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文档简介
1粉末涂料涂装产业白皮书序言第一章2023中国粉末涂料涂装产业发展现状分析 1.1粉末涂料涂装产业宏观环境分析 1.2粉末涂料涂装产业规模及业态 11.2.1粉末涂料市场企业结构分析 11.2.2粉末涂料市场现状分析 31.2.3粉末涂料市场规模未来趋势分析 51.2.4中国粉末涂料生产区域分布分析 61.3粉末涂料各类产品分析 71.3.1粉末涂料主要特点分析 71.3.2粉末涂料细分类别分 81.3.3粉末涂料细分类别市场现状分析 1.3.4粉末涂料细分类别未来趋势分析 1.4粉末涂料产业链概览 1.5粉末涂料应用行业概述及领域发展历程 1.6粉末涂料应用行业概述及领域发展历程 1.6.1金属粉末涂料介绍及发展趋势 1.6.2金属粉末涂料常见的工艺 1.6.3金属粉末涂料生产和使用的痛点 第二章中国粉末涂料涂装产业链发展分析 2.1粉末涂料原材料发展分析 2.1.1粉末涂料主要原材料现状分析 2.1.2粉末涂料原材料市场未来趋势分析 232.2粉末涂料制造设备发展分析 2.2.1粉末涂料制造工艺发展分析 242.2.2粉末涂料产线主流设备现状分析 2.2.3粉末涂料制造设备市场未来趋势分析 2.3粉末涂料前处理工艺发展分析 272.3.1粉末涂料前处理工艺现状分析 2粉末涂料涂装产业白皮书2.3.2粉末涂料前处理工艺未来趋势分析 282.4粉末涂料喷涂设备技术发展分析 2.4.1粉末涂料喷涂设备技术现状分析 2.4.2粉末涂料喷涂技术未来趋势分析 2.4.3粉末涂料喷涂设备未来趋势分析 2.5粉末涂料固化工艺发展分析 2.5.1粉末涂料固化工艺现状分析 332.5.2粉末涂料固化工艺未来趋势分析 2.5.3粉末涂料固化工艺案例 2.6粉末涂装整装喷涂线工艺技术发展趋势 2.6.1粉末涂料整装喷涂线工艺技术现状分析 2.6.2粉末涂料整装喷涂线工艺未来趋势分析 第三章中国粉末涂料涂装产业新业态和新趋势 403.1原材料价格波动分析 403.1.1粉末涂料主要原材料价格的趋势分析 403.1.2粉末涂料原料价格波动影响因素分析 433.1.3粉末涂料原材料价格波动对粉末涂料企业影响分析 443.2粉末制成工艺数字化智能分析 443.2.1粉末制成工艺数字化智能目前应用现状分析 443.2.2粉末制成工艺数字化智能典型案例分析 443.2.3粉末制成工艺数字化智能未来趋势分析 463.3粉末涂料涂装碳中和贡献领域分析 463.3.1粉末涂料涂装碳中和贡献现状分析 463.3.2粉末涂料涂装碳中和贡献典型案例分析 473.3.3粉末涂料涂装碳中和贡献未来趋势分析 3.4人工智能在涂料制成和涂装领域的应用 3.4.1人工智能在涂料制成和涂装领域的应用目前应用现状分析 3.4.2人工智能在涂料制成和涂装领域的应用典型案例分析 3.4.3人工智能在涂料制成和涂装领域的应用未来趋势的发展 573.5粉末涂料行业环保政策概览 3.5.1粉末涂料政策法规概述 3.5.2粉末涂料绿色制造体系概述 593粉末涂料涂装产业白皮书第四章2023年中国粉末涂料涂装应用行业发展分析 654.1粉末涂料应用行业现状概览 4.2粉末涂料在建筑建材行业发展现状分析 4.2.1建筑建材行业发展现状 4.2.2建筑建材行业粉末涂料市场现状分析 4.2.3建筑建材行业粉末涂料典型应用案例分析 684.2.4建筑建材行业粉末涂料市场未来趋势分析 684.3粉末涂料在农业、工程机械及汽车行业发展现状分析 4.3.1农业、工程机械及汽车行业发展现状分析 704.3.2农业、工程机械及汽车行业粉末涂料市场现状分析 4.3.3农业、工程机械及汽车行业粉末涂料典型应用案例分析 744.3.4农业、工程机械及汽车行业粉末涂料市场未来趋势分析 744.4粉末涂料在通用工业发展现状分析 4.4.1一般工业发展现状分析 4.4.2一般工业粉末涂料市场现状分析 4.4.3一般工业粉末涂料典型应用案例分析 4.4.4一般工业粉末涂料市场未来趋势分析 4.5粉末涂料在大家居行业发展现状分析 774.5.1大家居行业发展现状分析 4.5.2大家居行业粉末涂料市场现状分析 784.5.3大家居行业粉末涂料典型应用案例分析 4.5.4大家居行业粉末涂料市场未来趋势分析 4.6粉末涂料在新兴细分行业领域发展分析 4.6.1动力电池行业 814.6.2钢结构行业 4.6.3储能行业 4.6.4通讯行业 4.6.5彩涂板行业 4.6.6集装箱行业 第五章2021年中国粉末涂料涂装产业国家相关政策汇编及行业标准 5.1粉末涂料行业政策法规及涂装行业标准 4粉末涂料涂装产业白皮书5.1.2地方政策 5.1.3各行业涂装VOCs排放标准汇总 1005.1.4粉末涂料行业相关标准 5.2粉末涂料绿色制造体系指标 第六章2024-2028年中国粉末涂料涂装产业发展的机遇和挑战 6.1发展机遇 1056.2面临挑战 1066.3粉末涂料行业发展趋势 1071粉末涂料涂装产业白皮书第一章2023中国粉末涂料涂装产业发展现状分析1.1粉末涂料涂装产业宏观环境分析从全球区域发展来看,2023全球粉末涂料市场规模以中国地区的粉末涂料市场发展最为显著,这得益于中国地区制造业,电子产业和汽车制造业的强大市场规模,建筑建材领域持续保持相对高位,以及新兴应用领域如ACE-工程及农用机械,商用车,MDF板式定制家具,电动车,彩钢板,动力电池及储能等细分应用领域的粉末涂装应用拓展。中国粉末涂料工业发展自起步至今已有五十余年历史,改革开放后本土厂商逐步引进先进制造设备及生产技术,同步带动本地自主研发进入快速发展阶段。