薄涂粉末卷材涂装作为行业新宠,能否“后来居上”?

粉末卷材涂装一直是粉末行业关注的课题。国家对溶剂型涂料采取一系列限制后,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,但目前的静电喷粉技术很难满足这一要求。

粉末卷材涂装一直是粉末行业关注的课题。国家对溶剂型涂料采取一系列限制后,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,但目前的静电喷粉技术很难满足这一要求。

随着国家环保政策的严格要求和人们对健康环保的追求,含有有机性挥发剂的液体涂料逐渐被环保涂料取代。

早在多年前,国家便提出“十三五”科研发展建议项目,有应用基础理论性项目(包括应用性研究、新型原材料、先进设备和自动化环保技术和涂层性能评价技术),有汽车、建筑、海洋、防腐、木器、卷材、集装箱、粉末、军工等涂料和颜料与助剂等领城的重点项目,均有关键技术等待突破。

以往,全球卷钢涂装几乎都是液体涂料,对环境造成很大污染。在“十三五”期间,对上述重点项目要努力攻克其技术关键,形成一批产业化成果,要改变在高端涂料市场和高档助剂市场国内企业不占竞争优势的被动局面。特别要突破一批共性技术关键,如水性涂料树脂、高固体分涂料树脂的技术关键,达到性价比优越、产业化和商品化,这对降低涂料中VoC意义重大,对粉末涂料的应用领域来说这些技术更是至关重要!因此,粉末涂料应用在卷材中也得到了市场的初步肯定。‍

粉末涂装的优点是一次涂装可以得到厚涂膜(50~150μm),生产效率高,节约资源,减少VOC排放,符合现代环保理念的要求,所以粉末涂料得到了长足的发展。然而彩钢板的涂膜并不需要太厚,为了降低涂装成本和一次喷涂合格率,薄涂粉末涂料有着特殊的应用领域,薄而均匀的涂膜是薄涂粉末涂膜非常重要的性能。

常规粉末涂料的涂膜厚度为60~80μm,只有达到该膜厚才能保证被涂工件完全遮盖,涂膜平整度及各项性能指标符合要求。如果将常规粉末涂料的膜厚降到45~60μm,要实现上述性能并保证一次上粉和边角上粉的均匀性非常困难。因此对常规粉末涂料的粒度分布、遮盖力、流平性、带电效率进行改进,是开发薄涂粉末涂料必须解决的问题。

彩涂卷涂层耐久性与涂料种类、涂层厚度、使用环境的腐蚀性等因素有密切的关系。大气暴露试验是评价涂层耐久性比较可靠的方法,但是大气暴露试验存在试验时间长、试验成本高、管理难度大等问题,因此主要用于基础研究和科研开发。

想要实现卷材粉末涂装的真正转型,其实不止是粉末量产困难,涂装技术突破和设备跟进也是大问题。

彩涂板粉涂法,粉涂法的预处理类似于传统的辊涂法预处理,预处理后的基板外表面涂上粉末粘结剂,之后穿过粉涂箱装置,在强大的静电场下,粉末旋转刷产生带电涂料粉末云颗料,飞向高速运行的基板,粉末颗粒便均匀地沉积在带钢表面上。

目前来说国外卷材涂装公司有技术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。

值得一提的是,擎天材料目前已掌握了“卷钢用快速固化粉末涂料及涂装技术”等核心技术。另外,“卷钢高速彩涂专用粉末涂料产业化研究”等项目正在研发。

在高速卷材彩涂领域,国内擎天材料公司从2012年开始与中国中冶下属公司成立了联合研发团队,研发卷材粉末涂料及涂装新技术,历时5年,采用了大量创新技术,解决了一系列关键技术难题,成功研制出国内乃至全球首条高速卷材粉末涂料涂装生产线及与之配套的先进高性能粉末涂料,实现了卷材彩涂的绿色涂装。2016年11月,擎天公司研制的高速卷材彩涂专用粉末涂料在山东某钢板公司成功应用,连续涂装生产速度可达80m/mins以上,远超目前国际上同类生产线(约40m/mins)的涂装生产速度,达到国际先进水平,后续生产线速度可进一步提高到120m/mins,涵盖了目前大多数油漆辊涂生产线的涂装速度。‍

项目从环保粉末涂料的关键树脂材料研发开始,解决了粉末涂料快速固化,粉末涂料薄涂、提高涂层机械性能和耐腐蚀性能等关键技术难题,率先研制成功彩色卷钢预涂粉末涂料与关键树脂材料,实现无溶剂排放的环保粉末涂料在预涂彩钢板上高速涂装,大幅降低卷钢涂装过程中的VOC排放,提高生产效率。产品广泛应用于家电和建材等领域,极大降低相关行业的污染排放,减少生产工序。技术水平将处于国际同业先进水平。

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。‍‍

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?都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。

一旦该技术应用成熟,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。

新技术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。‍

我相信,在将来不久,我国粉末涂料与涂装技术能够走上世界前沿,虽然我们起步晚,但是“后来居上”这个成语向来都是用来形容中华民族伟大的奇迹的!更广阔的市场在等着我们呢!

uncoating

发表评论

Next Post

薄涂粉末在金属卷钢行业的崛起 “三位一体”的正确打开方式

周五 11月 8 , 2019
众所周知,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,相当于整个行 […]