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汽车涂料市场规模及其环保涂料的应用前景

2018-09-03 14:50:17返回列表

一、汽车涂料市场

      据知名市场调研机构分析,2018年全球汽车涂料市场估值为87.4亿美元,预计到2025年将达到106.5亿美元,2018年至2025年的复合年增长率为2.88%。汽车生产(特别是乘用车)的增长、严格的VOC排放油漆制造法规,以及客户对油漆质地不断变化的喜好等,都将推动汽车油漆行业和油漆技术的进步。

      汽车涂料是涂料市场发展最快的品种之一,总体来看,近年来随着我国汽车产业进入高速发展时期,汽车涂料无论在市场规模还是在涂装材料和涂装工艺技术上,均取得较快发展,但整个汽车涂料行业的发展仍主要由外资主导,国内企业缺乏核心技术,产品应用低端的局面仍未打破。

二、环保汽车涂料

1、水性涂料

      水性涂料涂装对设备的要求

      输调漆系统

      由于水是腐蚀介质,会造成金属腐蚀,引起设备损坏和产生金属离子,不仅会使漆膜色泽泛黄,而且降低漆膜的防蚀能力。为此,水性涂料的贮漆容器和输送管路需用不锈钢制作,并应经过化学钝化处理。对涂装线中的调漆系统和搅拌机、背压调节阀均应选用低剪切力类型。输漆管路连接应避免死角,输送系统以采用二线为佳,管路要加大,以增加循环供料泵的压力和流量。调漆罐搅拌机的循环速度应在0.15m/s。调漆间温度控制在低于涂料(3±1)℃。水性涂料的贮存稳定条件:5~30℃/6个月。

      静电喷涂设备

      水性涂料电阻小于0.1MΩ,有高压电泄漏,应采用专用的静电喷涂设备,通常采用外加电输漆系统,其优点为供输漆系统和换色与传统方式相同。日本本田汽车公司在前些年开发成功和采用内加电的杯型静电喷枪,其优点是能提高涂料的利用率。机器人弹匣式旋杯喷涂系统,将中转涂料容器做成独立的涂料容器(称为弹匣),可与旋杯进行快速组合,压送涂料。其优点为:节省换色时清洗溶剂,可同时适用于溶剂型和水性涂料的静电喷涂。

      喷漆室

      喷漆室的材质应采用不锈钢,喷漆室的新风补充需配置除湿装置,防止涂膜流挂。

        烘干室

      水性涂料中水的蒸发率低,其闪蒸或晾干的时间与湿度有关,应采取措施,防止涂层产生弊病,而在喷涂溶剂型罩光面漆前,要控制底色漆膜中残留溶剂<10%,以防止涂膜产生弊病。降低闪蒸或晾干、烘干段湿度,提高水的蒸发率。进行低温加热,吹风闪干,防止流挂。采用红外加热60~80℃,保温2~3min。采用冷却降湿法,降低闪蒸室循环空气的湿度,将闪干室空气温度升高。

      水性涂料施工要求

      水性涂料的施工方法与溶剂型涂料没多大差别,但对涂装前的表面处理和对作业环境及施工条件等均有更高要求和严格规定。作业环境条件:采用喷涂方法的场合,对环境的温度、湿度和空调系统流速有要求。最佳相对湿度RH(65±5)%,温度(23±3)℃,空调系统流速0.3~0.5m/s。水质要求:去离子水pH7,电导率<20μS/cm;自来水pH7,电导率<170μS/cm。

      中国汽车涂料和涂装技术日渐成熟,今后将大量使用水性涂料,主要原因如下:

      (1)国内近几年新建的轿车涂装线直接按照水性涂装工艺设计,为水性涂料的应用预留了空间,今后只要通过设备改造,就可进行水性涂料的应用。

      (2)溶剂型涂料施工时换色比水性涂料困难,使其应用有一定的局限性,特别是对于色漆而言。

      (3)随着国内与日俱增的汽车保有量,汽车后市场的迅速崛起将促使含有新材料新技术的汽车修补涂料、汽车原厂涂料的市场需求上升,并由过往的“群雄争逐”的格局迈入如今的“纵横捭阖”阶段。与此同时,原有汽车涂装线的环保升级改造或技术革新以及其新增的产能,都将推动汽车水性涂料等新型涂料的快速增长。

