2024年12月13日,第一屆“粉涂聯(lián)動”—2024(重慶)粉末涂裝應用場景暨技術論壇圓滿落幕!本次論壇不僅匯聚了眾多業(yè)內精英和重量級嘉賓,還吸引了來自不同領域的終端用戶積極參與,共同探討粉末涂料技術的發(fā)展趨勢與應用前景。讓我們一起回顧現(xiàn)場的精彩瞬間。
中國涂料工業(yè)協(xié)會粉末涂料涂裝分會 理事長 駱飚
重慶安邦科技有限公司 總經理 劉朋林
“秘書處(西南地區(qū))” 授牌儀式
重慶市涂料涂裝行業(yè)協(xié)會 秘書長 李伏
重慶新型儲能材料與裝備研究院 執(zhí)行院長、書記 王敬豐
主題演講
重慶科技大學 教授 蘭偉 《粉末涂料現(xiàn)狀與研究方向》
中國是世界上最大的粉末涂料生產國和消費國,引領著粉末涂料技術發(fā)展和新興應用領域。蘭教授介紹了粉末涂料分為熱固性和熱塑性兩大類型,其中熱固性粉末涂料通過高溫交聯(lián)形成網狀分子結構固化成膜,并可通過交聯(lián)反應實現(xiàn)多種化學改性。
近年來,行業(yè)發(fā)展熱點包括低溫固化、重防腐、超細粉、金屬粉、高絕緣、抗菌型、疏水涂層、耐高溫、無氟替代以及生物基涂料等,這些創(chuàng)新不僅提升了涂料性能,還滿足了不同應用場景的需求。
附——近年來粉末涂料的發(fā)展熱點
低溫固化粉末涂料
粉末涂料的低溫固化一般是靠改變涂料的樹脂體系,以及在原料中添加促進劑來實現(xiàn),低溫固化技術在生產和使用仍有如下問題:
(1)原料中的固化促進劑降低了熱擠出上限溫度,使涂料的生產過程更難操控,廢品率高。
(2)低溫固化粉末涂料容易預固化,通常需要冷藏儲運,同時還容易影響漆膜的表觀性能,一般表現(xiàn)為橘皮紋增加和表面光澤下降。
這些局限性使其便利性較差,也間接提高了成本。
開發(fā)干混式固化催化劑,避開熱擠出過程,而直接干混入成品粉,是一種改進的途徑。關鍵還是要讓催化劑在粉末涂料烘烤成膜之前,不與樹脂和固化劑發(fā)生作用,有效地避免預固化,保證儲運方便性以及漆膜的表觀性能不受影響。
重防腐粉末涂料
重防腐富鋅粉末涂料技術,用于取代液體富鋅涂料以滿足產品設計(工況)要求,如海上運輸集裝箱、高要求的埋地管線、重要裝備等應用場合。
粉末涂料中添加大量的鋅粉制成富鋅涂層中,會極大地提高配方成本、加工及施工難度,并會造成固化后涂層脆硬、容易開裂及抗沖擊性能急劇下降。
某研究團隊采用特種片層狀添加劑與鋅粉在傳統(tǒng)擠出機中添加,不需要額外的生產設備,其抗腐蝕性能經中性鹽霧測試能夠超過5000小時,滿足苛刻的重防腐行業(yè)要求。
超細粉末涂料
由于范德華力等團聚力的作用,常規(guī)粉末涂料的平均粒徑最小能做到26微米,對應的漆膜厚度一般在55微米以上。
采用這種超細粉涂料超薄噴涂(膜厚小于40微米),不僅大量減少涂料用量,降低用戶成本,還得到近似液體涂料那樣薄而平整的涂層,使其可以滿足較高裝飾性涂層需求,提高了粉末涂料的應用范圍。
有一種思路是采用特殊配方的納米添加劑和獨特的生產工藝(添加方式),使納米添加劑均勻分布和牢固地附著在涂料顆粒表面,涂料顆粒間的相互吸引力(團聚力)大大降低(降低幾十倍到幾百倍),從而使聚團的、無法噴涂的超細粉末涂料具有極高的流動性和可噴涂性,能夠直接在現(xiàn)有噴涂設備上使用。
高含量金屬(效應)粉末涂料
金屬(效應)粉末涂料因其金屬質感的裝飾效果,在型材、五金和家居、家電領域的應用逐年升高。粉末中金屬效果顏料含量越高,金屬質感越強烈,外觀效果越高端,但是對金屬粉的制備技術要求越高,涂裝工序難度越大,容易導致涂裝生產成本高、成品率低、色差等問題。因此,高金屬含量粉末涂料的持續(xù)研發(fā)成為行業(yè)熱點之一。
