工程机械涂料
工程机械是一种户外工作机械,长期暴露在大气中,沿海地区还要经受盐雾的侵蚀、建设工地的岩尘、煤灰和污染、石块的冲击等,施工工况十分恶劣。以往用户对于工程机械产品强调的是内在质量,现在则已经不再局限于内部质量和性能的满足,对外观质量也提出了很高的要求。
工程机械产品不仅要有可靠的性能,随着市场竞争的激烈加剧,工程机械正朝向高装饰、高防护性的方向发展。根据工程机械产品的工作性质和工况,其使用的涂料涂膜应具有附着力强、机械强度高、耐磨及耐腐蚀性能优异、光泽度高、耐候性好等特点,并具有涂装生产效率高、施工性能好及经济性好的优点。
底漆:环氧富锌车间底漆、铁红环氧底漆、环氧富锌底漆、聚氨酯底漆、环氧酯底漆、醇酸底漆。
中间漆:环氧中涂漆、云铁环氧中涂漆、环氧聚酯中涂漆、环氧酯中涂漆、丙烯酸环氧中涂漆、
腻子:原子灰、喷涂原子灰、过氯乙烯腻子。
面漆:丙烯酸面漆、丙烯酸聚氨酯面漆、醇酸树脂面漆。
工程机械品种繁杂,规格多样,体积大,重量大,结构复杂,不同的产品有其不同的生产特点,使用环境也不尽相同,因此涂装工艺各有特点。涂装过程的运输系统必须考虑到上、下线的方便及工序运输平稳、可靠,工人喷漆作业简便易行。
读懂产业丨2024年中国工程机械涂料行业研究报告
前言
工程机械行业是周期性行业,而且是强周期行业。世界上绝大多数行业专家学者的各类行业研究结果大都认为工程机械的行业周期是3-4年,也就是说,三到四年就是一个循环(最低谷和最高峰值至少各发生一次),这是非常普遍的认知。
由于工程机械涂料行业发展与工程机械行业发展呈正相关性,所以我们预测中国工程机械涂料行业未来前景,就必须判断工程机械行业三到四年一个循环是否符合产业发展规律。
故在研究中国工程机械涂料行业之前,涂料经产业研究中心将引用《二十年博弈:工程机械市场巨变》作者、工程机械行业资深专家、华蚁创始人董事长薛小平先生一份研究报告中的部分内容,来帮助我们对这个领域进行基本的判断与把握。
Part 1
中国工程机械行业的真实周期
薛小平先生认为,“工程机械市场是周期性的,其周期也就是三四年”,这一理论或说法是来自于欧美日这些国家工程机械市场近百年来自身发展的规律,是逐步传入中国并广泛流传的舶来品。
中国工程机械市场的发展规律和周期有自己的特殊性,不会与欧美日这些世界发达国家的规律和周期完全一样。
薛小平先生以其从事工程机械行业几十年的实际经历感悟,并以挖掘机近二十年来的国内实际市场销售量为参考,以中国特色的市场经济的复杂性为背景,得出猜想结果:中国工程机械行业市场的周期时间大约是十年左右(见下图)。也就是说,行业市场从2020年的峰值下滑到波谷,再由波谷到下一个峰值,不论下一个的峰值或高或低,这需要大约十年左右的时间。而且,从2023年看,市场行情再继续下滑三四年是完全有可能的。
针对这个判断,涂料经产业研究中心请教了数位工程机械行业的专家学者,基本都认为上述对行业周期性的猜想是成立的,当下的中国工程机械行业的周期是可能是十年左右,或者更长的时间。所以,不论工程机械行业市场行情的下一波是高峰还是低峰,未来的前景是如何的辉煌和灿烂,在接下来的几年里,行业市场的变化趋势定然是继续下滑,销售量持续递减,即使有微量的反弹,也是集中在中低端产品的微利时代的波动。
Part 2
中国工程机械涂料市场现状
2.1 市场规模:2023年工程机械涂料市场规模约49亿,较去年下滑24.62%
数据来源:涂料经产业研究中心