      随着我国法律法规以及监管的日益严苛,全社会对低碳环保理念的不断推进,水性汽车涂料或将成为汽车涂料产业未来重要发展之一。

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2、高固体分涂料

      根据市场上出现的高固体分产品定义为:较传统涂料施工固体分更高的涂料体系,一般高出10%~25%的质量固体分。高固体分涂料的核心问题是设法降低传统成膜物质的相对分子质量,降低黏度,提高溶解性,在成膜过程中靠有效的交联反应,保证完美的涂层质量达到热固性溶剂型涂料的水平或更高。因此成膜树脂必须具有合适的相对分子质量及分布,这对涂料供应商的技术及成本控制能力都是巨大的挑战。另外,高固体分涂料体系必须辅之以溶解力强的溶剂,用更少的溶剂高效地降低黏度。

      高固体分涂料施工时固体分较传统涂料高出10-20%,这种特性带来的不利影响是:高固体分涂料雾化难,而且即便从雾化口喷出的漆滴大小一样,到达被涂件表面时传统中低固涂料因溶剂挥发颗粒变得更细腻。而喷涂高固体分涂料时需要更高的能量促使漆滴充分雾化,才能保证最终漆膜的外观。这种特性对含有效果颜料(金属粉、珠光粉等)的产品的定向效果具有较大的影响。雾化不佳导致了效果颜料堆积,颜色难以调整,喷涂时漆滴达到要求才可满足右侧的涂着效果。现场使用经验表明,高固涂料施工时旋杯转速一般在50K转/分钟以上。高固体分涂料中以少量溶剂快速降低黏度,故所用溶剂大部分为溶解力强的极性溶剂,如酮类、醇类等。因此,高固体分涂料电阻率比传统溶剂低:传统溶剂施工电阻率范围为0.8-2.0MΩ,高固体分体系为0.5-0.8MΩ。低电阻率对喷涂设备提出较高要求,需要更低的报警阀值。温度对涂料中成膜树脂的流变行为有较大的影响,而高固体分涂料(特别是高固体分清漆)中树脂含量非常高,温度变化通常会对涂料黏度产生更大的影响。

      在已有的传统中低度含量固溶剂涂料涂装线上进行高固体分涂装工艺改造时,仅需对参数改变的部分做稍微调整,再考虑部分必要的涂料开发、系统清洗,即可实现高固涂装工艺的切换。此环保改造方案,成本最低,耗时最短,基本不会造成原生产线的停产。在一些有环保诉求但又不是非常严苛的汽车生产商以及其它工业涂装场合,高固体分涂料有很大的发展潜力,必将以其自身独特的优势在未来汽车涂装环保应用中争得一席之地。

3、粉末涂料

      粉末成为汽车涂料市场中增长最快领域,推动粉末涂料增长的一个关键因素是与液体涂料相比,其浪费较少,且环境法规对零VOC或非VOC涂料的要求日益严格。

      粉末涂料属于环保型涂料,由于其独特的特性,如高耐腐蚀性、高质量的表面光洁度和耐磨性,预计会经历快速增长。它还提供防潮、防热和化学品保护等方面的特殊性能。

      目前,粉末涂料在汽车工业中多用于小型货车、客车、拖拉机、汽车零部件(包括坐椅、雨刮器、喇叭、手柄、支架底盘、挡板、汽车发动机、车轮、滤清器、操纵杆等)等零部件的涂装。在国外,透明粉末涂料已用作轿车车身的罩光和其他车辆的罩光。汽车组装厂也在逐步扩大粉末涂料的应用。由于技术的限制,目前汽车用粉末涂料知识单色系列,今后,汽车用粉末涂料的的发展,将进一步提高耐后性、抗紫外线性、低温化、薄膜化和提高装饰性方面。随着新技术的开发和应用,以及环保要求越来越严格,粉末涂料在汽车工业中的应用将进一步扩大。

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