隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,全世界每年向大氣排放的揮發(fā)性有機(jī)化合物也日益增加,目前已達(dá)到2000萬t/a的規(guī)模。這些排放物不僅污染環(huán)境,影響人體健康,而且破壞生態(tài)平衡,導(dǎo)致溫室效應(yīng),危害人類的生存。因此,控制VOC的排放,已成為世界性的環(huán)保課題。最近幾年,隨著環(huán)保呼聲愈來愈高,對(duì)VOC向大氣的排放量限制越來越嚴(yán)格,重視節(jié)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(chǎng)成為持續(xù)熱點(diǎn)。其中,粉末涂料的表現(xiàn)最為耀眼,粉末涂料的產(chǎn)量增長(zhǎng)速度比傳統(tǒng)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(yè)是涂料的最大用戶之一。因此,控制汽車涂料的有機(jī)溶劑排放,具有十分重要的意義。自20世紀(jì)80年代開始,發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)汽車涂料生產(chǎn)中有機(jī)溶劑的排放規(guī)定了越來越嚴(yán)格的控制指標(biāo),從而使排放量明顯地下降。表3為汽車涂料生產(chǎn)中VOC排放量的變化。
汽車涂料生產(chǎn)中VOC排放量的變化革
年代 磅/車 以20世紀(jì)70年代為基準(zhǔn)的VOC殘存率/%
20世紀(jì)70年代 15.5 100.00
20世紀(jì)80年代初 8.5 54.83
20世紀(jì)80年代中 6.0 38.71
20世紀(jì)80年代末 3.5 22.58
20世紀(jì)90年代 3.0 19.35
21世紀(jì)預(yù)期目標(biāo) 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(yán)格控制外,主要是通過采用新的涂料品種,如20世紀(jì)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(biāo)有可能實(shí)現(xiàn)。
粉未涂料用于汽車的研究在歐美各國(guó)已經(jīng)開展了20多年,而且美國(guó)還在政府的牽頭下,由相互競(jìng)爭(zhēng)的三大汽車公司及相關(guān)涂料涂裝公司在低揮發(fā)物涂料合作項(xiàng)目(四PC)中,對(duì)粉末涂料的應(yīng)用進(jìn)行了有效的協(xié)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(dāng)?shù)碾y度,才難以在短期內(nèi)獲得突破性的進(jìn)展。從20世紀(jì)90年代開始,粉末涂料才真正用于工業(yè)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(fā)展到二合一面漆。美國(guó)公司在這方面已經(jīng)具有超過5000t的生產(chǎn)記錄。1\\\"7年,德國(guó)寶馬公司開始在標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)線上,真正將粉末涂料用作汽車的A級(jí)罩光清漆,并且建立了兩條生產(chǎn)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(jí)車輛的生產(chǎn)中使用了粉未漿液的新技術(shù),從而真正打開粉末涂料用于汽車生產(chǎn)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(guó)際會(huì)議。
除了汽車以外,木材及家具制造業(yè)也是涂料的一個(gè)較大用戶O雖然關(guān)于粉末涂料可用于木材在十余年前已見報(bào)道,然而真正工業(yè)化的應(yīng)用卻是近幾年,尤其是W固化粉末涂料開發(fā)成功以后才得以實(shí)現(xiàn)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(kuò)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(huì)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(yè)將有巨大的發(fā)展機(jī)遇。萊曼兄弟公司發(fā)表的一份報(bào)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(zhǎng)。據(jù)肥PI咀&Associates公司的報(bào)告,1998年北美地區(qū)粉末涂料市值達(dá)9.2億美元,預(yù)計(jì)到2∞3年,該地區(qū)粉末涂料市值將增至12.7億美元。該咨詢機(jī)構(gòu)還預(yù)測(cè),至2∞3年,北美地區(qū)粉末涂料年均增長(zhǎng)率為6.8%,日本的年均增長(zhǎng)率為7.3%,西歐地區(qū)的增長(zhǎng)率低一些,為5.6%,世界其他地區(qū)則高達(dá)11.5%。萊曼兄弟公司則認(rèn)為,粉末涂料在亞太地區(qū)和拉丁美洲的需求年均增長(zhǎng)率為10%~15%,在市場(chǎng)更為成熟的北美和歐洲地區(qū)的增長(zhǎng)率則介于4%~7%。