根据中国工程机械工业协会数据,2023年Q1-Q3挖机内销增速分别约为-44%、-43%、-41%,出口增速分别约为+13%、+9%、-19%,由于挖机是工程机械市场的晴雨表,基于挖机1-10月表现,根据分情景讨论,涂料经产业研究中心预计2023中国工程机械行业主要产品总销量122.75万台,同比-28.21%。
数据来源:涂料经产业研究中心
工程机械涂料行业发展与工程机械行业发展呈正相关性,但由于近年来工程机械行业涂装环保化,涂装成本略有上升,我们按照2023年我国主要工程机械产品销量为122.75万台,假设按照每台工程机械全生命周期涂料需求(考虑涂装、补漆、换漆、耗损等各方面需求)约为200kg,每千克工程机械涂料的价格约为20.13元,初步估算可得到2023我国工程机械涂料需求约为25万吨,市场规模约为49亿元,较去年同期下滑24.62%。
2.2 代表性企业:中外势力势均力敌,行业越来越集中
从我国工程机械的发展趋势来看,集中度越来越高,这就意味着工程机械行业用涂料的集中度也会趋于集中。因此,对于工程机械涂料供应厂家而言,谁占领像徐工集团、三一集团、中联重科、柳工集团、山东重工这样的工程机械巨头,谁就占领了工程机械涂料的主要市场,就能分得一杯羹。可以说,工程机械整车生产企业的涂料一旦被某一品牌的涂料占领,其他品牌的涂料便很难进入,当然这也不是绝对的,目前国产替代、源头替代会给后进者一些机会。
Part 3
中国工程机械涂料市场未来趋势
3.1 上游整体趋势:整体下滑已成定局,部分细分领域有差异
通过下表,我们可以更直观地看到,2024年中国工程机械行业的三个主要产业趋势:
1、2024年中国工程机械行业仍将呈整体下降趋势;
2、2024年虽然出口不再如往年般狂热,但海外市场仍是设备增长的关键;
3、2024年有三大品类非常特殊,也可能是一些企业的机遇点。随车起重机、工业车辆市场、高空作业车三大品类会依旧保持增长。
此外,我们也需要看到中国工程机械行业出现的一些新现象,首先,电动化将成为中国工程机械行业新趋势。在我国“双碳”目标下,新能源产品的电动化优势愈发明显,电动化产品具有优先的路权和排队权,具有较高的经济收益,行业内众多企业都针对电动化产品全面发力,近年工程机械电动化产品销量将明显上升。
其次,国内工程机械市场目前正处于新的转型时期,也预示着新的一年将有更多机遇。12月1日起,挖掘机、装载机等非道路移动机械从国三排放标准切换到国四排放标准。
我们看到国内主流工程机械厂商密集上新,国四的实施有利于引导行业设备升级,对老旧设备的更新换代起到促进作用,为工程机械涂料行业也带来设备更新的市场机遇。
3.2 产品应用趋势:工程机械行业对低VOC涂料的艰难选择
工程机械行业与其他使用涂料进行涂装的制造行业类似,所要追求的目标就是要实现“低VOC排放、低成本涂装、高涂层质量”的目标,这也是企业决策者(主管领导)和涂装工程师共同追求的决策目标。
我国工程机械行业常用涂料为以上四种,分别是水性涂料、高固体分涂料、粉末涂料和溶剂型涂料, 我们特别选择出“VOC含量及排放、涂层体系质量、综合成本、能量消耗、投资费用、实施难易”6个影响因素进行分析对比。其他各类使用量较小的涂料,在此不再赘述。
2023年在工程机械涂料市场,溶剂型涂料(VOCs排放大)占比虽然有所下降,但仍占主导地位,2023年占工程机械涂料市场的75%左右,环境友好型涂料(包含水性涂料、高固分涂料、粉末涂料)占比约25%,源头替代空间巨大。