21世纪以后,粉末涂料制造设备和原材料配套已基本达成稳定。目前,中国是世界上最大的粉末涂料生产国和消费国,引领世界粉末涂料的发展和新兴市场领域的开拓。后疫情时代中国宏观经济恢复较快总体形势良好,有利于粉末涂料行业的进一步发展壮大。中国国家统计局2024公布2023的数据显示,中国全年生产总值超126万亿元人民币,全年经济同比增长5.2%,根据世界银行统计,中国2023贡献了全球增长的30%。2024中国经济持续稳定恢复中,经济发展继续保持全球领先地位。2024中国GDP预计增速为5.3%左右,中国市场持续的增长为粉末涂料涂装行业的发展打下坚实的经济基础。随着涂料产业快速发展以及绿色环保理念趋势的不断推进,粉末涂料行业作为大涂料行业的分支迎来行业全新的发展机遇。近年来,国家政府对环境保护的重视程度不断加强,各项环保政策的陆续出台对粉末涂料行业的发展产生了重大积极影响。其中,禁止使用高VOCs含量的溶剂型涂料,推广低VOCs含量涂料等要求已成为多行业及多区域的标准实施重点。粉末涂料主要是由树脂及各种助剂混合而成的固体状粉末,因其成分中几乎没有任何有机溶剂、所以具有无污染、零VOCs排放、涂料利用率高、能耗低、工艺简单等特点,目前已经被市场广泛认可为“4E型”(4E:高的生产效率HighProductionEfficiency、优良的涂膜性能ExcellentFilmPerformance、生态环保Eco-Friendly、价格友好Cost-Effective)环保型绿色涂料。可以说粉末涂料正在逐步取代部分溶剂型涂料市场,成为“双碳”背景下的一大典型绿色工业涂料品类。中国涂料工业协会粉末涂料涂装分会认为,中国粉末涂料涂装行业应当自觉承担起党和国家予我们的使命,坚持规范经营、品质优先原则,共同营造行业健康成长环境,相信粉末涂料涂装行业必将迎来更大的发展前景。1.2粉末涂料涂装产业规模及业态1.2.1粉末涂料市场企业结构分析目前,中国粉末涂料企业数量超过6,000家,超过1000万产值的规模以上企业不足500家,2粉末涂料涂装产业白皮书整体市场集中度较低,市场相对分散。此外,在中国粉末涂料市场,虽然阿克苏诺贝尔、PPG国外一线品牌占据市场和技术领先地位,但从整体市场占比来看,国内自主品牌占据较大的市场份额。从中国粉末涂料Top100企业销售额情况来看,Top100市场占有率为49.22%。其中,本土企业市场占有率为35.25%,中国自主品牌包括福建万安,肇庆千江,睿智环保、金高丽,彩粉末,波瑞泽新材料以及武汉炫彩等知名企业。本土企业普遍成本控制优势明显,主推中低端粉末涂料产品,并不断提高自身产品竞争力和品牌竞争力;外资企业市场占有率为13.97%分别是阿克苏诺贝尔、PPG,爱粤(台资立邦涂料,老虎新材料,佐敦,宣伟,艾仕得,韩国江南载福。外资企业凭借技术和品牌资源优势,主要覆盖中高端粉末涂料领域,并致力于粉末新应用场景的开拓。表1-1:TOP30市场企业分析企业名称知名品牌企业属性1荷兰外资2外资3东莞市爱粤金属粉末有限公司4福建万安实业集团有限公司5外资6奥地利外资7肇庆千江高新材料科技股份有限公司广东8广东睿智环保科技股份有限公司广东9佛山市南海区金高丽化工有限公司广东安徽美佳新材料股份有限公司擎天材料科技有限公司擎天广东桑瑞斯集团桑瑞斯北京汉森邦德科技有限公司汉森邦德浙江华彩新材料有限公司武汉炫彩材料有限公司廊坊艾格玛新立材料科技有限公司佛山市南海区狮山斯耐特粉末材料厂斯耐特广东陕西蓝晟新材料研发有限公司佛山市涂亿装饰材料科技有限公司广东佛山市顺德区均安镇永基实业有限公司永基广东江门市皇宙实业有限公司广东浙江超浪新材料有限公司廊坊市泰铭金属涂装材料有限公司泰铭龙途天津瑞远粉末涂料有限公司3粉末涂料涂装产业白皮书浙江兴顺新材料科技有限公司江苏华光新材料科技有限公司佐敦外资佛山市俊美琪新材料有限公司俊美琪广东佛山市南海嘉多彩粉末涂料有限公司广东资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会,M2研究&分析从企业规模来看,根据中国涂料工业协会统计,近几年中国粉末涂料头部企业增长缓慢。2023年,中国粉末涂料行业年销量额规模2亿以上企业数量仅为26家,1亿以上38家。超过20亿的只有1家,除此以外没有超过10亿规模的企业。中国粉末涂料行业年销量规模在1000-4000万的企业大约400家,市占率20.50%左右。中国粉末涂料行业年销量规模1000万以下的企业数量大于5500家以上,目前中国粉末涂料行业企业规模普遍较小,但这类中小规模企业仍然占据了30%左右的市场份额。大中小企业市占率为:Top100市占率49.22%,Top101-500市占率20.50%,501-6000市占率约为30%。图1-1:2023年粉末涂料市场大中小企业市占率资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会,M2研究&分析1.2.2粉末涂料市场现状分析①中国粉末涂料市场规模分析粉末涂料行业目前面临着环保政策限制、原材料价格大幅度波动及原材料价格长时间低迷等一系列不利形势,整体行业在压力下寻找出路,新思路、新举措、新模式层出不穷,行业改革力度加大,技术研发投入加大,自主科技创新能力加高,企业上市步伐加快。绿色工厂、绿色生产、绿色产品、绿色消费等新理念逐渐成为行业共识,产业融合步伐加快。此外,“漆改粉”,“水改粉”行业应用拓展加速,细分市场稳步增长。2023行业整体销量虽然增长至215万吨,同比增长6%左右,但受原材料价格低位即销售价格走低影响,2023年中国粉末涂料市场规模在3944粉末涂料涂装产业白皮书亿元左右,基本恢复至2021年水平。