返回顶部
返回首页
返回首页
中国行业资讯网全新改版进行中!
水性工业涂料的应用标准及方案,介绍了水性工业涂料的发展情况,合亚嗒资讯网,heyada.com
home 您现在的位置: 首页 >标准专利 > 详细信息
水性工业涂料的应用标准及方案,介绍了水性工业涂料的发展情况
2020年03月12日    阅读量:3074    新闻来源:合亚嗒资讯网 heyada.com  |  投稿

0 前言

随着国家对大气污染防治力度的加强,各地方也陆续出台了VOC管控措施,制定了地方的政策法规。人们环保意识的增强,以及国民教育水平的提高,从事涂装作业的人员也都对溶剂的危害有了科学认知,因此水性涂料、高固体分涂料、粉末涂料等环境友好型产品的应用,是涂装领域发展的必然趋势。


尤其是与溶剂型涂料涂装工艺、设备相近的水性涂料,近几年在工业涂装领域发展迅速,逐步在工程机械、特种车辆、自行车三轮车、商用车、设备设施、钢结构等领域实现成功应用,与此同时,水性涂料相关的国家和行业标准也陆续出台,这也为涂装行业的水性化提供了规范和依据涂料在线coatingol.com


最近几年,国内加大了对涂料用水性树脂的研发和生产力度,水性醇酸树脂、水性丙烯酸树脂、水性环氧树脂、水性聚氨酯树脂等在性能上都有大幅创新提高,同时国外水性树脂品牌在国内建厂生产销售,解决了供应和价格的双重问题,这些都为水性涂料的发展提供了充足的条件。


1 水性工业涂料现状

1.1 水性工业涂料的优缺点

水性涂料最大的特点就是安全环境友好。因其不属于易燃、易爆、易致毒、易腐蚀的危化品范畴,在运输、贮存、施工等环节都很安全方便;同时施工时气味低,与中低固体分溶剂型涂料比,可大大减少VOC排放,受到很多政府环保部门、涂装企业、涂装人员、消费者的青睐。


但是由于水分的存在,水性涂料具有挥发速率慢、表面张力大等客观问题,与溶剂型涂料相比,在光泽、丰满度、闪锈抑制性、施工宽容度、快速成膜过程、早期干燥后的物理化学性能等方面还存在一定差距,这些影响了水性涂料在一些特定领域的应用,因此,水性化涂装还需要在树脂及涂料研发创新、涂装工艺及设备改进等方面进行深入研究。


1.2 工业涂料的整体市场潜力

有文献指出,按照涂料使用的领域不同,分为建筑涂料、工业涂料,这是按照大类去划分。工业领域细分较多,根据目前工业领域应用情况,有专家指出,车用、卷材、粉末、家具单独统计,把其他的工业防护归为一类。按此方法,近3年涂料主要品种的产量如表1所示。

水性工业涂料的应用标准及方案,介绍了水性工业涂料的发展情况 合亚嗒资讯网,heyada.com

近3年涂料主要品种的产量 Table 1 Output of Main Types of Coatings in the Past Three Years

由表1所示,2017年建筑涂料产量745 t,占总产量的比例为36.59%,工业防护涂料产量577万t,占总产量比例为28.34%,同时每年有近10%的增长率,车辆涂料、卷材涂料增长较慢,粉末涂料的产量达到175 t的最高值,增长率为12.9%,随着国家环保力度的加大,不添加有机溶剂的粉末涂料增长较快。水性涂料的产量没有单独统计的数据,下面介绍工业涂料的市场情况。


1.3 工业涂料细分市场情况

工业领域较为复杂,细分市场较多,不容易统计,本文将主要市场作一些统计分析,列出市场发展的速度,涂料具体需求等,例举的行业见表2。

水性工业涂料的应用标准及方案,介绍了水性工业涂料的发展情况 合亚嗒资讯网,heyada.com

近3年工业涂料主要品种的产量 Table 2 Output of Main Types of Industrial Coatings in the Past Three Years

