改善的,比如粉末的化学贮存稳定性:潜催化剂、或能阻止基料在贮存温度时反应而不影响固化条件的助剂。物理贮存稳定性:提高体系的玻璃温度,但不影响体系反应速度和体系粘度纸张、塑料、木材及家具制造业也是涂料的最大用户之一。粉末涂料已成功地应用于热敏材质的涂装,并且真正实现了工业化生产。作为一支新兴的具有广阔前景的涂料品种,粉末涂料将进一步挤占液体涂料市场。UV固化粉末涂料和低温固化粉末涂料制造工艺的完善,使粉末涂料应用于热敏材质成为可能。现已投入运营的粉末涂装流水线,都是用于MDF(中密度纤维板)涂装的。
卷钢涂装是一种预涂装,与传统的“后涂装”工艺有所不同,由于具有简化生产工艺、高效施工、节省投资和运转费用、符合环保法规要求、涂膜性能优于传统方法等一系列优势,卷钢涂料成为当今涂料行业的发展方向之一。
彩板生产技术1927年首创于美国,我国从80年代开始引进卷材涂料和涂装技术,20世纪90年代末,在中国开始兴起彩板的消费和生产,其增长势头异常迅猛,到2003年底,124个企业建成涂层机组169天,产能达874万吨。粉涂装置处在一个强大的静电场下,粉末旋转刷产生涂料粉末云,粉末云的固体涂料颗粒带有很高的电荷,其飞向高速运行的基板,产生足够大的边界穿透力,粉末颗粒便均匀地沉积在带钢表面。目前,全世界有5条粉末涂料彩涂线,其涂装带钢宽度达1300mm,机组工艺速度达100m/min。国内还没有真正意义上的粉末卷材涂装线,随着国家对环保要求的严格,以及性价比考虑,卷材涂装粉末化将逐渐为人们所熟悉,并成为卷材涂装的发展趋势。 |