2018-2023年期间,虽然受疫情及国际经济大环境影响,粉末涂料行业市场规模整体仍处于持续增长区间,年复合增长率为5%左右。图1-2:2018-2023年中国粉末涂料市场规模及增长情况资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会,M2研究&分析②中国粉末涂料销量分析2018年-2023年,中国粉末涂料销量尽管新冠疫情及全球经济萧条仍然总体呈增长态势,2018年-2023年均复合增长率达到7.18%。2023年,因原材料价格下降,粉末涂料平均定价也随之下调,粉末涂装综合性价比较其它工业涂装更具竞争力,中国市场整体总销量以较上年以近5%的增长率增长,市场规模进而达到215万吨实现历史新高。但由于原材料及平均销售价格下降,市场总产值再次跌下400亿水平线,达到约394亿左右规模。5粉末涂料涂装产业白皮书图1-3:2018-2023年中国粉末涂料销量及增长情况资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会,M2研究&分析1.2.3粉末涂料市场规模未来趋势分析新冠肺炎疫情全球大流行后,外部政治和经济环境更趋复杂严峻。中国涂料行业也面临着产业发展的艰巨任务。尤其是2022年粉末涂料整体需求多年来第一次出现不足5%的增长,由于原材料上半年尚处于历史高位即平均单价较高从而导致产值增长超过5%。2023年随着中国制造业复苏及出口量逐渐回复,粉末涂装需求量也恢复甚至超过2021年的水平,但由于众多企业特别是上游原材料企业在2020年开始大规模地扩产能导致2023年期间行业产能严重过剩致使原材料价格一路滑坡,加之TOP100粉末企业许多企业由于扩产导致产能过剩,为了抢占市场份额而开始了大幅度降价竞赛,价格非常卷,平均降幅达到两位数字。整个粉末涂料行业的环保压力不断加大,行业面临着原料价格下跌、产能过剩、能源消耗“双控双碳”、地方政府税收考核等严峻考验。即使在这种情况下,粉末涂料行业2023年依旧能够保持销售额、销售量双增长趋势,表明现有市场需求的增长与中国制造业相对稳定强关联,粉末涂料行业未来3-5年的发展仍旧保持乐观的增长空间。未来随着国家节能环保标准的提高,绿色产业政策的持续推进和实施,“漆改粉”,“水改粉”转型将直接提高下游行业需求。此外,粉末涂料涂装应用技术持续创新和进步也将开拓更多的全新应用场景,以达成涂料性能参数的升级或成本控制等新应用方向。2023年,中国粉末涂料市场规模在394亿元左右,用量占全球的市场近45%左右,目前中国已经连续多年成为全球最大的粉末涂料生产国和消费国。中国的预计未来占全球的市场的比重逐步增加,未来2024-2028年,预计中国粉末涂料市场增速仍以每年7%-10%的增速持续增长,2026年中国粉末涂料市场规模将达到500亿元。6粉末涂料涂装产业白皮书图1-4:2024-2028年中国粉末涂料未来市场规模预测资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会,M2研究&分析1.2.4中国粉末涂料生产区域分布分析中国粉末涂料发源地是华东地区的江苏省,安徽黄山地区,逐步扩至上海市,后来扩大到浙江和安徽两省。华东区域省份众多,其中不乏多个中国GDP排名前列的省市。华东地区最先应用粉末涂料的区域,该区域重点发展家电家具、汽车行业,及通用工业,存在大量的粉末涂料应用需求;华南地区以先进制造业发展较为快速,通讯及电子电器行业,建筑建材铝型材行业发展尤为突出;华北地区粉末涂料是以河北廊坊为中心向京津冀进一步发展,以建筑建材、铁质家具,一般工业为主,电动车自行车产业发达,黑白家电类电器应用比较少;东北地区以农业机械和工业机械制造为优势企业;中西部以汽车制造为主要发展产业,产业基础雄厚。华中两湖地区工程机械产业聚集度较高,建筑建材,通用工业也分布很广,但普遍规模较小。同时我们观察到华南铝型材制造基地正逐渐北上迁移,随着VOC排放管控加强,各大中心城市也看到越来越多的粉末涂装企业回归,中心城市及大中型城市将会成为粉末涂装今后主要的聚集地。2023年,粉末涂料华东区域销量占比约45%,是全中国粉末涂装需求量最大的区域。华东地区因用粉企业数量持续增加,粉末涂料本身发展的应用行业广泛,品类齐全,预测华东地区粉末涂料销量占比依旧增长,趋势乐观。在华东地区的传统行业通用工业发展稳定,建筑建材行业、家具家电行业,特别是新能源电池及储能更具有发展优势。华南地区在中国生产地区所占比例基本上为23%,占比趋于减少。其中广东省仍然是中国省份中知名粉末企业密度最高的省份。未来发展趋势还是依旧基于传统产业上如建筑建材、定制门窗,通讯及家电家居行业,持续发展先进制造产业增加附加值是核心。华北地区与其他地区相比产量占比相对稳定,需求量在中国占比为16%,未来主要拓展家具类、交通安全类、汽车行7粉末涂料涂装产业白皮书业的应用。东北地区和中西部地区生产量占比分别为4%和6%,中西部地区未来发展以汽车行业,建筑建材为主,未来西部市场随着沿海经济带向内陆延展有较大增长空间;东北地区虽然幅员辽阔但由于企业数量较少,工业基础较弱,市场短期内暂无太大增长的可能。华中地区6%的市场占比,建筑建材,工程机械,商用车,通用工业粉末涂装机遇众多成长潜力较大。图1-5:2023年中国粉末涂料产量地域占比分布图资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会,M2研究&分析1.3粉末涂料各类产品分析1.3.1粉末涂料主要特点分析粉末涂料是一种新型的无溶剂100%固体粉末涂料,主要原料是树脂。采用静电喷涂和流化床浸涂的方法将其涂覆在被涂材料表面,然后经烘烤熔化、平整并固化成膜。