J.Howad預(yù)計(jì),到2010年粉末涂料將占據(jù)工業(yè)涂料的20%(見表4)O但這種發(fā)展絕不僅僅是單純的數(shù)量增長(zhǎng),而是質(zhì)量、品種、工藝、技術(shù)的全面提高。
表42010年前世界工業(yè)涂料的構(gòu)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(yè)是涂料的最大用戶之一。因此,控制汽車涂料的有機(jī)溶劑排放,具有十分重要的意義。自20世紀(jì)80年代開始,發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)汽車涂料生產(chǎn)中有機(jī)溶劑的排放規(guī)定了越來越嚴(yán)格的控制指標(biāo),從而使排放量明顯地下降。表3為汽車涂料生產(chǎn)中VOC排放量的變化。
汽車涂料生產(chǎn)中VOC排放量的變化革
年代 磅/車 以20世紀(jì)70年代為基準(zhǔn)的VOC殘存率/%
20世紀(jì)70年代 15.5 100.00
20世紀(jì)80年代初 8.5 54.83
20世紀(jì)80年代中 6.0 38.71
20世紀(jì)80年代末 3.5 22.58
20世紀(jì)90年代 3.0 19.35
21世紀(jì)預(yù)期目標(biāo) 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(yán)格控制外,主要是通過采用新的涂料品種,如20世紀(jì)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(biāo)有可能實(shí)現(xiàn)。
粉未涂料用于汽車的研究在歐美各國(guó)已經(jīng)開展了20多年,而且美國(guó)還在政府的牽頭下,由相互競(jìng)爭(zhēng)的三大汽車公司及相關(guān)涂料涂裝公司在低揮發(fā)物涂料合作項(xiàng)目(四PC)中,對(duì)粉末涂料的應(yīng)用進(jìn)行了有效的協(xié)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(dāng)?shù)碾y度,才難以在短期內(nèi)獲得突破性的進(jìn)展。從20世紀(jì)90年代開始,粉末涂料才真正用于工業(yè)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(fā)展到二合一面漆。美國(guó)公司在這方面已經(jīng)具有超過5000t的生產(chǎn)記錄。1\\\"7年,德國(guó)寶馬公司開始在標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)線上,真正將粉末涂料用作汽車的A級(jí)罩光清漆,并且建立了兩條生產(chǎn)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(jí)車輛的生產(chǎn)中使用了粉未漿液的新技術(shù),從而真正打開粉末涂料用于汽車生產(chǎn)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(guó)際會(huì)議。
除了汽車以外,木材及家具制造業(yè)也是涂料的一個(gè)較大用戶O雖然關(guān)于粉末涂料可用于木材在十余年前已見報(bào)道,然而真正工業(yè)化的應(yīng)用卻是近幾年,尤其是W固化粉末涂料開發(fā)成功以后才得以實(shí)現(xiàn)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(kuò)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(huì)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(yè)將有巨大的發(fā)展機(jī)遇。萊曼兄弟公司發(fā)表的一份報(bào)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(zhǎng)。據(jù)肥PI咀&Associates公司的報(bào)告,1998年北美地區(qū)粉末涂料市值達(dá)9.2億美元,預(yù)計(jì)到2∞3年,該地區(qū)粉末涂料市值將增至12.7億美元。該咨詢機(jī)構(gòu)還預(yù)測(cè),至2∞3年,北美地區(qū)粉末涂料年均增長(zhǎng)率為6.8%,日本的年均增長(zhǎng)率為7.3%,西歐地區(qū)的增長(zhǎng)率低一些,為5.6%,世界其他地區(qū)則高達(dá)11.5%。萊曼兄弟公司則認(rèn)為,粉末涂料在亞太地區(qū)和拉丁美洲的需求年均增長(zhǎng)率為10%~15%,在市場(chǎng)更為成熟的北美和歐洲地區(qū)的增長(zhǎng)率則介于4%~7%。
J.Howad預(yù)計(jì),到2010年粉末涂料將占據(jù)工業(yè)涂料的20%(見表4)O但這種發(fā)展絕不僅僅是單純的數(shù)量增長(zhǎng),而是質(zhì)量、品種、工藝、技術(shù)的全面提高。
表42010年前世界工業(yè)涂料的構(gòu)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
