国外环保工业涂料发展方向

与中国市场相比,国外环保型涂料发展有一定的深度和广度。我们最近在日本水性涂料发展对中国市场的借鉴一文中,曾经介绍了日本水性涂料发展的近况。下文来自日本关西涂料主办刊物《涂料的研究》第151期文章《面向工业市场的最新的“环境对应”涂料情况》整理而成,作者系日本关西涂料株式会社工业涂料部大西和彦。本文介绍了水性涂料、电泳涂料、粉体涂料、UV涂料等在钢制家具,家电,配电盘,农业机械,建设机械,产业机械,外装建材和饮料罐上的应用。

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工业领域除了汽车、建筑、防腐、船舶之外还包括非常多的市场领域。按涂装对象区分可分为产业机械、大型车辆、建材、电气机器、金属二次制品以及外装建材的非金属制品、饮料罐等众多领域;按所用涂料的形态可分为溶剂型涂料、水性涂料、电泳涂料、粉体涂料、UV涂料等,也为数众多。

近年来,世界范围内涂料产业相继出台诸多环境保护政策,比如VOC法规、PRTR法制化、ISO14000认证、REACH、GHS等。这些环境保护政策使涂料企业的环境保护意识得到大幅度提高。

在这种背景下,工业涂料领域也开始认识到环境友好型技术的重要性,以应对VOC法规为例,众多涂料企业逐渐加快向高固体份涂料、水性涂料、电泳涂料等方向靠拢的步伐。另外,从涂料产品的安全性出发,推进实现涂料产品无铬化,降低产品甲醛含量,使产品符合RoHS和ELV指令的要求,节省生产所需能源以及积极研发以植物为原料的淀粉涂料等。通过种种措施使环境友好型涂料实现规模化、制品化生产。

本文以家具、家电、配电器、农业机械、建设机械、产业机械、外装建材、饮料罐等领域为例,对一般工业领域的涂料市场动向以及该领域具有代表性的最新环境友好型涂料产品及技术进行分析。
1.钢制家具

钢制家具素材的厚度大约只有1毫米那么厚,考虑到生产效率,一般都是使用烧付型涂料(把涂料涂在金属上然后加热使涂膜硬化定型),其中烧付型醇酸树脂涂料最为常用。这种涂料产品可以使用在像桌子、箱子的外壳等物品表面。

但是随着人们对大气污染问题的关注度越来越高,在具有一定规模的涂装设施上使用溶剂型涂料就显现出诸多弊端。因此,在钢制家具领域必然要求从溶剂型涂料向水性涂料转化,这一过程在国外很早就开始了(而中国的涂料企业也已经意识到水性涂料的重要性,开始把目光瞄准水性涂料市场)。近年来,污染物排放和转移登记(PRTR)等制度的推广,更是加快了这一进程的推进,向水性涂料、静电喷涂涂料、粉体涂料等非溶剂型涂料发展的动向更加活跃,采用非溶剂型涂料的工业生产企业也不断增加。但是另一方面,水性涂料、粉体涂料、静电喷涂涂料等跟溶剂型涂料相比在同等的涂色效果管理、涂装作业、消除光泽上都要求更加专业。目前的生产成本还相对较高,导致销售价格也相对较高。

最近,随着人们对溶剂型涂料含有甲醛等危害物质的认识大大提高,对涂料中甲醛等危害物质的规避需要将促动人们更多地选择使用非溶剂型涂料的工业产品。对于容易患上“病大楼综合症”的白领阶层来说,更希望所处工作环境远离使用溶剂型涂料的物品,比如钢制办公桌等。

2.家电

家电制品的涂装方法大致可分为成型后再进行表面涂装(后涂装方式)和先对钢板进行涂装、成型后再进行加工组合(前涂装方式)两种。

后涂装方式上,一般由需求者(电器生产商)进行涂装作业。如果使用的是溶剂型涂料,则一般使用环氧树脂涂料作为底漆,醇酸树脂涂料作为面漆进行“2涂2烘”涂装。如果使用粉体涂料,则主要使用聚酯树脂涂料进行1涂1烘涂装(要求形成厚膜)。

另一方面,前涂装方式上,钢板的生产厂家通过专用的涂装生产线进行涂装烧付作业,然后交给需求者(电器生产商)加工组合。这种涂装好的钢板叫做PreCoatMetal(以下略称PCM)。

前涂装方式在涂装成形的钢板板的基础上组合成家电产品,较之后涂装方式更具合理性,而且在涂装作业上更加专业,系统分工明确,因此得到发展。特别是近几年来,兼备耐候性、耐污染性等功能的涂料技术的开发,实实在在地推进家电制品的前涂装化进程。随着前涂装钢板的适用范围的扩大,对家电产品高功能化(加工性和硬度、耐污染性、耐候性)、高意匠化的要求也越来越高。为了提高家电产品的耐腐蚀性,家电表面处理的底漆中往往要使用含有六价铬化合物的铬系防锈颜料。从环保的角度看,人们对自身健康的关注将使不含六价铬的无铬涂料的需求不断提高,无铬涂料将自然地流行起来。

另外,关于家电用塑料的涂装,一直以来都是使用来自石油产品的原料,而未来趋势必然是寻找新型原料代替石油化工原料。目前,使用可再生的植物原料的淀粉涂料是其中的一个发展方向。