粉末涂料的形状与传统液态涂料完全不同。它以细粉末的形式存在,不含任何有机溶剂。避免了有机溶剂对环境的污染和溶剂本身的浪费。与传统涂料相比,粉末涂料具有以下明显优势。一是可实现零污染、粉末涂料是100%固体粉末状态,在使用过程中不会涉及有机溶剂带来的环境污染问题,如:有机溶剂挥发带来的空气污染、有机溶剂废液处理等问题。并且粉末涂料的边角料可以回收再利用,涂料的有效利用率高,如果回收设备的效率高,粉末涂料的利用率可高达95-99%。二是成本较低,从企业制造成本考虑,同样的产能,粉末涂料企业的占地面积和生产成本只有传统溶剂企业的一半。三是产品性价比高,在目前常用的溶剂涂料、水性涂料、粉末涂料等涂料类型中,粉末涂料价格最低,平均价格低于传统溶剂涂料。四是多功能性,粉末涂料可以满足建筑建材、一般工业、家电家具、汽车、3C产品等各个领域的防腐、装饰的需求。不仅喷粉利用率高达95-99%,且生产效率高,基本上一道涂装就能达到溶剂型或水性涂料的几道甚至十几道涂装的厚度,其涂装不受气温温差和湿8粉末涂料涂装产业白皮书度的影响,自动化程度通常较高。五是高利用性、零浪费,并且粉末涂料的边角料回收再用,涂料的有效利用率高,如果回收设备的效率高,粉末涂料的利用率可高达95-99%。六是用量节约,同样厚度的漆膜,粉末涂料涂装的面积比传统溶剂型或水性涂料要多出一倍。虽然粉末涂装优势明显,但也存在一些局限性。例如,粉末需要特殊的喷涂设备;在生产和涂装过程中,改变涂料的颜色和品种比较麻烦;传统的粉末涂料的烘烤温度大多在180℃以上。除了UV固化粉末涂料外,大多数品种不适用于耐热性较差的塑料、木材和纸张等热敏基材。图1-6:粉末涂料优势资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会,M2研究&分析1.3.2粉末涂料细分类别分①粉末涂料4种分类方式粉末涂料作为绿色环保的涂料产品,已得到越来越多行业的认可。最常用的粉末涂料分类是依据基料产品的分类,即在加工过程中是否发生了化学反应来区分。可分为热固性粉末涂料和热塑性粉末涂料。即发生了化学反应为热固性粉末涂料。没有发生化学反应的即为热塑性粉末涂料。粉末涂料细分类别也可以从成膜物的性质、外观、功能特性、使用环境几个方面来做分类。常用的热固性粉末涂料包括纯环氧树脂型、环氧-聚酯混合树脂型、纯聚酯型树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等粉末涂料类型,该类涂料因其形成的漆膜外观和各种机械性能及耐腐蚀性均能满足汽车涂饰的多种要求。所以在汽车及建筑建材涂装领域中和通用工业领域应用极多。而热塑性粉末涂料包括:聚乙烯型、聚氯乙烯型、聚酰胺型等多种类型。由于热塑性粉末涂料加工和涂覆方法简单,热塑性粉末涂料只需加热熔化、流平、冷却或萃取凝固成膜即可,不需要复杂的固化装置,易于实现较厚的涂层(可达250μm以上具有更好的性能比。9粉末涂料涂装产业白皮书图1-7:中国粉末涂料分类方式资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会图1-8:粉末涂料最普遍细分类别资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会②热固性粉末涂料细分类别优势及应用领域环氧粉末涂料:由于具有优异的金属黏合力、防腐蚀性、硬度、柔韧性和冲击强度,所以是热固性粉末涂料中首先应用的品种。环氧粉末涂料的配制是由环氧树脂、固化剂、颜料、填料和其他助剂所组成,主要应用于汽车零备件,管道内外壁,家用电器等领域。聚酯粉末涂料:聚酯粉末涂料与其它类型粉末涂料相比,具有独特性质。表现在耐候性、耐紫外线光性能比环氧树脂优势明显。另外由于聚酯树脂带有极性基团,所以上粉率比环氧树脂高,烘烤过程中不易泛黄,光泽度高,流平性好,漆膜丰满等特征,因而具有很好的装饰性,一般多用于建筑建材铝型材,户外休闲家具,定制门窗,需要户外直接面对太阳光照射的工件表面。丙烯酸酯粉末涂料:丙烯酸树脂粉末涂料有热塑性和热固性两种。热固性丙烯酸树脂粉末涂料最大的优点是具有优良的耐候性、保色性、耐污染性、防腐性能,金属基材附着力强、涂膜外观饱满,流平优异,适用作装饰性粉末涂料,汽车铝轮毂是最大的应用市场。新兴应用领域为太阳能光伏发电组件封装材料,市场潜力巨大。粉末涂料涂装产业白皮书改性树脂粉末涂料:是将几类树脂相互结合进行改性,使改性后的粉末涂料可以同时结合几类树脂的优良性能。例如聚酯型涂料涂膜饱满、机械性能优异,但受限于合成聚酯成本高、易老化性的性能制约,而丙烯酸型涂料具有优异的耐光性、户外老化性能和耐化学品腐蚀性等,但树脂性脆,涂膜耐冲击性等机械性能稍差。结合这两类树脂的优点,制备了粉末涂料用丙烯酸改性聚酯树脂。正因为上述两类涂料性能各有所长,将两类树脂相互结合得到综合性能优异的改性树脂粉末涂料。图1-9:热固性粉末涂料细分类别优势及应用领域资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会,M2研究&分析③热塑性粉末涂料细分类别优势及应用领域聚乙烯粉末涂料:具有优良的防腐蚀性、耐化学品性及优异的电绝缘性和耐紫外线辐射性。可用于化工池槽、叶轮、泵、管道内壁、仪表外壳、金属板材、冰箱内网板、汽车零部件等。聚氯乙烯粉末:是工业化大规模生产的最便宜的聚合物之一。它具有极好的耐溶剂性,对水和酸的耐蚀性好,耐冲击,抗盐雾,可防止食品污染和对静电喷涂有高的绝缘强度。主要用于涂装金属网板、钢制家具、化工设备等。聚酰胺粉末涂料:又称尼龙粉末涂料,材料本身容易形成氢键,因此,聚酰胺树脂的熔点通常很高。