隨著世界經濟的發展,全世界每年向大氣排放的揮發性有機化合物也日益增加,目前已達到2000萬t/a的規模。這些排放物不僅污染環境,影響人體健康,而且破壞生態平衡,導致溫室效應,危害人類的生存。因此,控制VOC的排放,已成為世界性的環保課題。最近幾年,隨著環保呼聲愈來愈高,對VOC向大氣的排放量限制越來越嚴格,重視節約有限資源,使得粉末涂料、水性涂料及卷材涂料在全球涂料市場成為持續熱點。其中,粉末涂料的表現最為耀眼,粉末涂料的產量增長速度比傳統的溶劑型涂料快得多。
涂料是VOC的第二大排放源,而汽車制造業是涂料的最大用戶之一。因此,控制汽車涂料的有機溶劑排放,具有十分重要的意義。自20世紀80年代開始,發達國家對汽車涂料生產中有機溶劑的排放規定了越來越嚴格的控制指標,從而使排放量明顯地下降。表3為汽車涂料生產中VOC排放量的變化。
汽車涂料生產中VOC排放量的變化革
年代 磅/車 以20世紀70年代為基準的VOC殘存率/%
20世紀70年代 15.5 100.00
20世紀80年代初 8.5 54.83
20世紀80年代中 6.0 38.71
20世紀80年代末 3.5 22.58
20世紀90年代 3.0 19.35
21世紀預期目標 1.5 9.68
注:1磅=0.454kg。
而這種排放量的下降,除了噴涂、烘烤等工藝條件的嚴格控制外,主要是通過采用新的涂料品種,如20世紀80年代初引人高固體分涂料,80年代末90年代初引入水性涂料。而90年代末引人的粉末涂料,才使得1.5磅/車的控制目標有可能實現。
粉未涂料用于汽車的研究在歐美各國已經開展了20多年,而且美國還在政府的牽頭下,由相互競爭的三大汽車公司及相關涂料涂裝公司在低揮發物涂料合作項目(四PC)中,對粉末涂料的應用進行了有效的協作。只不過由于汽車用粉末涂料不僅要有高度防腐性,而且要有高裝飾性,具有相當的難度,才難以在短期內獲得突破性的進展。從20世紀90年代開始,粉末涂料才真正用于工業性汽車涂裝,但是絕大部分僅用于汽車底漆、抗石擊底漆,后來發展到二合一面漆。美國公司在這方面已經具有超過5000t的生產記錄。1\\\"7年,德國寶馬公司開始在標準的生產線上,真正將粉末涂料用作汽車的A級罩光清漆,并且建立了兩條生產流水線;而巴斯夫公司也宣布在梅塞德斯-奔馳公司的主流汽車,梅塞德斯A級車輛的生產中使用了粉未漿液的新技術,從而真正打開粉末涂料用于汽車生產的新的一頁。也正是在這一背景下,1998年在柏林召開了第一次汽車車身用粉末涂料與涂裝國際會議。
除了汽車以外,木材及家具制造業也是涂料的一個較大用戶O雖然關于粉末涂料可用于木材在十余年前已見報道,然而真正工業化的應用卻是近幾年,尤其是W固化粉末涂料開發成功以后才得以實現oW固化粉末涂料由于能低溫固化(100℃以下),不僅可用于木制家具、中密度纖維板,而且還可用于紙張、塑料、橡膠等多種非金屬材料,而大大擴展了粉末涂料的用途。2000年1月在荷蘭阿姆斯特丹召開的第二次歐洲粉末涂料會議的主題也正是W固化粉末涂料。
這一切都表明,粉末涂料工業將有巨大的發展機遇。萊曼兄弟公司發表的一份報告顯示,全球粉末涂料市值約為35億美元,并以6%~7%的速度增長。據肥PI咀&Associates公司的報告,1998年北美地區粉末涂料市值達9.2億美元,預計到2∞3年,該地區粉末涂料市值將增至12.7億美元。該咨詢機構還預測,至2∞3年,北美地區粉末涂料年均增長率為6.8%,日本的年均增長率為7.3%,西歐地區的增長率低一些,為5.6%,世界其他地區則高達11.5%。萊曼兄弟公司則認為,粉末涂料在亞太地區和拉丁美洲的需求年均增長率為10%~15%,在市場更為成熟的北美和歐洲地區的增長率則介于4%~7%。
J.Howad預計,到2010年粉末涂料將占據工業涂料的20%(見表4)O但這種發展絕不僅僅是單純的數量增長,而是質量、品種、工藝、技術的全面提高。
表42010年前世界工業涂料的構成(%)
涂料品種 1995 2000 2005 2010
低固體分涂料 39.5 30.5 15.0 7.0
