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耐候性粉末涂料在鐵基材料上的應用與推廣

發布時間:2021-05-15 13:39人氣:

作為環保型涂料粉末涂料具有不含有機溶劑,無有害揮發物,可重復利用等優點。因此在整涂裝行業廣泛應用。無論從政策還是行業趨勢,低揮發分及無揮發分涂料都將成為涂料行業整體發展的主要方向。

耐候性粉末涂料在如今的粉末涂料中占比40%以上,是用量最大的熱固性粉末體系,主要在建材、一般工業、農工機械、汽車、家電等行業應用。同時,耐候性聚酯樹脂年增長率已經連續4年高于12%,是粉末涂料發展最快的領域之一,在戶外型材方面的應用也得到市場的普遍認可。隨著新版GB5237.4-2017的頒布和Qualicoat、AAMA等相關標準的實施,耐候型產品也更趨于成熟;得益于各地重工機械、市政工程等行業對涂裝VOC的控制法案頒布,漆轉粉趨勢影響下,更多鐵基工件開始使用粉末涂料進行涂裝。

與鋁型材不同,鐵基工件結構更為復雜,比熱容更高,不同工件同爐升溫速度不一致,基材顏色所以更高的遮蓋力,不同前處理方式存在各種影響等因素。涂層會存在一定缺陷,對耐腐蝕與耐候性評價參差不齊。市場上需要更優質涂料與相關標準與之進行匹配。常見鐵基涂層有戶外家電、一般工業涂層;汽車、ACE(農用機械、重工機械)耐腐蝕、超耐候涂層;化工行業、礦山環境耐腐蝕、耐候涂層;建材防護用超耐候涂層等。

戶外家電

常見戶外家電及一般工業產品更多沿用HG/T2006-2006標準,客戶關注點主要集中在附著力、耐候性、遮蓋力與表面流平、光澤等裝飾性性能,特別是涂層流平與涂膜樹脂飽和度等裝飾性指標是市場關心的主要表征。而戶外聚酯具有較高黏度,且最終涂層交聯密度較大,使最終涂層外觀裝飾性很難達到混合型產品所呈現程度。通??赏ㄟ^不同樹脂搭配、固化劑調整、及少量環氧添加進行調整。雖然環氧樹脂對耐候性存在一定影響,但3%以下用量的添加對實際耐候性影響不大,同時也會提升部分體系耐鹽霧性能。

 

汽車行業

 

汽車與ACE行業在近些年增長速度很快,中國一帶一路政策帶動了工程機械市場出口加大鐵路公路及水利等基礎建設,加速經濟發展和工程機械的更新換代(周期性)。同時,國家十三五規劃要求工程機械行業VOCs減排達到30%以上,高固含溶劑性涂料、水性涂料和粉末涂料作為環保涂料在工程機械行業中有較大的應用空間,目前已有的工程機械企業以水性涂裝和粉末涂裝作為未來的發展方向,以此調整自身的生產技術和涂裝標準。在工程機械涂裝市場,雖然溶劑型涂料(VOCs排放大)仍占主導地位,但在一些國內大型工程企業工程企業的推動下,粉末涂料的使用迅速增長。此類產品更多需參考新版ISO12944C3-C4環境或QualisteelcoatC3-C4環境下涂層要求,多數需依靠雙涂層完成。最終所需達到核心性能如下:

1)防腐性能(中性鹽霧和耐濕熱性能):中性鹽霧標準范圍大致在500-1200小時(特高要求的客戶需要1440小時),性能劃叉腐蝕≤2mm。耐濕熱性能范圍1000小時,起泡等級0(S0)Grade,表面生銹等級,1(S1)Grade。
2)耐老化性(氙燈老化):500-2000小時,保光率60°≥80%,色差ΔE≤3;選擇相關有測試記錄的不同耐候等級樹脂配方(樹脂品種、樹脂含量、助劑、顏料的耐候性選擇等)。
3)耐化學品性:耐浸水240-500小時,光率[%]60°≥80%90%,起泡等級0(S0)Grade,表面生銹等級,0(S0)Grade;耐柴油240小時附著力0級;耐堿性0.1mol/LNaOH)48hr,不起泡、不起皺,允許輕微變色、失光,耐酸性0.1mol/LH2SO4)48hr,不起泡、不起皺,允許輕微變色、失光。