尼龙具有机械强度高、抗冲击、硬度高、耐磨、摩擦系数小、粉尘吸收率低等优点。可用于有特殊要求的零件。如水泵叶轮、纺织机械零件、柴油机气动活塞零件、帆船螺旋桨叶轮、汽车车轮、摩托车支架、农业机械、体育器材和人体接触的金属制品等。此外,由于尼龙无毒无味、耐盐水、霉菌无法侵蚀的同时抑制细菌增长,因此,它非常适合制造浸入海水或与海水接触的涂料,以及食品工业、饮用水管、食品包装等零部件涂料。氟树脂粉末涂料:含氟聚合物能够制备粉末涂料的种类很多,如聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PTFCE)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。聚四氟乙烯熔点高,拥有优异的耐腐蚀性和优良的介电性能,大量应用于石油、化工防腐涂层、电子电器材料、船舶及不粘锅涂层等。聚三氟氯乙烯价格涂层可在130℃以下长期使用,其耐碱及耐氟化氢腐蚀的能力优于不锈钢设备,现在大量应用于化工、制药厂的防腐设备。聚偏氟乙烯粉末涂料的最大优点是耐候性优异,在室外粉末涂料涂装产业白皮书曝晒有高的耐降解性,并且不吸灰尘,很容易保持原有光泽。图1-10:热塑性粉末涂料细分方式的优势及应用领域资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会,M2研究&分析1.3.3粉末涂料细分类别市场现状分析①热固性粉末涂料市场现状分析2023年随着中国房地产市场萎缩下游企业建筑建材等行业粉末涂料需求量减少,但汽车行业(电动汽车替代传统油动力汽车)等新兴行业的新需求增加,使粉末涂料整体的需求量有所增长。2023年中国热固性粉末涂料销量约为212万吨。2018-2023年年均复合增长率达到7.18%。在这5年期间,中国热固性粉末涂料行业同样市场规模逐渐走高,热固性粉末涂料市场规模达390亿元左右,年均复合增长率达到5%。图1-11:2018-2023年中国热固性的市场规模及增速情况资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会,M2研究&分析粉末涂料涂装产业白皮书图1-12:2018-2023年中国热固性粉末涂料销量及增长情况资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会,M2研究&分析②热塑性粉末涂料市场现状分析2018-2023年,中国热塑性粉末涂料下游市场需求稳定,行业整体销量稳定,市场规模每年稳定在3-3.5亿人民币左右。2023年原材料下降,定价下调,下游行业(交通行业、家电行业)需求量略有下降,致使2023年热塑性粉末涂料销售额下降,整体市场规模较上年减少8%。图1-13:2018年-2023年中国热塑性的市场规模及增长情况资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会,M2研究&分析粉末涂料涂装产业白皮书图1-14:2018-2023年中国热塑性粉末涂料销量及增长情况资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会,M2研究&分析1.3.4粉末涂料细分类别未来趋势分析粉末涂料市场空间将日趋扩大,预计未来2024年-2028年中国热固性粉末涂料市场增速仍以6-10%的增速持续增长,整体将呈现增长趋势,预测至2026年,中国热固性粉末涂料行业供给量预计为RMB500亿元。热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料的应用终端虽有一些交叉重叠(如家具家电领域的应用)但是最终应用终端还是略有不同,在交通安全设施的应用(如栅栏的浸涂家电领域(风扇的金属网)依旧会选用热塑性粉末涂料。但近些年热塑性粉末涂料应用领域一直没有拓展,所以市场空间一直较为平稳没有较大发展。预测2026年,中国热塑性粉末涂料行业市场规模依旧在3-3.5亿元左右。中国粉末涂料还是以热固性粉末涂料市场占据主导地位。未来几年,中国热固性粉末涂料行业市场产量和销量在粉末涂料整体市场占比会呈现增长趋势。粉末涂料涂装产业白皮书图1-15:2024-2028年热固性市场规模未来趋势分析资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会,M2研究&分析在涂装行业,持续性的消费升级正在极大拓展环境友好型涂料的市场需求。增长主要来自两方面,即原有存量市场对于替代性产品的需求,以及新出现的增量需求。从消费端看,消费者对于涂料的需求,正在逐渐从单纯的功能性,向兼具功能性与环保性、美观性等附加价值转变;从政策端看,国家关于“双碳”目标的实施,正在推动涂装行业企业寻求更加环境友好型的涂料产品和新工艺,长远来看,这也将帮助企业有效控制成本,实现良性可持续发展。在以上因素的影响下,环境友好型的粉末涂料日益受到市场各方的关注,在具体的落地应用中,涂料生产企业需要真正解决粉末涂料生产的各种挑战,例如实现更优的环保标准、降低固化温度以拓展应用场景等,从而真正实现对于传统涂料的替代,为不同领域的客户提供可落地的解决方案。在市场需求和实际应用挑战的双重驱动下,科思创基于在涂料行业的丰富经验和科技研发优势,推出生物基粉末涂料树脂、超耐候柔韧性粉末涂料树脂和热敏基材粉末涂料树脂三大粉末涂料产品,它们在减少碳排放和空气污染、更好的耐候性和柔韧性、耐用持久性能等层面,可以为客户提供更佳的方案选择。1.4粉末涂料产业链概览粉末涂料产业链上游为原材料供应企业,包括树脂、颜料、填料和助剂等。中游为粉末涂料产品制造企业。