另外,現(xiàn)有的涂裝設備對高含量金屬粉的噴涂仍然存在上粉較難,霧化不均等問題?,F(xiàn)有靜電噴涂設備也很難實現(xiàn)一次噴涂達到200 μm以上的高膜厚,對于這類有較高膜厚的噴涂只能采取二涂或熱熔的方式進行涂裝。普遍采用的直接傳熱燃氣固化爐,燃燒廢氣會對粉末涂層顏色產生影響,回收粉無法返回噴涂系統(tǒng)使用,間接導致成本增加。
高絕緣粉末涂料
具有電工特性的諸多特種設備都需要絕緣防腐涂層,有些領域的絕緣涂層厚度有限制,如近年來增長很快的新能源車用電池包外殼,這些都要高絕緣性的粉末涂料。
電阻率>109Ω·m的為絕緣材料,絕緣涂層除了電阻高,還要求較高的介電強度(擊穿場強),應大于干燥空氣的擊穿場強(31kV/mm)。由于電擊穿和厚度有關,絕緣涂層往往都比較厚,絕緣粉末涂料就很適合,綜合其它性能要求,應用較多的是環(huán)氧、環(huán)氧-酚醛、氟碳等粉末涂料等。
高絕緣性粉末涂料,主要是在涂料中合理的添加高絕緣介質粉末,配合優(yōu)質的工藝制備。有報道研究氮化硼環(huán)氧絕緣涂層,其擊穿場強可達 170 kV/mm。
零部件最終的絕緣性,和涂層厚度和結構有關(如雜質、微孔),因此涂裝后的涂層檢測也很重要。
抗菌粉末涂料技術
抗菌涂料在醫(yī)院設施、醫(yī)療用品、食品加工業(yè)、辦公樓、公共交通工具、家用電器、個人電子產品、兒童玩具等領域有著廣泛的市場,是一種極具市場潛力的新型功能涂料。
目前市場上以沸石載體銀離子抗菌劑為主導,但這種銀離子抗菌劑在耐久性方面仍不理想。由于這種抗菌劑中的銀是以離子形式存在的,在潮濕條件下很快全部遷移到涂層表面,而沸石納米孔中的銀離子儲量有限,所以涂層在水洗后很快失去抗菌功能。
近年出現(xiàn)的納米銀顆粒型抗菌劑有望解決銀粒子緩釋向題和儲量不足的問題。但納米銀需要轉化為離子銀才能有抗菌功能,因此納米銀抗菌劑須與使原子銀離子化的添加劑相結合,同時還要控制銀離子轉化速率(如多孔包覆),以達到緩釋的目的,從而實現(xiàn)極高的耐久性。 抗菌劑采用納米金屬顆粒作為抗菌離子源,配以金屬顆粒離子化添加劑和金屬離子納米陣列緩釋技術,大大提高了載體中金屬離子的附載量,同時更好地控制了金屬離子的釋放過程。
生物基粉末涂料的開發(fā)應用
油漆自古以來就是生物原料,經歷了煤焦油化工和石油化工兩個時代,現(xiàn)代生物基涂料的開發(fā)是基于可再生、可持續(xù)發(fā)展的理念和趨勢。粉末涂料生物基在樹脂生產制造中應涵蓋兩個方面:
(1)直接生物基單體,比如異山梨醇、丁二酸等,通過粗生物質原料用生物化學法直接得到的產物。直接生物基單體在粉末涂料中的應用十分有限,尚需大量測試,價格也偏高,離實際商業(yè)化還需要一定時間。
(2)源于生物基材料的單體(生物質平衡單體),比如新戊二醇本身并不是從生物法直接得到,但是它的上游原材料,這類單體本身性能跟石化基完全一致,可以直接使用。其價格更高,可以跟石化基混拼來逐漸過渡,讓市場逐步接受。目前主要的性能需求是消光和低溫固化。
目前,應利用生物多樣性,開發(fā)低成本的生物基原料渠道。
重慶益塗美新型材料有限公司 副總經理 洪吉錐 《粉末工藝在鎂鋁合金應用中的行業(yè)難題及良率提升》
鎂合金輕量化已成為各行業(yè)的主流趨勢。洪吉錐先生指出,“輕量”給鎂合金的發(fā)展帶來了機會,同時也帶來了表面涂裝的諸多難題,由于密度低,鎂合金材質比較疏松,起泡、氣孔現(xiàn)象一直以來都是鎂合金表面處理的老大難問題,限制了推廣速度!