由表2可知,我国工业防腐涂料2017年达到了577t,其中船舶涂料占比较高,达到12.3%,由2016年的66万t增长到2017年的约71万t,包括新造船舶和船舶修复使用涂料总量。集装箱从2016年的180万TEU增长到2017年的280万TEU,新生产集装箱涂料使用量达到了22万t,若计算翻新市场,涂料使用量还要增加。桥梁码头涂料2016年产量为48.5万t,按照占重防腐涂料的比例计算,2017年约54万t。


石化、电力、铁道系统、建筑钢结构,大部分使用重防腐涂料,占比也较高,用量都超过了50万t。工程机械、特种车辆、自行车等领域,使用涂料在10万t左右,是细分行业中小领域的代表。综合以上行业数据,占工业防护涂料总比约70%,基本能够反馈工业涂料现状。


1.4 水性工业涂料的市场占有率

水性工业涂料目前应用范围较广,除集装箱行业大范围应用水性体系外,其余领域大部分在尝试使用阶段,在一些重防腐领域还达不到性能要求,在高装饰性要求领域成本相对增加较多,暂时推广困难,但在轻防腐领域应用相对较多。建筑钢结构用水性涂料应用较快,以某家民营企业为例,2017年水性醇酸钢构漆产品超过了1.5万t,2018年达到3万t,预计2019年能超过4万t,水性涂料增长迅速。工程机械、特种车辆、自行车等领域逐步推广应用,产品已经成熟,近3年此领域水性涂料将快速增长。水性工业涂料的市场占有率,整体还不足10%,发展空间巨大。


2 近5年国家环保政策法规和相关标准的推动

2.1 环保政策法规的推动

涂料涂装行业的环保政策与法规的要求基本是围绕环境问题来限定的,这就要求推进涂料涂装业清洁生产技术,如:对以VOC为原料的涂料品种进行水性化替代或更新技术减少VOC的使用;在生产过程中杜绝人为地加入对人类和环境有害的物质,或寻求新的环保型替代品等。随着近几年国家对大气污染防治措施的陆续出台,各地也在严厉要求涂装行业向绿色、低VOC排放转型,水性涂料扮演着重要角色。


2015年2月1日,国务院发布《关于对电池涂料征收消费税的通知》;2015年6月18日,财政部、国家发展改革委、原环境保护部联合印发《挥发性有机物排污收费试点办法》的通知;2016年1月1日,全国人民代表大会常务委员会议第二次修订《中华人民共和国大气污染防治法》;2016年11月,国务院办公厅实施《控制污染物排放许可制实施方案》;


2017年2月17日,原环保部制定《京津冀周边地区2017年大气污染防治工作方案》;2018年1月1日,国务院正式实行《中华人民共和国环境保护税法》;2018年6月27日,国务院制定《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,等。以上众多政策法规的出台,鼓励了环境友好型涂料的发展。


2.2 相关国家及行业相关标准的制定

目前国家和行业都在关注水性涂料相关标准,每年都有新的标准出台,主要行业标准为主,涵盖树脂体系基本标准,市场细分领域基本性能标准,涂装技术规范等。国家标准相对制定较少,主要是工业领域细分行业较多,不能形成统一规范。据不完全统计,关于水性工业涂料的相关标准见表3。

水性工业涂料的应用标准及方案,介绍了水性工业涂料的发展情况 合亚嗒资讯网,heyada.com

近5年水性工业涂料相关标准 Table 3 Standards Related to Waterborne Industrial Coatings in the Past Five Years

由表3可知,在桥梁码头、船舶、石化、电力等较大份额的重防腐领域,以及工程机械、特种车辆等较小份额的装饰性防护领域,依旧缺乏相关标准,同时水性工业涂料相关的首版标准只是规范了准入门槛,借鉴了溶剂型涂料的主要指标和客户的基本需求,相关标准还需要随着水性工业涂料的发展进行改版升级。


3 近3年重点行业的水性化应用方案

3.1 船舶领域应用

目前在船舶领域应用较少,部分企业在进行水性无机硅酸锌车间底漆的推广和应用工作,但应用比例仍然不高;也有一部分企业尝试将水性产品应用于舱室内涂层配套,以及日常修补等,但也未大范围应用。