下游为粉末涂料的为各应用领域企业和配套喷涂加工厂,各应用领域包括建筑建材、大家居(家用电器、家具)、3C、汽车、工程及农用机械,油汽水金属管道,通用工业,工业设备等行业。随着VOCs限制的日趋严格,粉末涂料的市场应用领域将越来越宽广。部分粉末涂料涂装产业白皮书新兴行业的增长也将持续促进粉末涂料市场发展。展望未来,粉末涂料企业上下游产业链呈现一体化趋势。根据目前的发展趋势,粉末涂料企业可以通过与上游原材料企业合作获得稳定的原材料供应。与下游企业合作可以促进产品应用,实现双赢。使得上下游产业一体化趋势正在逐步加强。产业链向上延展最为成功的企业包括金高丽,安徽美佳,阿克苏诺贝尔。在粉末涂料技术引进之初,进口粉末制造设备的引进,不仅满足了行业需求,也同步促进了中国国产粉末制造设备的跨越式发展,目前在粉末涂料制造设备上,中国不仅已实现国产化并返销欧美市场。2000年以后粉末厂家进口粉末涂料制造设备的案例大幅减少。与此同时,中国产粉末涂料制造设备开始销往世界各国,包括发达国家。特别是近年来,由于中国绿色政策被大力提倡,粉末涂料设备的发展速度进一步加速,远超全国涂料设备行业的平均发展速度。山东烟台是中国粉末涂料生产设备的核心产区,TOP10中的东辉,凌宇,万亨,远枫,东源,圣士达,杰程,欧冠,海洋静电,有9家来自图1-16:中国粉末涂料产业链资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会,M2研究&分析1.5粉末涂料应用行业概述及领域发展历程20世纪70年代初,粉末涂料初步应用于汽车领域。20世纪80年代随着家电行业逐步发展起来,家电行业(尤其在电冰箱行业中)一度成为中国最重要的粉末涂料应用领域,占据中国80%以上粉末涂料市场份额。目前,随着粉末涂料技术的进步和应用领域的拓展,更多行业例如建筑建材领域和一般工业领等域的应用占比也出现了显著提升。数据显示,2023年,中国粉末涂料最大的应用市场为建筑建材领域,占粉末涂料总产量的23%;其次是大家居(家具家电)行业,占粉末涂料总产量的22%;紧随其后的是一般工业领粉末涂料涂装产业白皮书域,占比为19%。汽车、3C等其他行业领域总产量占比为17%,防腐环氧管道5%,工程及农用机械,商用车4%,储能及动力电池3%,并且增速较快,MDF板式家具2%,其它5%。目前,中国粉末涂料已从同质化走向了差异化,不同应用领域对粉末涂料的技术要求差异较大,因此粉末涂料企业都在追求针对不同应用领域,调整产品结构,增强细分领域内的产品竞争优势。图1-17:2023年中国粉末涂料应用领域分布资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会,M2研究&分析1.6粉末涂料应用行业概述及领域发展历程1.6.1金属粉末涂料介绍及发展趋势金属粉末涂料是由金属颜料、树脂和添加剂组成的高性能表面涂层材料,可提供多种不同的外观效果,如金属质感、哑光、亮光、纹理等,使得涂层能够满足不同产品和设计的需求,赋予金属制品独特的视觉效果和装饰性,同时也具有环保性,耐腐蚀、耐磨损、耐高温和耐候性等优良性能。金属粉末涂料广泛应用于建筑建材,汽车零配件、家居家电,工农业机械等领域,已成为最有潜力发展的工业品类。尽管这个行业拥有如此广阔的前景,但在生产和工艺等方面还有较大的优化空间,安全稳定的生产工艺是使行业不断发展的基础。1.6.2金属粉末涂料常见的工艺干混工艺:此工艺将底粉和金属粉按配比进行简单的均化混合。由于金属粉只是松散的混合在底粉中,使得底粉和金属粉完全分离。而金属颜料的导电性能更好,干混后的涂料在喷涂过程中会出现配方不稳定,喷涂工件缺陷多,回收粉无法再喷涂等问题。粉末涂料涂装产业白皮书金属粉末邦定工艺:邦定(Bonding)在英文中表示粘结,其名由英译而来。金属粉末邦定工艺就是将金属颜料和树脂粉末涂料粘结起来。生产过程是通过摩擦生热,使基料混合物温度升高到玻璃化温度Tg,根据不同的金属颜料选择其加料顺序,直到树脂和颜料完全黏结。1.6.3金属粉末涂料生产和使用的痛点在金属粉末涂料的生产和使用过程中,经常会面临以下挑战。底粉和金属颜料的分离,这会导致回收粉二次喷涂和新粉色差较大,回收粉无法有效使用;在邦定工艺中,精准找到玻璃化温度Tg是整个工艺的核心。由于底粉受配方,批次和储存条件等各种因素影响,即使是同批次物料,也可能受外部环境的影响出现不同的Tg。在此情况下,如果单纯依靠温度测量确定Tg就会出现较大的偏差,导致邦定效果不理想;物料能否实现完全邦定的关键因素,除了以上提到寻找到正确的Tg点之外,精准控制物料温度,确保混料锅内物料各个温度点都一致也是重要因素。由于物料温度的不一致性会导致部分未达到邦定温度的底粉无法有效实现邦定;金属颜料添加比例受限,由于不完全的邦定工艺,无法使更多的金属颜料和底粉进行有效粘结。如果添加比例高,会造成使用时喷涂困难,回收粉无法使用,喷涂工件发花或阴阳面等情况;在邦定过程中,出现物料粘壁或粘结桨叶等问题,造成原料浪费,也增加了很多设备清理的时间和工作量;爆炸风险性大,设备防爆要求高。针对这些痛点,企业可以通过技术创新、工艺优化、设备升级等方式来解决问题,并确保金属粉末涂料的生产过程稳定、高效和质量可控。粉末涂料涂装产业白皮书第二章中国粉末涂料涂装产业链发展分析2.1粉末涂料原材料发展分析粉末涂料是将合成树脂、颜填料、固化剂及其他助剂等固体物料按照一定比例和配方生产的。原材料的选择将对粉末涂料的质量及性能产生影响,合成树脂的结构和性能是决定粉末涂料质量最主要的因素;颜料和填料作为粉末涂料的重要组成部分,在满足粉末涂料涂膜基本性能的基础上,还能起到改变涂膜的平整度、光泽度等性能作用。