相比鋁合金/鐵材等常規(guī)金屬材料,鎂合金表面處理的選擇更少。工藝要求更嚴格!良品率更低!綜合的成本更高!!針對鎂合金表面處理問題,經過多年的持續(xù)驗證優(yōu)化,益塗美HJ系列鎂合金專用粉末在起泡.氣孔問題上有非常大的改善效果,大大提高了涂裝良品率,降低綜合成本,已經在多個項目上得到了有效驗證!
粉末涂料在環(huán)保、成本、綜合效果上都有比較明顯的優(yōu)勢,后續(xù)將會是鎂合金表面處理的最主要涂裝方案之一。但同時,粉末涂裝仍有許多問題點需要突破創(chuàng)新。他強調,益塗美也將堅持在這領域的創(chuàng)新前沿,拔新領異為鎂合金大業(yè)的發(fā)展貢獻微薄之力。
阿克蘇諾貝爾(中國)投資有限公司 研發(fā)經理 趙慧文 《粉末涂料在彈簧上的應用》
趙慧文女士詳細介紹了彈簧用涂料的關鍵標準要求及其解決方案,強調了彈簧涂料必須滿足的嚴格標準,如碎石沖擊測試和防腐性能,這些標準確保了彈簧在復雜工況下的長期穩(wěn)定性和可靠性。
針對這些要求,她提出了多種粉末涂料解決方案,包括粉末單涂、粉末雙涂以及超級單涂技術,每種方案都有其獨特優(yōu)勢,適用于不同應用場景。特別是超級單涂技術,它不僅簡化了工藝流程,還顯著提升了涂層的機械性能和防腐效果。
粉末單涂
彈簧單涂層粉末噴涂廣泛應用于汽車懸架彈簧,占比在85%以上,產品性價比高,能滿足大多 數(shù)汽車使用環(huán)境,國內外主機廠均有認可產品。
? 彈簧顏色外觀以高光黑色為主,有少量紅色和黃色產品。
? 產品體系以純環(huán)氧、環(huán)氧聚酯混合型、純聚酯三種為主,其中純環(huán)氧體系占比70%左右。
粉末雙涂
? 合適的組合可以為高抗拉強度彈簧提供最優(yōu)的碎石沖擊性能和防腐性能
阿克蘇諾貝爾的超級單涂(SSC)產品,最早在全球范圍為OEM彈簧提供高抗拉強度鋼彈簧的粉末涂料解決方案。
? SSC的性能設計是跟雙涂彈簧粉一樣的OEM規(guī)格要 求,但是僅用單層粉末涂料
? 利用先進的防碎石沖擊機理和有效的緩蝕劑,超級
單涂技術可以通過OEM所有的苛刻性能要求(例如VW的冷沖測試)
? 阿克蘇諾貝爾的超級單涂可以簡化復雜的高抗拉強
度鋼部件的涂層過程
愛卡特殊效果顏料(珠海)有限公司 市場推廣及技術服務經理 蔡於剛 《鋁粉顏料應用實踐及未來發(fā)展》
蔡於剛先生全面解析了鋁粉顏料在粉末涂料領域的現(xiàn)狀與前景。首先概述了當前粉末涂料市場的趨勢,指出增量主要靠重點領域的“漆改粉”。粉末涂料市場趨勢總體來看:建材領域占比逐年減少;汽車、功能性領域占比逐年增加;家電粉、家具粉市場平穩(wěn);存量市場穩(wěn)中向下,增量主要靠重點領域的“漆改粉”;新能源產業(yè)快速發(fā)展為粉末行業(yè)開辟新賽道;金屬效果快速增長;從區(qū)域分布及變化趨勢看,中西部占比逐漸加大。
同時,他詳細介紹了鋁粉顏料的基礎知識,包括其與彩色顏料和珠光顏料的區(qū)別、獨特的光學特性以及典型的包覆層。蔡先生深入分析了金屬色“漆改粉”的難點,探討了使用鋁粉時可能出現(xiàn)的涂層缺陷來源,并提出了相應的解決方案和技術改進措施。