但我们也需看到,自2011年以来,工程机械行业销售连续大幅度下滑,各企业普遍销售不景气,产能严重过剩。目前投资乏力,大幅度增加投资改造涂装车间、新增涂装设备大量已不可能。限于目前各企业拮据的经济条件,能够使用已有涂装车间和设备的低VOC涂料是最佳选择。使用最少的投资和成本,达到国家或当地的VOC排放标准是最好的选择。汽车行业由于是技术与资金高度密集的行业,在新建或改建涂装车间、设备时,均已投资或预留了使用水性涂料、高固体分涂料的工艺和设施,在使用低VOC涂料时,其改造费用就不会有很大的投资。与此相反,工程机械行业在大干快上时,涂装设施严重滞后,在使用双组分溶剂型涂料(2K涂料)涂装时,产品涂层质量还可以凑合,但是,要改用水性涂料等低VOC涂料时,所需要的投资费用就成为一大难题。故因整体行业不景气,行业出于成本压力,水性化进程比较缓慢。
Part 4
VOCs治理对工程机械涂料影响分析
涂装是工程机械产品生产的一道重要工序,大量的工程机械需要消耗大量的涂料。因此,工程机械成为工业涂装VOCs治理的重点行业,在国家、省、市的VOCSs治理文件中被单独列出。在有关VOCs治理政策法规的影响下,高VOCs涂料使用受限,用量将会缩减,低VOCs涂料将被推广应用。
4.1 工程机械涂装的特点及现状
工程机械产品不仅种类、型号多,而且工件材质、形状、尺寸等变化范围大,这使工程机械涂装与其他机械行业涂装相比有着自身的特点,主要包括以下几个方面。
4.1.1 涂装线差异大。 有的工程机械一年的市场需求量十几万台,有的却只有几千台,甚至才几百台。即使是市场需求量大的产品,不同企业的产销量差距也很大,如,挖掘机,规模大的企业年产五六万台,规模小的却只有几百台。因此,工程机械涂装线规模差距大。由于企业生产规模差距大,涂装生产线的工艺、配置完全不一样,即使是生产相同的产品,也很难有流程、工艺相同的2条涂装生产线。不同产品的涂装生产线差异更大,一个企业的多条涂装线也没有完全相同的2条线,每一条线都是有针对性的非标设计。由于涂装线差异,新的涂料、工艺很难大面积复制推广。
4.1.2 涂装线水平总体不高。 2000年以来,工程机械行业在涂装方面的投入加大,新建了大量的涂装线。但是,受到生产规模等限制,涂装线的建设水平总体不高。行业龙头企业生产规模较大,涂装生产线投入也较大,水平相对较高。但是与汽车行业涂装线相比,差距很大,如工程机械行业的涂装线没有恒温恒湿的喷漆室,很多喷漆室送风系统不具备加热空调,这也成为水性涂料难以在工程机械行业快速推广的原因之一。
4.1.3不同的工程机械产品零件涂装工艺不同。 工程机械零部件板材厚度从1mm以下到50mm以上,外型尺寸从几厘米到十几米,质量从几百克到几吨甚至十几吨。由于工件尺寸的巨大差异,工程机械零件涂装很难统一采用相同的涂料和涂装工艺。如,粉末涂装,作为一种无溶剂涂料的涂装工艺,不仅环保,而且涂料利用率高,1998年就开始在工程机械行业应用。但是,由于粉末涂料高温烘烤的要求和工程机械零件板材厚度的差异大,局限于工程机械薄板件。目前,工程机械行业使用的涂料有传统溶剂型涂料、高固体分涂料、水性涂料、粉末涂料、电泳涂料等,施工工艺包括浸涂、空气喷涂、手工静电喷涂、旋碟静电喷涂、静电粉末喷涂、电泳等,一家企业可能拥有多条涂装线,采用多种涂料和多种涂覆施工工艺。