3.配电盘

配电盘虽然被划分到重电机器领域,但是在一般工厂的生产设备中也有广泛的使用,因此配电盘的使用环境非常复杂,比如室外暴露、盐害、药品环境等。对配电盘的涂装方式一直以来都是通过增加高膜厚化以达到高耐腐蚀性、高耐候性、高耐药性等种种功能的要求。在制造配电盘的原材料中,

普通的薄板制品一般使用可以通过涂装生产线进行大量生产的烧付型涂料,在厚板等大型制品则一般使用常干型涂料。
但是最近不管不管板材的厚度,从生产性出发发展涂装生产线成为主要趋势。底漆使用阳极电泳涂料、面漆使用可以形成厚膜并可以减少VOC排放的粉体涂料的涂装组合也在增加。

现在,底漆使用阳极电泳涂料、面漆使用聚酯粉体涂料的涂装组合最多。这种涂装组合通过涂膜的重叠提高耐久性,并且通过2涂提高以往各单膜无法达到的端面防腐效果,从而发挥其优异的性能。此外,以缩短涂装工程施工时间节省能源为目的采用电泳、粉体涂料的“湿碰湿”涂装系统的趋势也越来越明显。只是对于耐药性的严酷的环境、大型配电盘以及必须对应颜色的通信机器和发电机等,多数使用强制干燥型的二液氨基甲酸酯树脂涂料。今后,从环境保护的观点出发,水性涂料、粉体涂料的使用将会得到进一步发展。

4.农业机械

在农业机械领域,以改善耐腐蚀性和完成度为目的导入电泳涂料为底漆,这在很早之前就已经应用。但在面漆上,随着大型、乘用型农业机械的普及,对其完成性要求提高到像汽车那样的水平的研究也正在进行。最近,PRTR制度的施行,使含有重金属的颜料正在逐渐被取代。底漆为阳性电泳涂料、面漆为低温烧付的溶剂型涂料的涂装组合是一个主要的标准组合。近年,为了迎合环境保护的需要,使用高固体份涂料、水性涂料、粉体涂料等作为农业机械面漆的研究也已经开始。

5.建设机械、产业机械

在建设机械、产业机械领域,现在使用的涂料主要有两种,即常温干燥型和强制干燥型。从涂装组合上说,具有代表性的是底漆使用常干型醇酸树脂系涂料、面漆使用二液氨基甲酸酯涂料的组合。一直以来,在组合好之后进行涂装的整车涂装方式是主流,但最近涂装后再组合起来的零部件涂装也很常见。零部件涂装可以改善防锈面从原有涂料残缺部位开始生锈的状况。另外,为了缩短涂装工程,采用一次厚涂二液氨基甲酸酯树脂涂料的方式也开始增多。

再者,由于是大型机械的缘故,在涂料选定上除了常用的常温干燥型涂料之外,强制干燥型涂料以及烧付硬化型涂料的使用也得到扩大,二液氨基甲酸酯树脂涂料以及考虑到环境保护的阳极电泳涂料、粉体涂料、水性涂料也越来越受欢迎。

6.外装建材

外装建材包括建筑幕墙、铝合金框、道路标线、栏杆、金属屋顶等。建筑用幕墙使用低污染高耐候性的氟系树脂涂料等进行涂装。在外装建材上使用粉体涂料进行涂装的方式最近在欧洲取得实际效果,在日本也已经针对其进行实用性研究。此外,铝合金框在欧美等国家主要使用粉体涂料,而在日本主要使用丙烯酸系电泳涂料;在栏杆、道路标线上主要使用粉体涂料。还有,近年对具有防污性能的涂料的开发也在推进。在金属屋顶材料及金属防护墙上主要使用PCM,并从高功能化(隔热性、耐污染性、高耐候性、高耐腐蚀性)以及环境保护的要求出发向无铬化方向发展。

7.饮料罐

饮料罐的内壁要求能够保持所装物品的品质并且防止所装物品腐蚀金属素材,外壁要求防腐并保持美观以提高商品价值等,因此必须使用涂料。从形状来分,可分为由罐体以及上盖组成的两片装(主要用于装啤酒和碳酸饮料)和由罐体、上下盖组成的三片装(主要用于装咖啡等)两种。最近,在罐用金属材料涂上聚酯涂膜形成薄片而制成的罐子在增加,但是传统的涂装方式依然被使用。

涂料在面对环境问题、省资源省能源等方面,开始从以溶剂型涂料为主过渡到以水性涂料以及热硬化型涂料、高固体份涂料等涂料为主。总之涂料的未来发展方向是开发使用方便、提高性能、节省成本的涂料产品。

最近,由环境保护要求提高催生的诸如排出权、环境税、中性碳等与环境保护相关的新词语越来越吸引人们的眼球。在这种全社会的高度意识下,对涂料工业领域来说,生产销售环境友好型新涂料实乃涂料企业的使命。

注:本文根据日本关西涂料主办刊物《涂料的研究》第151期文章《面向工业市场的最新的“环境对应”涂料情况》整理而成,作者系日本关西涂料株式会社工业涂料部大西和彦。

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