涉及的产品体系有水性环氧、醇酸厚浆、丙烯酸、聚氨酯等,都在试用阶段,主要应用于上建区域、房舱区域、机舱区域等不要求长期浸泡介质及不需要重防腐防护的部位。关于船舶用水性涂料的标准还未出台,只能借鉴溶剂型标准进行涂层设计和验收。


上建系统、室内舱室特定部位可以尝试重防腐涂层配套的设计(见表4、表5),主要参照HG/T 5176—2017《钢结构用水性防腐涂料》标准,但是其他部位仍不能满足性能要求。


因为水性重防腐涂料技术还不成熟,C4环境内有应用,但在船舶中应用较少;底漆、中间漆,一道施工膜厚没有溶剂型的高;C5环境及浸入土壤、水、油等液体中,暂无水性解决方案;水性工业涂料中亲水基团、乳化剂、润湿分散剂、涂层孔隙率等的存在,影响涂层理化性能,还达不到溶剂型的性能指标和船舶的应用要求。高固体分、无溶剂等环境友好型涂料在此领域的应用,也是减少VOC排放的重要手段。

水性工业涂料的应用标准及方案,介绍了水性工业涂料的发展情况 合亚嗒资讯网,heyada.com

上建系统配套体系 Table 4 Upper Structure's Supporting System

某船舶重工水性涂料涂装方案 Table 5 A Shipbuilding Industry Enterprise's Waterborne Coatings Application Plan


3.2 集装箱领域应用

自2017年4月1日开始,全国标准干货集装箱生产厂家的涂装生产线,全部推广水性涂料产品体系的使用。截至目前,新生产标准干货箱,除车间打砂后第一道环氧富锌底漆外,全部水性化;


特种住人集装箱部分水性化,而翻新箱市场水性化较慢。涉及的产品体系有,应用于标准干货箱的水性环氧富锌、水性环氧厚浆、水性丙烯酸面漆,应用于住人集装箱的水性醇酸防锈涂料、水性丙烯酸防护涂料、水性环氧底漆、水性聚氨酯面漆等,见表6、表7。


水性集装箱涂料应用较多,尽管在应用之初出现了闪锈、涂装效率降低、单箱成本增加等问题,也出现了涂层脱落等,但目前的水性涂料技术,在严格控制施工的前提下,是能够满足集装箱市场的性能要求的。集装箱的水性涂料标准较完善,标准制定得也比较早。

水性工业涂料的应用标准及方案,介绍了水性工业涂料的发展情况 合亚嗒资讯网,heyada.com

某涂料生产企业KTA检测报告 Table 6 A Coatings Production Enterprise's KTA Test Report

某企业折叠箱的涂装应用 Table 7 An Enterprise's Folding Box Coatings Application


3.3 桥梁领域应用

已经在混凝土大桥上使用水性配套体系,钢结构桥梁也在尝试水性底层、中层以及面层进行配套涂装,但目前水性化较慢。涉及的水性涂料产品体系有:应用于混凝土桥梁的丙烯酸、环氧、氟碳树脂产品,应用于钢结构桥梁的无机富锌、环氧富锌、环氧云铁、聚氨酯、氟碳面漆等,见表8、表9。混凝土桥梁结构已有水性涂料标准,钢结构桥梁目前还没有明确标准可依。

广东跨河大桥工程配套体系 Table 8 Guangdong Cross-river Bridge Project's Supporting System

太原市政钢结构跨路桥工程 Table 9 Taiyuan Municipal Steel-structure Cross-road Bridge Project

水性工业涂料的应用标准及方案,介绍了水性工业涂料的发展情况 合亚嗒资讯网,heyada.com

3.4 钢结构领域的应用

截至2018年初,京津冀、长三角、珠三角均已对溶剂型涂料施工有了严格限制。对于涂装的企业,要求进行生产线改造,增加VOC后处理装置,而且在雾霾严重的天气还要停产。特别是钢结构产品体积大、行业分布广、企业平均规模偏小,涂料喷涂往往在开放场所进行,实现VOC有组织排放难度较大,造成空气污染,而水性涂料的应用能够大大减少VOC的排放,有很大的市场空间。2016年,钢结构涂料市场为48万t左右,水性涂料销量为1.5万t,水性化比例为3%;