重慶帝彩科技有限公司 總經理 辜繼先 《粉末涂料在油箱上的應用》
油箱是最早實現(xiàn)漆改粉的應用領域之一。辜繼先先生指出,由于油箱用于裝載燃油,涂層必須具備良好的耐油性。此外,油箱通常在戶外環(huán)境下使用,因此涂層還需具備出色的耐候性能。通過展示檢測和對比圖,辜先生還詳細介紹了相關工藝和技術。辜先生強調,在選擇設備和控制工藝方面需格外重視。
重點要注意以下幾方面的特性:
涂層的耐候性能
油箱基本上是在戶外使用,所以必須保證粉末涂料涂層 的耐候性能,而不同光澤,不同顏色的耐候性存在很大 差異的,要引起同行和用戶的高度重視。
涂層的耐油性
由于油箱是用來裝油的,在加油口往往會有油流出或者 有殘留的油,所以涂層要滿足一定的耐油性功能,要不 然加油口涂層容易遭受破壞,顏色也會發(fā)生變化
樹脂的耐候性確定
通過聚酯樹脂的選擇來確定聚酯樹 脂的耐候性能,保證涂膜的耐候穩(wěn) 定性和可靠性。
不同光澤涂層的耐候性差異
一般講,選擇好了聚酯樹脂,高光 粉的耐候性容易保證,無光粉的耐 候性使用丙烯酸樹脂和耐候性好的 聚酯樹脂搭配可以做到,而20-40 度光澤的粉末涂料的耐候性容易出 問題,帝彩公司為此做了大量篩選 工作,通過SGS耐候檢測,滿足了客 戶的需要,積累了豐富的經驗。
顏料的耐候性考量
對于汽車的油箱一般是隱藏在車下邊,對顏色 要求單一,而摩托車和通機的油箱是外置的, 油箱成了整個產品外觀的一個重要組成部分, 其色彩的協(xié)調性就非常重要了,所以會有五顏 六色的油箱,這時顏料的作用就大了。顏料分 為無機顏料有機顏料,一般無機顏料耐候性問 題不大,但鮮艷度不夠,有機顏料耐候性差別 大,需要做大量工作,認真比對選擇。對使用 有機顏料來調色相,很多時候達不到需要的濃 度就容易導致色差不達標而耐候檢測不合格
北汽福田戴姆勒汽車有限公司 高級工藝工程師 張全新 《關于商用車車架采用低溫粉末工藝與研究》
張全新先生對比了粉末涂裝與傳統(tǒng)噴漆工藝的成本和性能差異,強調了噴粉技術在運營成本、環(huán)保性、低碳排放及外觀質量上的顯著優(yōu)勢,但涵蓋的零部件范圍較少?!皣姺巯鄬τ诘妆P噴漆在運營成本、環(huán)保、低碳及外觀飽滿度方面有比較明顯的優(yōu)勢,但主要未覆蓋車橋、板簧、傳動軸等大總成零件,涵蓋的零部件范圍較少;從一汽J7、東風高端車型等標桿工藝研究方面,均需要加強源頭治理,尤其是底盤噴漆工藝,確保長效解決。”
張先生分享了福田汽車噴粉工藝的多個實踐案例,包括長沙車架噴粉線的建設、戴姆勒H6項目車架噴粉線及小件噴粉線的建設、歐曼車架噴粉線建設以及相關性能指標,并展示了低溫粉末驗證與研究的詳細數(shù)據(jù),說明了低溫固化粉末引入工作的進展與未來計劃,彰顯了公司在這一領域的持續(xù)創(chuàng)新和努力。
對比內容 | 噴粉工藝 | 底盤噴漆工藝 |
工藝優(yōu)點 | 1、材料利用率較高,投資及運營成本較低; | 1、底盤外觀一致性較好; |
2、環(huán)保工藝,彰顯企業(yè)社會責任,未來發(fā)展趨勢; | 2、對工藝管理能力要求較低; | |