 

 

化工行業&戶外燃氣管道

 

化工行業、城市燃氣管道、礦山環境耐腐蝕、耐候涂層與ACE行業類似,因環保要求使得粉末涂料市場份額大幅上升,但使用環境要求更高,使用環境經常為具有化學腐蝕的工業園區環境或高濕熱、高鹽、高酸性的礦山環境。對應新版ISO12944C3-C5環境或QualisteelcoatC3-C5環境下涂層要求。必須使用雙涂層才能完成對基材的防腐蝕保護,底層純環氧涂層需要參考SY/T0315-2013(后續將升級為GB/T0315-2013)等相關防腐行業標準;基材前處理也將更為苛刻。其核心指標需達到以下要求:

1)防腐性能(中性鹽霧、循環鹽霧和耐濕熱性能):中性鹽霧標準范圍大致在1200-2000小時(特高要求的客戶需要3000小時),性能劃叉腐蝕≤2mm。循環鹽霧按照ISO11997-1CycleB,5-10cycle,銹蝕等級為Ri(2),起泡≤3(S2),單邊平均腐蝕寬度≤2mm。耐濕熱性能范圍1000-1500小時,起泡等級0(S0)Grade,表面生銹等級,1(S1)Grade。
2)耐老化性(氙燈老化):500-2000小時,保光率60°≥80%,色差ΔE≤3;選擇相關有測試記錄的不同耐候等級樹脂配方;
3)耐化學品性:耐浸水240-500小時,光率[%]60°≥80%90%,起泡等級0(S0)Grade,表面生銹等級,0(S0)Grade;耐柴油240小時附著力0級;耐堿性0.1mol/LNaOH)48hr,不起泡、不起皺,允許輕微變色、失光,耐酸性0.1mol/LH2SO4)48hr,不起泡、不起皺,允許輕微變色、失光。

 

建材防護行業

建材防護用超耐候涂層多為建筑護欄及建材配件,與現有鋁型材建材產品要求類似,需通過Qualisteelcoat認證,耐候性需達到Class1-3不等,也可部分參考GB/T5237.4-2017相關內容,前處理多為磷化與電泳,但也有部分需要直接在鍍鋅層上直接噴涂。此時,配方附著力與消泡能力較為關鍵。其核心指標需達到以下要求:

1)耐沸水性:1小時水煮后附著力為0級,涂層表面無脫落、起皺、起泡、失光、變色等現象。
2)耐砂漿性:標準砂漿環境下浸泡24小時,涂層表面無脫落或其他明顯變化。
3)耐中性鹽霧:500-1000小時(特高要求的客戶需要1440小時),性能劃叉腐蝕≤2mm。
4)耐老化性(氙燈老化):1000-2000小時,保光率60°≥50%,色差ΔE≤3;選擇相關有測試記錄的不同耐候等級樹脂配方。
5)自然耐候性:弗洛里達或海南暴曬1-10年,保光率60°≥50%,色差ΔE≤5。 

國家政策對環保要求越來越嚴格,對所在粉末涂料在漆改粉方面迎來了迅速上漲的動力和契機。鐵基金屬行業涂裝上升趨勢極為顯著,水性化、高固化、粉末化是解決VOC的主要途徑,如何根據產品信息調試更為適合的涂料將是粉末快速占領市場的先決條件。為減少工藝改進過程中問題點的出現,粉末企業應更為主動的與原料商、設備商、客戶、協會多方面的緊密合作,提升整體產業鏈的溝通,降低前期周期與成本,減少使用者顧慮,迅速形成行業性產業化。同時,可積累更豐富經驗適時引領粉末涂料市場競爭力。

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