4.1.4 涂装工艺总体落后。 由于零件差异大,且部分产品批量较小、种类多、结构复杂,因此工程机械大多不易实现自动化喷涂,基本是手工喷涂。零件结构存在腔、缝、孔等也影响了静电喷涂工艺的应用。因此,工程机械的喷涂基本上是空气喷涂,底漆喷涂部分采用无气喷涂。虽然手工静电喷涂、旋碟静电喷涂、机器人喷涂在工程机械也有应用,但所占比例不大。
4.2 涂装VOCs治理对涂料的要求
工程机械涂装VOCs可从源头、过程、末端3个环节进行治理,以实现VOCs的减排。源头减排及采用低VOCs涂料,是实现VOCs减排最有效的途径,因此在国家及各省市相关文件中都将原材料替代列为VOCs治理的首要选项。
4.2.1限制使用高VOCs涂料
国务院《打赢蓝天保卫战三年行动计划》(国发〔2018〕22号)要求“挥发性有机物(VOCs)全面执行大气污染特别排放极限值”,第二十条指出:“重点区域禁止建设生产和使用高VOCs含量的溶剂型涂料”。从2018年开始,国家对重点区域高VOCs涂料的生产和使用进行了限制,不允许建设生产和使用高VOCs涂料的项目。
《长三角地区2018-2019年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》中也明确禁止生产高VOCs含量有机溶剂型涂料、油墨和胶黏剂的新、改、扩建项目,开始对生产和使用高VOCs涂料的项目亮起红灯。其他各省市的VOCs治理相关文件也要求对高VOCs涂料生产和使用项目进行限制。
但是,对工程机械而言,高VOCs涂料却没有判定标准。2013年9月,国务院印发《大气污染防治行动计划》提出:“在石化、有机化学、涂料、包装印刷等行业实施挥发性有机物综合整治,完善涂料等产品挥发性有机物限制标准”。2014年,《建筑钢结构防腐涂料中有害物质限量》(GB30981-2014)发布,但是并不适用于工程机械。2020年3月4日发布的《工业防护涂料中有害物质限量》(GB30981-2020)对工程机械用涂料VOCs含量有专门和具体要求,如表1。该标准已于2020年12月1日开始实施,工程机械使用的涂料VOCs含量不能超过表1的限值,否则属于不合格产品。
不仅在政策上限制,在法律上也加大了惩处。《中华人民共和国大气污染防治法》第四十六条规定“工业涂装企业应当使用低挥发性有机物含量的涂料,并建立台账,记录生产原料、辅料的使用量、废弃量、去向以及挥发性有机物含量”。第一百零八条明确指出:“违反本法规定,有下列行为之一的,由县级以上人民政府生态环境主管部门责令改正,处2万元以上20万元以下的罚款;拒不改正的,责令停产整治”,其中一种违法行为就是“工业涂装企业未使用低挥发性有机物含量涂料或者未建立、保存台账的”。
2019年5月22日,生态环保部下发《关于进一步规范适用环境行政处罚自由裁量权的指导意见》(环执法〔2019〕42号),各省市随后制定了自己的“生态环境行政处罚裁量基准”,如《重庆市生态环境局关于印发重庆市环境行政处罚裁量基准的通知》(渝环〔2019〕77号)、《北京市生态环境系统行政处罚自由裁量基准》(京环发〔2020〕7号)、《山东省生态环境行政处罚裁量基准》(鲁环发〔2020〕1号)等。山东省生态环境厅下发《山东省生态环境行政处罚裁量基准》(鲁环发〔2020〕1号)将未使用低挥发性有机物含量涂料裁量等级定位5级(裁量的最高为5级)。
其他各省市也有相配套的生态环境行政处罚裁量基准,对于高VOCs涂料的使用,不仅仅是停留在限制上,还上升到了行政处罚或违法处罚上。