近年来,环氧树脂、聚酯树脂和各类助剂生产技术的快速发展,为粉末涂料配方改良、创新和发展提供强有力的支撑。2.1.1粉末涂料主要原材料现状分析粉末涂料一般是由树脂、颜料、填料、固化剂及其他助剂等固体物料按照一定比例和配方组合而成的。由于粉末涂料配方不同,原材料的用量也千差万别,在透明粉末涂料中树脂是用量最大的原材料,在所有原料中占比可以高达90%;颜料在黑色粉末涂料中用量约为1%,而在纯白色粉末涂料中用量可达30%;填料在砂纹或皱纹粉末涂料中用量可高达35%,但在透明粉末涂料中不适用;固化剂在环氧—聚酯粉末涂料中用量最大,环氧作为助剂使用约为30%,TGIC一般5-10%,HAA大约4-8%。在热塑性粉末涂料中不适用;助剂如流平剂,透气剂等使用量较小,一般为0.1%-3%。中国的粉末涂料用树脂主要有三种:聚酯树脂、环氧树脂以及丙烯酸树脂。其中聚酯树脂材料成本相对较低,经过树脂改性或配方调整可以使聚酯粉末涂料的防腐性能可以与环氧粉末涂料等媲美,因此近些年粉末涂料使用聚酯树脂高于其他树脂。中国市场聚酯树脂为主基材的粉末涂料产品占比近70%以上。聚酯树脂在中国工业化生产起步于20世纪80年代,在此之前聚酯树脂主要从比利时的UCB和荷兰的DSM进口。1985年杭州化工联合中国银行杭州国际信托咨询公司成立杭州中法化学有限公司合资公司(现浙江新中法),从法国引进聚酯生产技术和先进的设备,并于1987年开始生产STRATYL聚酯树脂结束了中国粉末涂料用聚酯树脂全部进口的历史。随后粉末涂料用聚酯树脂行业开始高速发展,2023年中国聚酯十强企业聚酯销售额为86.47亿(包括出口其中安徽神剑,浙江光华产量已排名世界前两位。需要特别提及的是目前TOP5企业安徽神剑,浙江光华,擎天新材料,烟台枫林,黄山正杰5家企业的产能已经能够完全覆盖中国市场的聚酯树脂需求,约80万吨。2018-2023年中国聚酯树脂产量及增长率见图2-1。粉末涂料涂装产业白皮书图2-1:2018-2023年中国聚酯树脂销量及增长率资料来源:中国树脂协会、M2研究&分析表2-1:2023年聚酯树脂销量TOP10企业排名企业1安徽神剑新材料股份有限公司2浙江光华科技股份有限公司3擎天材料科技有限公司4烟台枫林新材料有限公司5黄山正杰新材料有限公司6新中法高分子材料股份有限公司7浙江传化天松新材料有限公司8安徽永昌新材料有限公司9安徽美佳新材料股份有限公司资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会2022年中国环氧树脂年产能323.5万吨,产量为208万吨,同比增长7.2%,拟建和在建项目29个,总产能362.3万吨,相当于2022年总产能的1.2倍,未来几年有严重过剩风险。(数据来源:中国石化联合会环氧树脂及应用专业委员会接近全球环氧树脂年产量的一半,但国内高端环氧树脂质量和稳定性与发达国家相比仍有一定差距,高端环氧树脂进口量需求较大。2023年中国TOP10粉末涂料用环氧树脂企业年销售额35.08亿,2023年环氧树脂年产能超过5万吨的企业共有6家。安徽美佳是全球最大的粉末用环氧树脂生产企业,二步法固体环氧树脂产能达到15万吨。随着工程及农用机械,民用轻钢结构,商用车,集装箱等新兴粉末涂粉末涂料涂装产业白皮书装应用领域的拓展,环氧树脂的需求量将会大幅度提升。图2-2:2018-2023年中国环氧树脂产量及增长率资料来源:中国化工信息、M2研究&分析表2-2:2023年中国TOP10粉末环氧树脂企业排名企业1安徽美佳新材料股份有限公司23安徽恒泰新材料科技股份有限公司4安徽恒远科技有限公司5安徽善孚新材料科技股份有限公司6南亚7黄山锦峰实业有限公司8长春化工9中石化巴陵石化环氧树脂事业部黄山天马新材料科技有限公司资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会2颜料和填料在粉末涂料的构成中,除透明粉末涂料外都需要添加颜料以起到着色后的装饰作用和一定程度的防锈作用等。粉末涂料的颜料可分为无机颜料和有机颜料两类,常用的无机颜料有钛白粉、氧化铁等。填料陕西富化,深州嘉信是化学钡,贵州贵祥是物理钡主要生产商。2018-2023年中国钛白粉和氧化铁产量及增长率见图2-3。粉末涂料涂装产业白皮书中国钛白粉行业起步于1956年诞生的上海华恒化工厂。虽比起步比发达国家晚了整整40年,但经过不懈地发展,中国钛白粉行业到2020年已拥有42家全流程生产企业,年综合产量超过350万吨。钛白粉的最主要应用下游为涂料行业,2020年用于涂料行业的钛白粉占总量的61%。由于钛白粉化学性质稳定,无毒无害,受到工业市场的青睐。用钛白粉制造的粉末涂料,拥有着色力强,用量省,品种多,对介质的稳定性可起到保护作用,并能增强漆膜的机械强度和附着力,防止裂纹,防止紫外线和水分透过,延长漆膜寿命等优点,在粉末涂料市场需求量很大。2023年中国主要钛白粉生产企业见表2-3。图2-3:2018-2023年中国钛白粉和氧化铁产量及增长率资料来源:全国无机颜料信息总站,国家统计局、M2研究&分析表2-3:2023年中国主要钛白粉生产企业序号企业1龙佰集团24攀钢钒钛3金浦钛业567鲁北化工资料来源:百川盈孚、M2研究&分析填料在粉末涂料中的作用是提升粉末涂料性能,增加涂膜硬度和刚性,与其他原材料相比填料价格较低,因此还可以起到降低粉末涂料成本的作用。粉末涂料涂装产业白皮书③固化剂和助剂粉末涂料的原材料中固化剂和助剂虽然用量小,但对涂料性能影响巨大,是不可或缺的重要组成部分,俗称涂料的味精。常用的粉末涂料固化剂和助剂有:流平剂;除气剂;纹理剂;固化剂、消光固化剂;消光剂;催化剂或固化促进剂;电荷控制剂;稳定剂;性能改性剂等。