醇酸、环氧等系列已经实现水性化,但是在重防腐领域应用相对较少。主要研发及应用难点为:水性涂料整套设计体系,被设计院认可需要有漫长的过程;钢结构用水性涂料应用时间较短,目前重防腐配套没有长时间的实际应用案例;大部分没有烘烤,涂层干燥慢,施工间隔长,早期抗水性差;厚涂型产品,干燥更慢,容易有起痱子、气泡等弊病。


钢结构体系具体配套见表10、表11所示。钢结构用水性涂料的标准相对完善,也是第一批被行业重点推动水性化的领域,但在重防腐要求高的领域,例如C5以上的腐蚀环境,需要借助高固含量的产品进行减排的控制。

水性工业涂料的应用标准及方案,介绍了水性工业涂料的发展情况 合亚嗒资讯网,heyada.com

建筑钢结构主体项目涂层配套体系 Table 10 Architectural Steel Main Structure Project's Coatings System


3.5 工程机械及特种车辆领域的应用

工程机械、农机、特种车辆属于工业细分领域,预计每年用涂料量超过20万t,所有产品体系为环氧底漆与聚氨酯面漆配套,不同的部位对涂层的性能要求不同,目前水性涂料已经能够满足客户要求。


但是在应用过程中还存在一些需要改进的项目:探索湿碰湿工艺,工艺流程的匹配性稍差;聚氨酯面漆超过80 μm,容易起痱子;水性涂料施工黏度大,设备要求高;水性产品施工窗口窄,受温、湿度影响大;水性修补涂料存在接口问题。


据了解雷沃重工、宏昌重工、东风改装车、大迪等厂家批量使用水性涂料体系,三一重工北京、昆山、上海数条生产线全部水性化,徐工、临工、龙工等企业也在尝试使用水性体系,目前整体水性化程度不足5%。


随着环保排放要求的严控,特种车辆涂装领域水性化呈现急速上升趋势。工程机械及特种车辆水性涂料目前还没有标准可依,只能参照溶剂型涂料的标准和客户的基本要求,亟需相关标准的出台。


某企业挖掘机的涂装应用 Table 12 An Enterprise's Excavator Coatings Application

水性工业涂料的应用标准及方案,介绍了水性工业涂料的发展情况 合亚嗒资讯网,heyada.com

由表12可知,一般配重、动臂等要求不高的部位采用环氧底漆和聚氨酯面漆的涂装,涂膜厚度80~120μm;覆盖件、薄板件一般采用环氧底漆/电泳底漆、中间漆、聚氨酯面漆3道涂装体系或者电泳底漆、面漆两道涂装体系,涂膜厚度80~100 μm。


特种车辆涂装线比较简单,企业间也不相同,目前较多的还是近似“湿碰湿”工艺,底漆喷涂后40 ℃保持10~15 min,然后喷涂面漆,最后80 ℃烘烤40~50 min。在工程机械领域大件涂装曾经尝试过高固含量和无溶剂产品,但目前没有大批量的应用,薄板件的涂装目前也有使用粉末涂料的案例,例如富仁科技;


在特种车辆领域也在尝试粉末涂料的应用,例如驻马店中集华骏的粉末涂料自动喷涂线。具体配套如表13所示。

水性工业涂料的应用标准及方案,介绍了水性工业涂料的发展情况 合亚嗒资讯网,heyada.com

特种车辆车厢涂层配套 Table 13 Special Vehicle Carriages' Coatings


3.6 自行车与三轮车领域的应用

三轮车市场使用水性体系较多;某些自行车和电动车厂家,已进行尝试,其余大都以溶剂型体系为主,例如天津富士达每年使用量达几百吨。研发和应用需要解决的难点:水性自行车复合涂层涂膜附着力问题;自行车面漆颜色繁杂;水油体系罩光清漆丰满度差距;