4.2.2倡导使用低VOCs涂料
2013年国务院《大气污染防治行动计划》中就已经提出“推广使用水性涂料”。但是,由于涂料、工艺、成本、环保压力等多方面的因素,2018年之前,水性涂料并没有在工程机械行业真正推广使用。
《重点行业挥发性有机物综合治理方案》(环大气〔2019〕53号)中,将工业涂装VOCs综合治理列为重点行业治理任务,要求“加大汽车、家具、集装箱、电子产品、工程机械等行业VOCs治理力度”。《重点行业挥发性有机物综合治理方案》不仅明确要求“强化源头控制,加快使用粉末、水性、高固体分、辐射固化等低VOCs含量的涂料替代溶剂型涂料”,还更加细化要求“工程机械制造大力推广使用水性、粉末和高固体分涂料”。
2020年6月3日,生态环境部下发《关于在疫情防控常态化前提下积极服务落实“六保”任务,坚决打赢打好污染防治攻坚战的意见》(环厅〔2020〕27号),文件要求优先推行生产和使用环节低VOCs原辅材料源头替代。对未实行低VOCs原辅材料源头替代和未采用高效治理设施的企业,鼓励在夏秋季采取错峰减排措施。推广使用符合国家产品质量标准的低VOCs含量涂料、油墨、胶粘剂和清洗剂。
2020年6月24日,生态环境部发布了《2020年挥发性有机物治理攻坚方案》(环大气〔2020〕33号)明确“大力推动低(无)VOCs原辅材料生产和替代。将全面使用符合国家要求的低VOCs含量原辅材料的企业纳入正面清单和政府绿色采购清单”。
2020年6月29日,《重污染天气重点行业应急减排措施制定技术指南(2020年修订版)》(环办大气函〔2020〕340号)发布,工程机械整机制造作为重点行业之一。在绩效分级差异化指标中,A级企业原辅材料必须采用水性涂料、无溶剂涂料或粉末涂料,不允许使用溶剂型涂料。A级企业在所有重污染天气预警期间不强制采取减排措施,不采用溶剂型涂料的B级企业在重污染天气黄色、橙色天气预警期间不强制性限产、停产,这就引导更多的企业采用水性涂料、无溶剂涂料或粉末涂料。
广东省《广东省环境保护厅关于重点行业挥发性有机物综合整治的实施方案(2014-2017年)》要求表面涂装行业提高低挥发性有机物含量的涂料使用比例,鼓励企业使用符合环保要求的水性、高固体分、粉末等低VOCs含量的涂料。要求工程机械制造行业推广使用高固体分、粉末涂料,到2020年底前,使用比例达到30%以上;试点推行水性涂料。广东成为较早对工程机械涂料进行专门要求的省份。2017年的《山东省“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》也和广东省一样,要求工程机械行业推广使用高固体分、粉末涂料,到2020年底前,使用比例达到30%以上;试点推行水性涂料。
《上海市挥发性有机物深化防治工作方案(2018-2020年)》提出,工业行业全面推进低(无)VOCs含量原辅材料和产品源头替代,加快淘汰高挥发性溶剂生产使用,到2020年汽车制造、包装印刷、家具、集装箱制造等重点行业推广低挥发性产品。要求工程机械制造行业推广使用高固体分、粉末涂料,试点推行水性涂料。到2019年,低VOCs含量涂料使用比例达30%以上。
2018年11月6日,福建省人民政府印发《福建省打赢蓝天保卫战三年行动计划实施方案》,鼓励重点行业企业开展生产工艺和设备水性化改造,加大水性涂料、粉末涂料等绿色、低挥发性涂料产品使用,加快涂料水性化进程,从生产源头减少挥发性有机物排放。