3、外觀飽滿,品質感提升明顯; | ||
4、大客戶、海外、海鮮運輸車等相比競爭對手防腐能力及競爭力大幅提升; | ||
工藝不足 | 1、標準件需要源頭提升防腐等級(如一汽/二汽標準件采用鋅鎳涂覆工藝,耐鹽霧要求480h-720h) | 1、材料利用率較低(噴漆30%左右,噴粉95%以上),涉及VOC治理,投資及運營成本較高; |
2、車橋、板簧等源頭滿足標準要求(一汽定制式橋總成涂覆工藝,涂層厚度≥45μm) | 2、短期內(6-8個月)解決底盤零部件磕碰劃傷及自身質量缺陷等問題; | |
3、底盤等相關零部件工藝質量參差不齊,需源頭治理; | 3、底盤件的防腐工藝升級不徹底,二手車等防腐水平較低,影響品牌價值及殘值。 | |
結論 | 車架噴粉+零部件源頭質量提升+線下補漆,實現(xiàn)整車防腐質量提升; | 預裝后底盤整體噴漆+線下補漆,實現(xiàn)整車防腐質量提升 |
注:隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴格,斯堪尼亞等國際供應商的本土化發(fā)展,競爭環(huán)境加劇,一汽、東風等底盤防腐工藝技術正在不斷提升,零部件工藝均在進行升級,一汽J7實現(xiàn)50萬公里無“松銹漏”,東風G200車型全部采用東風最新R7的螺栓/鉚釘?shù)葮藴始栏に?,采購零部件工藝技術也面臨升級,隨著噴粉工藝的實現(xiàn),均在加強各零部件防腐保證,源頭治理。
(美利信集團)重慶鼎喜實業(yè)有限責任公司 鄒育均 《通訊部件低溫粉應用實踐》
鄒育均先生介紹到公司針對5G通訊零部件的特殊要求,聚焦葉片變形與鼓包及粉末鹽霧性能兩大問題。通過系統(tǒng)性實驗,成功解決高溫固化引發(fā)的葉片變形和封口破裂問題。
同時,他指出:現(xiàn)使用的低溫粉中,含有TGIC(異氰尿酸三縮水甘油酯)固化劑對人體有損傷皮膚、呼吸道、生物毒性等危害,所以現(xiàn)在正在進行無TGIC的固化劑的粉末試驗。
重慶高金實業(yè)股份有限公司 品質工程師 劉勇 《粉末涂料在大排量摩托車部件上的應用》
劉勇先生介紹了粉末涂料在大排量摩托車部件上的應用。報告強調了大排量摩托車(發(fā)動機排量≥500ml)的特殊要求,以及不同表面處理方法如塑料電鍍、鋁合金電鍍/電泳/陽極氧化和水轉印技術的特點。重點講述了粉末涂料在大排量摩托車上的應用部件、噴涂特點及應用優(yōu)勢,包括環(huán)保性、耐腐蝕性、經濟性,展示了摩托部件配合噴粉的設計,同時提出了針對發(fā)動機和車體車架類部件的粉末噴涂工藝流程與控制要點。
粉末涂料與傳統(tǒng)涂料比較,施工過程不涉及溶劑無VOC化合物排放、且回收利用率高大大降低了廢棄物排放、極大減少了對環(huán)境和人體健康的潛在危害,使用前景廣泛。
重慶利普科技股份有限公司 技術部長 鐘超 《汽車揚聲器網罩靜電粉末涂裝工藝探討》
利普科技專注于汽車金屬類零部件表面涂裝處理,配備先進生產線并擁有資質認證。