高固體分涂料 12.5 12.0 10.0 8.5
電泳涂料 8.5 10.0 15.5 17.0
其他水性涂料 14.0 16.0 19.9 22.5
粉末涂料 8.0 12.0 17.5 20.0
輻射固化涂料 3.5 4.5 6.5 7.5
涂料是VOC的第二大排放源,而汽車制造業是涂料的最大用戶之一。因此,控制汽車涂料的有機溶劑排放,具有十分重要的意義。自20世紀80年代開始,發達國家對汽車涂料生產中有機溶劑的排放規定了越來越嚴格的控制指標,從而使排放量明顯地下降。表3為汽車涂料生產中VOC排放量的變化。
汽車涂料生產中VOC排放量的變化革
年代 磅/車 以20世紀70年代為基準的VOC殘存率/%
20世紀70年代 15.5 100.00
20世紀80年代初 8.5 54.83
20世紀80年代中 6.0 38.71
20世紀80年代末 3.5 22.58
20世紀90年代 3.0 19.35
21世紀預期目標 1.5 9.68
注:1磅=0.454kg。
而這種排放量的下降,除了噴涂、烘烤等工藝條件的嚴格控制外,主要是通過采用新的涂料品種,如20世紀80年代初引人高固體分涂料,80年代末90年代初引入水性涂料。而90年代末引人的粉末涂料,才使得1.5磅/車的控制目標有可能實現。
粉未涂料用于汽車的研究在歐美各國已經開展了20多年,而且美國還在政府的牽頭下,由相互競爭的三大汽車公司及相關涂料涂裝公司在低揮發物涂料合作項目(四PC)中,對粉末涂料的應用進行了有效的協作。只不過由于汽車用粉末涂料不僅要有高度防腐性,而且要有高裝飾性,具有相當的難度,才難以在短期內獲得突破性的進展。從20世紀90年代開始,粉末涂料才真正用于工業性汽車涂裝,但是絕大部分僅用于汽車底漆、抗石擊底漆,后來發展到二合一面漆。美國公司在這方面已經具有超過5000t的生產記錄。1\\\"7年,德國寶馬公司開始在標準的生產線上,真正將粉末涂料用作汽車的A級罩光清漆,并且建立了兩條生產流水線;而巴斯夫公司也宣布在梅塞德斯-奔馳公司的主流汽車,梅塞德斯A級車輛的生產中使用了粉未漿液的新技術,從而真正打開粉末涂料用于汽車生產的新的一頁。也正是在這一背景下,1998年在柏林召開了第一次汽車車身用粉末涂料與涂裝國際會議。
除了汽車以外,木材及家具制造業也是涂料的一個較大用戶O雖然關于粉末涂料可用于木材在十余年前已見報道,然而真正工業化的應用卻是近幾年,尤其是W固化粉末涂料開發成功以后才得以實現oW固化粉末涂料由于能低溫固化(100℃以下),不僅可用于木制家具、中密度纖維板,而且還可用于紙張、塑料、橡膠等多種非金屬材料,而大大擴展了粉末涂料的用途。2000年1月在荷蘭阿姆斯特丹召開的第二次歐洲粉末涂料會議的主題也正是W固化粉末涂料。
這一切都表明,粉末涂料工業將有巨大的發展機遇。萊曼兄弟公司發表的一份報告顯示,全球粉末涂料市值約為35億美元,并以6%~7%的速度增長。據肥PI咀&Associates公司的報告,1998年北美地區粉末涂料市值達9.2億美元,預計到2∞3年,該地區粉末涂料市值將增至12.7億美元。該咨詢機構還預測,至2∞3年,北美地區粉末涂料年均增長率為6.8%,日本的年均增長率為7.3%,西歐地區的增長率低一些,為5.6%,世界其他地區則高達11.5%。萊曼兄弟公司則認為,粉末涂料在亞太地區和拉丁美洲的需求年均增長率為10%~15%,在市場更為成熟的北美和歐洲地區的增長率則介于4%~7%。
J.Howad預計,到2010年粉末涂料將占據工業涂料的20%(見表4)O但這種發展絕不僅僅是單純的數量增長,而是質量、品種、工藝、技術的全面提高。
表42010年前世界工業涂料的構成(%)
涂料品種 1995 2000 2005 2010
低固體分涂料 39.5 30.5 15.0 7.0
高固體分涂料 12.5 12.0 10.0 8.5
電泳涂料 8.5 10.0 15.5 17.0
其他水性涂料 14.0 16.0 19.9 22.5
粉末涂料 8.0 12.0 17.5 20.0
輻射固化涂料 3.5 4.5 6.5 7.5