2020年5月31日,山东省生态环境厅下发《山东省2020年夏秋季挥发性有机物强化治理专项行动方案》(鲁环发〔2020〕27号),明确要求持续推进源头替代。2019年12月13日,山东省生态环境厅下发《山东省涉挥发性有机物企业分行业治理指导意见》(鲁环发〔2019〕146号),要求表面涂装行业推进源头替代,通过使用水性、粉末、高固体分、无溶剂等低VOCs含量的涂料,替代溶剂型涂料,从源头减少VOCs产生。2020年6月30日,山东省生态环境厅下发《山东省工业企业无组织排放分行业管控指导意见》(鲁环发〔2020〕30号),也要求表面涂装行业通过使用水性、粉末、高固体分、无溶剂等低VOCs含量的涂料替代溶剂型涂料,从源头减少VOCs产生。
全国大多数省市在VOCs治理相关文件中也都提出了原材料替代要求,对涂装行业基本上是推广使用高固体分、粉末涂料,水性涂料等低VOCs涂料,但在高固体分、粉末涂料,水性涂料排序上各省市有所不同,推进的时间点也不同。部分省、市专门对工程机械涂料进行了要求,都倡导使用水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料替代溶剂型涂料。
4.2.3低VOCs涂料豁免
《国家危险废物目录(2016版)》(环境保护部令第39号)中对使用水性涂料产生的漆渣、废漆桶等不强制列为危险废物,《国家危险废物目录(2021版)》(环境保护部令第15号)在这方面延续了2016版。关于水性涂料废渣是否属于危废,广州市生态环境局网站上有一个答复“根据2016年8月1日起施行《国家危险废物名录》(2016版)指出HW12染料、涂料废物。(1)264-011-12其他油墨、染料、颜料、涂料(不包括水性涂料)生产过程中产生的废水处理污泥、废吸附剂。(2)264-012-12使用涂料(不包括水性涂料)、有机溶剂进行阻挡层涂敷过程中产生的废物。(3)900-252-12使用涂料(不包括水性涂料)、有机溶剂进行喷漆、上漆过程中产生的废物进行阻挡层涂敷过程中产生的废物。据此,水性涂料废渣及其沾染物(水性涂料桶)不属于危废”。虽然各省、市、地在执行时还存在差异,但是随着水性涂料系列标准的实时运行,对水性涂料的界定会具体、明确,水性涂料废渣是不是危废也就明确了。
对于高VOCs涂料的使用,相关文件都规定,必须对涂装废气进行收集、处理,且对收集率、处理效率都有要求。但是,对于低VOCs(≤10%)涂料,只要排放浓度、速率达标,就可以不进行强制性收集和处理。
无论是危废的处置,还是涂装废气的收集处理,企业都需要投入资金和支付费用。虽然使用水性涂料成本较高,但是从废物处理费用上能够节省一部分,增大了企业使用包括水性涂料在内的低VOCs涂料的意愿。
4.3 VOCs治理对工程机械涂装材料的影响
从前面提到的文件可以看出,政府对工程机械涂料的导向非常明确。这一系列的政策性文件、强制性标准、惩罚性措施必将对工程机械涂料带来巨大的影响,使不同涂料在工程机械行业使用的占比发生变化。
4.3.1对传统溶剂型涂料的影响
传统溶剂型涂料见证了国内工程机械行业的成长和壮大。传统溶剂型涂料工艺成熟,应用几乎不受工件、工况、工具限制,仍是目前工程机械用涂料中占比最大的一类。但是,传统溶剂型涂料施工状态VOCs含量一般在60%以上,且大多含有苯系物,涂装施工过程会释放出大量的VOCs,已经成为VOCs治理的重要对象。