三轮车产品电泳底漆品牌较多,对面漆附着力适应性要求高;使用水性分散体降低VOC。目前已经制定了自行车用水性涂料的标准,三轮车相关标准还未出台。要求较高的自行车涂装,借鉴的是汽车涂料的技术要求,最后一道清漆要求高丰满度,一般使用高固含量的清漆涂装。图1、图2是自行车和三轮车两种典型的涂装方案。


自行车涂装工艺流程 Fig. 1 Bicycle Coatings Application Process

水性工业涂料的应用标准及方案,介绍了水性工业涂料的发展情况 合亚嗒资讯网,heyada.com

3.7 石化、电力领域的应用

石油石化领域,除无机富锌、修补方案尝试水性体系外,其他大多使用溶剂型涂料,整个配套体系水性产品还达不到性能要求。其水性化方案可行性分析见表14。

水性工业涂料的应用标准及方案,介绍了水性工业涂料的发展情况 合亚嗒资讯网,heyada.com

石化行业不同领域水性化方案可行性分析[4] Table 14 Feasibility Analysis of Waterborne Plans for Different Fields of the Petroleum and Chemical Industry[4]

电力行业涉及钢结构的防腐涂装(火电厂房钢构、各类支架、风力发电塔架等)、变压器行业,也已经有水性化的方案进行尝试,尤其是在原有基础设施建设上进行修补涂装,低VOC的水性工业涂料具有环保优势。风力发电塔架水性工业体系的应用见表15。

水性工业涂料的应用标准及方案,介绍了水性工业涂料的发展情况 合亚嗒资讯网,heyada.com

电力行业水性工业涂料的应用(风力发电塔架) Table 15 Application of Waterborne Industrial Coatings in the Power Industry (Wind Power Tower Structure)

研发与应用的难点为:产品线复杂,目前水性化涂装没有整套方案,长期浸入土壤、水、油等液体的应用环境无防腐方案。风力发电塔架用水性涂料正在完善相关标准,国电集团、金风科技等公司也出台了水性涂料的涂装技术规范,其他电力和石化领域无水性标准可依。


4 结语

(1)水性工业涂料是环境友好型涂料之一,在降低VOC排放过程中扮演着重要角色。

(2)水性工业涂料在重防腐及特种需求领域还不能满足涂装要求,需要上下游企业继续攻克现有技术瓶颈,或搭配其他类型的环境友好型涂料一起使用。

(3)水性工业涂料品牌良莠不齐,需要继续制定相关行业标准,规范应用。

(4)鼓励水性工业涂料的政策很多,但是在落地时阻力较大,需要在现有政策体系上继续细化措施,例如:简化水性涂料环评手续,以及水性涂料生产企业不必进入化工园区等。

(5)水性涂料原料、成品、包装物、施工废渣等是否可以按照一般货物运输和一般废弃物排放,同时亟待解决鉴定流程繁琐、费用高的问题。

(6)水性工业涂料应用案例仍较少,并且一些领域的测试周期较长,随着近几年的快速发展,应用经验的复制,将迎来爆发式的增长。

董立志,胡中源,商培,李幕英

(河北省水性涂料工程技术研究中心,河北晨阳工贸集团有限公司,河北保定 072550)


标签:行业资讯原料动态化工百科产品资讯化工应用市场评论标准专利技术中心精细化学品化工原料化学试剂染料及颜料涂料与油漆催化剂及助剂
免责声明: 本文仅代表作者本人观点,与中国建材网无关。本网对文中陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考,并请自行承担全部责任。本网转载自其它媒体的信息,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在一周内进行,以便我们及时处理。客服邮箱:service@cnso360.com | 客服QQ:23341571
相关文章HOT
今日头条Show更多
    热点排行Hot
      微信关注WeChat
      扫描二维码,获取手机版最新资讯 中国牛涂网 您还可以直接微信扫描打开
      全站地图

      深圳网络警察报警平台 深圳网络警
      察报警平台

      公共信息安全网络监察 公共信息安
      全网络监察

      经营性网站备案信息 经营性网站
      备案信息

      中国互联网举报中心 中国互联网
      举报中心

      中国文明网传播文明 中国文明网
      传播文明

      深圳市市场监督管理局企业主体身份公示 工商网监
      电子标识