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      1. 工業涂料與光固化涂料發展概況

        2023-12-04 09:10:36

        有稱涂料工業是夕陽工業,實際是極不恰當的。涂料工業是世界工業化的重要組成部分,并在當今世界化學工業及新材料領域中的地位日趨重要。

        據統計,發達國家的涂料產值約占化學工業年產值的10%。涂料在發展現代工業方面起著非常重要的助推作用,從日常生活品到國防尖端產品,從傳統產業到高新技術領域,均需要涂料產品起保護、裝飾作用或賦予特殊功能。


        目前市場中最常見的涂料品種主要有五種:

        • 溶劑型涂料

        • 光固化涂料

        • 粉末涂料

        • 水性涂料

        • 高固體分涂料


        在中國市場中占主要份額的仍是溶劑型涂料和水性涂料。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(VOCs)也日益增加,目前已達到1.42億噸/年的規模。中國研究顯示,國內年均VOCs自然源排放量達到1090萬噸,人為源排放量達到1510萬噸,人為源排放較自然源約高39%。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。尤其是近十年,隨著環保呼聲越來越高,對VOC向大氣的排放量限制越來越嚴格,國外及國內近幾年更有相應環保法規出臺,促使人們不斷控廢減排。

        隨著全球范圍內對環境問題的日益重視,涂料工業正面臨巨大的挑戰。人們對環境問題的關心,涂料的污染和毒性問題也越來越被人們重視。目前,世界各國都在不斷修訂涂料方面的相應法規,以限制涂料的VOC排放,因此,傳統的溶劑型涂料因其有機揮發成分高,對環境污染嚴重,其市場份額正迅速縮小,而具有環保特性的UV光固化涂料、粉末涂料、水性涂料、高固體分涂料則迅速增長。

        1995-2010年世界工業涂料占比(單位:%)  

        涂料品種19952000200520102020增幅,%
        低固體分涂料39.530.51574.5-88
        高固體分涂料12.512108.51412
        電泳涂料8.51015.51717.2102
        水性涂料141619.922.528.7105
        粉末涂料81217.52018.6
        132
        光固化涂料3.54.56.57.510185

        從上表可知,2020年世界工業涂料的構成中,低固體分涂料即傳統高VOCs溶劑型涂料由1995年的39.5%迅速降至2020年的4.5%,降幅達88%;水性涂料、粉末涂料和光固化涂料等均有較大程度的增長,以光固化涂料和粉末涂料兩者的增幅最大,分別達185%和132%。因此,未來涂料領域應以發展無毒、低污染的涂料作為涂料研究的首要任務,“油改水”、“漆改粉”、“UV/LED固化”正深刻改變著當今的涂料工業。


        圖片

        紫外光固化涂料是20世紀60年代開發的一種環保節能型涂料。它具有零或低VOCs排放、節省能源(耗能僅為熱固化粉末涂料的1/10?1/5)、固化速率快、生產效率高、適合流水線生產、固化溫度低、適合涂覆熱敏基材等優點,其以高能量的紫外光作為固化能源,由涂料中的光引發劑吸收紫外光產生自由基,引發光敏樹脂(低聚物)和活性稀釋劑分子發生連鎖聚合反應,使涂膜交聯固化。隨著光固化技術的迅速發展,光固化涂料已廣泛應用于化工、機械、電子、輕工、通信等領域,不僅在木材、金屬、塑料、紙張、皮革上得到大量使用,而且在光纖、印刷線路板、電子元器件封裝等材料與器件上成功應用。光固化涂料的產量及增長速度相對于其它涂料來說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。

        我國從20世紀80年代開始進入光固化涂料領域,由于改革開放,家電、建材和印刷包裝工業發展迅速,引進了多條印刷電路、木器加工和紙張上光生產線。到1993年光固化涂料產業化初見端倪,國內開始生產光固化紙張涂料、木器涂料、印刷電路版用光固化產品。1997年后各類光固化涂料的產量逐漸增長,2007年以后我國光固化涂料產量迅速增長,應用領域和產品種類也不斷擴大。

        到2020年我國光固化涂料產量已達150000噸,較2000年的11271噸增長了13.3倍。其中早在2011年我國光固化涂料產量達75177噸,就已超過美國,目前已成為世界上光固化涂料產銷量第一的國家。國內光固化涂料的應用從竹木地板、紙張印刷、塑料擴展到家具、汽摩托車、家電、金屬、手機、計算機零部件、光纖、芯片等諸多產品。


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