从前面的相关政策文件可以看到,对生产和使用传统溶剂型涂料新、改、扩建项目已经实行限批,这使得传统溶剂型涂料的产量和用量不会再增加。不仅如此,对已有的项目也提倡源头替代、水性化改造等。因此,传统溶剂型涂料在工程机械行业的应用占比将逐渐下降。
4.3.2对水性涂料的影响
水性涂料相对于传统溶剂型涂料,VOCs含量大幅降低,施工状态VOCs含量一般在15%左右,有的甚至低于10%。因此,水性涂料是VOCs治理倡导推广使用的涂料之一。水性涂料是技术、工艺成熟的环保型涂料,但是在工程机械行业应用还面临一些难点和问题。一是水性涂料对施工条件要求较传统溶剂型涂料要高,工件表面温度要求15℃以上、环境温度和湿度等施工窗口较传统溶剂型涂料要窄。工程机械以结构件为主,过去基本上都是使用溶剂型涂料,喷漆线也都是按溶剂型涂料进行规划和配置的,没有考虑对工件进行预热,北方地区一些配置较高的喷漆线考虑了喷漆室冬季暖风空调,但很少有对湿度的调节控制装置。二是水性涂料施工工艺成本较传统溶剂型涂料的要高。要满足水性涂料的施工条件,工程机械企业必须投入一定资金对现有喷漆线进行改造,这会导致涂装生产固定成本增加。完成改造后,冬季工件需进行预热,导致涂装生产能耗增加。另外,在60~80℃温度下水性涂料的烘干时间需要40min,比普通溶剂型涂料烘干时间增加10min,漆膜干燥能耗相应增加30%左右。三是水性涂料价格较普通溶剂型涂料高10%~50%,增加了工程机械涂装的物料成本。
但是,水性涂料除了低VOCs特点外,较溶剂型涂料在安全、职业健康方面也有着明显优势。此外,水性涂料的一个重要优势是和电泳涂料、粉末涂料等环保涂料不同,施工应用不受工件大小限制,除前面提到的施工条件和工艺参数外,施工方法与溶剂型涂料相同,可进行喷涂、浸涂等,而且也有自干型的水性涂料,满足各种不同金属零件的涂装需要。
水性涂料在工程机械行业应用的时间不长,但受到VOCs治理的影响,近两年应用范围扩大呈加速之势。在未来两年内,VOCs治理对工程机械水性涂料的影响还将持续,会有越来越多的工程机械企业采用水性涂料替代现有的溶剂型涂料,水性涂料将成为工程机械中应用量最大的一类涂料。
4.3.3对粉末涂料的影响
粉末涂料的VOCs含量几乎为零,是VOCs治理源头替代的最佳选择,而且利用率可达到98%以上,几乎没有废物产生,工艺成熟,在各级涂装VOCs质量文件中都被列为传统溶剂型涂料的替代品之一。但是,粉末涂料烘烤温度在180℃左右,如果板材较厚,能耗就增大。虽然粉末涂料在工程机械行业已经使用了20多年,但主要局限在机罩、驾驶室等厚度3mm及以下的薄板件上。随着VOCs治理的加强,能耗成本对粉末涂料应用的影响会有所弱化,粉末涂料在工程机械行业的应用范围将会扩大,从3mm及以下薄板件发展到6mm甚至是10mm的中厚板件,会有越来越多的企业和产品采用粉末涂料替代溶剂型涂料。
4.3.4对电泳涂料的影响
电泳涂料是一种VOCs含量很低的环保型涂料,符合VOCs治理的要求,且在工程机械行业已经使用了近20年,工艺非常成熟。但是,电泳涂料适合于大批量生产和薄板件涂装。由于电泳涂装生产线一次性投资大,小批量的生产难以支撑企业去投入和运营一条电泳涂装线。电泳漆膜干燥温度在120℃以上,厚板件能耗较大,因此只能用于机罩、驾驶室等工程机械薄板件。另外,工程机械产品零部件外型尺寸和质量都非常大,受电泳槽尺寸的限制难以实现电泳涂装。因此,VOCs治理对电泳涂料在工程机械行业应用的影响不会很大。