鐘超先生詳細解析了從工件預處理到噴粉、固化的完整流程。針對噴涂參數(shù)不合理導致的發(fā)花和粉末堆積引起的堵孔問題,通過優(yōu)化參數(shù)設置和清理設備,有效提升了產品質量。他指出:發(fā)花主要原因是噴??;堵孔主要原因是噴厚;兩者相互相成。結合設備、掛具、產品、參數(shù)等找到一個平衡點,最終鎖定一個相對較小的范圍,二者兼顧,達到網罩質量要求。
中山市君禾機電設備有限公司 技術經理 羅森 《粉末涂裝自動化集成增效解決方案》
羅森先生介紹了君禾升級試噴線功能及其針對不同工件設計的噴涂方案,強調了噴房系統(tǒng)、涂裝線和配套設備的一體化集成優(yōu)勢。他分享了水冷板噴涂案例,該案例采用旋杯噴槍噴涂一次結合自動噴槍噴涂一次的模式,確保了涂層的高質量無缺陷。
羅森先生進一步介紹了高效專機噴涂技術,適用于家電微波爐、往復機、機器人以及散熱器油箱等復雜工件的噴涂作業(yè)。這些專機噴涂設備不僅提升了生產效率,還保證了高質量的涂裝效果,滿足了不同行業(yè)對粉末涂裝日益增長的需求。
超聲波粉篩特點
高效的篩分能力
高通過率:對于一些容易團聚、吸附性強、靜電效應明顯的細粉或微粉物料,普通振動篩可能會出現(xiàn)堵網、粘附等現(xiàn)象,導致篩分效率低下。而超聲波篩利用高頻超聲波振動波,能夠使這些難以篩分的物料在篩網上保持懸浮狀態(tài),快速通過篩孔,大大提高了篩分通過率。且通過頻率調節(jié)對各種性能的物料進行對應的分析,極大拓寬各種涂料的兼容性。
高產量:在保證篩分精度的前提下,超聲波篩的處理量相對較大,能夠滿足大規(guī)模生產的需求。與普通振動篩相比,其產量可提高 0.5-10 倍
出色的篩分精度
高精度篩分:超聲波振動可以使物料在篩網上更加均勻地分布,減少了物料的堆積和重疊,從而提高了篩分的精度。在電子行業(yè)中,對絕緣粉的粒度要求非常嚴格,超聲波振動篩能夠確保絕緣粉的粒度均勻性,提高電子產品的性能和可靠性。針對對新能源系統(tǒng)中,對三電系統(tǒng)的保護和性能提高表現(xiàn)更加突出。
粒度范圍控制精準:可以有效地控制較窄的粒度范圍,對于需要精確控制物料粒度分布的生產過程非常有利。
四川桑瑞斯高分子材料有限公司 技術部高級經理 卜永生 《絕緣粉末涂料在新能源汽車上的應用》
桑瑞斯為多家車企提供絕緣粉、低溫粉等特殊粉末涂料。卜永生先生介紹了絕緣粉末涂料在新能源汽車上的應用,詳細闡述了噴涂過程中可能出現(xiàn)的問題及其解決辦法,并深入探討了新能源汽車用絕緣粉末涂料的關鍵技術指標。
他指出,粉末涂料由于其環(huán)保和出色的性能特點,在新能源領域,特別是在儲能方面的應用正在得到廣泛的關注和應用。隨著新能源領域相關標準的發(fā)布和技術的進步,粉末涂料在這個領域的應用將更加規(guī)范化、標準化,這將推動整個行業(yè)向著更加環(huán)保、高效和可持續(xù)的方向發(fā)展。
專家答疑
總結
此次論壇的成功舉辦離不開每一位參與者、演講嘉賓及合作伙伴的支持與貢獻。通過這次寶貴的經驗交流和技術分享,必將為粉末涂料行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展注入新的活力。