4.3.5对高固体分溶剂型涂料的影响
高固体分溶剂型涂料固含量一般在60%~85%,施工状态的VOCs含量比传统溶剂型涂料的要低10%~30%,因此在涂装VOCs治理文件中,高固体分溶剂型涂料也被作为低VOCs涂料而推荐使用。高固体分溶剂型涂料施工工艺、条件与传统溶剂型涂料完全相同,不需要进行设备改造,因此可作为传统溶剂型涂料的一种快速替代涂料。但是,高固体分溶剂型涂料仍然含有较高的VOCs,采用高固体分溶剂型涂料和使用传统溶剂型涂料一样,必须采用燃烧方式处理才能使废气达标排放,环保投资大,运行费用高。高固体分溶剂型涂料仍属于溶剂型涂料,即使是通过工程机械涂装绩效B、C级评价的企业,在重污染黄色、橙色预警的情况下会被要求限产。另外,高固体分溶剂型涂料和水性涂料一样,60~80℃温度条件下漆膜烘烤的时间比普通溶剂型涂料的要长10min,单个工件漆膜干燥能耗增加30%左右。因此,高固体分溶剂型涂料的应用范围不会很大。
4.3.6对其他涂料的影响
不加惰性溶剂的辐射固化涂料固含量可达95%,包括辐射固化溶剂型涂料、辐射固化水性涂料、辐射固化粉末涂料等。随着辐射固化技术的发展,辐射固化涂料的应用快速发展,在塑料、金属、石材等多种领域有应用。虽然辐射固化涂料被列为VOCs治理源头替代的涂料之一,但在工程机械的应用短期内除了批量大、结构相对简单、产品种类单一的涂装线外,还难以推广。因此,VOCs治理对工程机械辐射固化涂料应用会有所推动,但短期影响不是很大。
天冬聚脲涂料也是一类相对环保的涂料,在漆膜质量、VOCs含量、能量消耗、综合成本、投资费用等综合评价方面有较为明显的优势,在工程机械行业开始受到关注,但尚处于试验阶段。VOCs治理会推动天冬聚脲涂料在工程机械应用研究,但短期内难以大批量推广应用。
4.4 结语
VOCs的治理将会对工程机械涂装材料产生很大的影响。但是,由于工程机械零件、涂装设备、涂装工艺等特点,VOCs的治理对工程机械不同涂料的影响程度不同。
(1)传统溶剂型涂料是VOCs的治理的重点,受影响程度最大,被替代范围加大,被替代速度加快。
(2)水性涂料由于VOCs含量低,施工方式与传统溶剂型涂料也完全相同,不受工件结构、尺寸限制,因此推广应用范围会加大,推广应用速度会加快,会大范围替代现有溶剂型涂料。
(3)电泳涂料虽然在工程机械行业应用较早,工艺成熟,受工艺限制,影响较小,变化不大。
(4)粉末涂料在工程机械行业应用范围将有所扩大,但受工艺限制,无法大范围替代现有溶剂型涂料,变化不明显。
(5)高固体分涂料在不改变现有设备的情况下就可以使用,因此短期内会迅速替代少部分传统溶剂型涂料。但由于VOCs含量相对于其他类的低VOCs涂料仍然较高,应用范围不如水性涂料大。
(6)辐射固化涂料、天冬聚脲涂料在VOCs治理的影响下,在工程机械行业的应用研究会加快,但短期内推广应用范围不大。
特别声明:
1)本报告第四部分内容引自《涂料工业》2021年第4期《VOCs治理对工程机械涂料影响的分析研究》全文,作者为张瑞,王春英,乔锟,于萍,杨建明;
2)虽然《VOCs治理对工程机械涂料影响的分析研究》成文时间为2021年,但中国工程机械涂装领域我们认为没有发生太大变化,我们认为即使放到今天阅读仍具有很高的参考价值。
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