目前中国TGIC、HAA、消光固化剂、消光剂等传统固化剂和助剂产业十分成熟,在市场上颇具竞争力,可以满足当前粉末涂料生产要求。其中在铝型材料等行业,普遍认可TGIC固化剂生产的聚酯粉末涂料,因此TGIC固化剂作为聚酯粉末涂料的主要固化剂在使用。TGIC全称异氰尿酸三缩水甘油酯,是一种杂环多环氧化合物,具有优良的耐热性、耐候性、耐光性、耐腐蚀性、耐化学药品性和机械性能。今年来有较多企业陆续投资该领域,2023年中国TGIC主要生产企业见表2-4,2023年中国HAA主要生产企业见及表2-5。2024年2月1日起,在中涂协粉末涂料涂装分会的努力下含TGIC的粉末涂料(密闭生产装置除外)再次进入发改委《产业结构调整指导目录(2024年本)》。表2-4:2023年中国TGIC主要生产企业排名企业1黄山华惠科技有限公司2鞍山润德精细化工有限公司3黄山锦峰实业有限公司资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会表2-5:2023年中国HAA主要生产企业排名企业1六安捷通达新材料有限公司2黄山正杰新材料有限公司3宁波南海化学有限公司资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会表2-6:2023年中国粉末涂料助剂主要生产企业排名企业1宁波南海化学有限公司2六安捷通达新材料有限公司3东莞市索是新材料有限公司4宁波维楷化学有限公司5黄山华惠科技有限公司资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会粉末涂料涂装产业白皮书2.1.2粉末涂料原材料市场未来趋势分析虽然中国近些年在粉末涂料行业发展迅速,但在高端粉末涂料以及配方创新方面与欧美国家依旧存在一定差距,粉末涂料行业的技术进步主要受限于高端原料成本过高。想要打破聚酯粉末涂料一枝独秀局面,发展聚氨酯、丙烯酸和氟碳,硅改性树脂粉末涂料等高端粉末涂料必须以原材料的技术创新为依托。因此提高对粉末涂料原材料的研究与开发必将成为重要任务之一。①新型树脂及树脂改性研发:在粉末涂料配方中,决定粉末涂料与性能最重要的因素是成膜物质树脂和固化剂,其中对树脂的研究和开发是比对固化剂的研究和开发更高效的途径。对粉末涂料树脂品种的改进和研发,是新型粉末涂料研发的重要基础,是粉末涂料多样化的重要途径。近些年,研发出了许多新型粉末涂料用树脂,如近几年研发的紫外光粉末涂料用树脂系列、储存稳定性好的干混合消光聚酯粉末涂料用聚酯树脂、耐候性聚酯粉末涂料用聚酯树脂、消光用高羟值聚氨酯粉末涂料用聚酯树脂等,使得粉末涂料种类与日俱增。但现有树脂产品性能还不能完全满足需要,还有可以改进的空间,需要进一步改进和提高来满足高端粉末涂料的需要。②新型固化剂研发:粉末涂料用新型固化剂的开发一直是粉末涂料行业重视的内容,但是新型固化剂的研究举步维艰,目前中国粉末涂料纯聚酯产品用固化剂还是以TGIC固化剂为主。研发出来的新型固化剂与传统的固化剂相比价格很高,而且还存在一定问题有待解决。如羟烷基酰胺(HAA)的固化温度低、贮存稳定性好,且没有毒性,但是不适用于厚涂、厚涂涂膜容易出现猪毛孔的缺点,并且HAA价格较高,因此在中国工业市场的推广受阻。经过多年的研发,现在已经开发出无封闭剂的聚氨酯粉末涂料固化剂脲二酮,可以避免在烘烤固化过程中释放封闭剂污染环境的问题,对今后无污染聚氨酯粉末涂料的推广应用创造了美好的前景。虽然新型粉末涂料用新型固化剂在中国推广应用还存在许多问题有待解决,但新型固化剂的开发和推广应用依旧是今后粉末涂料未来发展趋势之一。③生物基粉末涂料树脂:近年来,全球粉末涂料市场有一个明显的趋势,即选用更低碳且危害更小的原材料制作产品,以实现更可持续性发展,这种趋势也使市场产生了对不含TMA的50/50混合型树脂的需求。科思创开发的50/50混合型树脂URALAC®CQP500,含有高达32%可追溯生物基含量,其可单独使用,也可作为高酸树脂与HAA树脂搭配,应用于高耐化学性和干混配方,突破性的从技术上实现了对TMA的替代,这不仅践行了中国“双碳”目标的要求,还满足了降低碳足迹的市场需求。2.2粉末涂料制造设备发展分析粉末涂料制造设备是保障粉末涂料质量的关键,粉末涂料的多样化发展,除了树脂等原材料的不断更新外,粉末涂料的制粉工艺以及涂装工艺的创新对促进粉末涂料技术发展也十分重要。粉末涂料涂装产业白皮书2.2.1粉末涂料制造工艺发展分析由于粉末涂料的性质特殊,粉末涂料的制造方法与传统的溶剂型涂料和水性涂料完全不同,制造设备也与传统的溶剂型涂料和水性涂料制造设备不同,使用的是粉末涂料制造专用设备。粉末涂料的制造方法种类繁多,根据制造过程中是否使用试剂,粉末涂料的制造可以被分为两大类:干法和湿法。粉末涂料制造主要工艺流程见图2-4。图2-4:粉末涂料制造工艺流程图过筛原料预混合粉碎成品干混合法过筛原料预混合粉碎成品干混合法干法熔融挤出混合法熔融挤出混合原料预混合分级过筛成品冷却破碎细粉碎超临界流体混合法超临界流体混合原料预混合喷雾造粒成品蒸发/抽真空除溶剂粉碎蒸发法细粉碎过筛成品配溶剂型涂料冷却湿法喷雾干燥法配溶剂型涂料研磨调色喷雾干燥成品溶液中造粒沉淀法配溶剂型涂料研磨调色成品过滤干燥溶解在树脂溶剂中熔融挤出混合冷却粉碎细粉碎原料预混合成品分散法原料溶解研磨研磨分散成品过滤粉末涂料主流制造工艺干法熔融挤出混合法熔融挤出混合原料预混合分级过筛成品冷却破碎细粉碎超临界流体混合法超临界流体混合原料预混合喷雾造粒成品蒸发/抽真空除溶剂粉碎蒸发法细粉碎过筛成品配溶剂型涂料冷却湿法喷雾干燥法配溶剂型涂料研磨调色喷雾干燥成品溶液中造粒沉淀法配溶剂型涂料研磨调色成品过滤干燥溶解在树脂溶剂中熔融挤出混合冷却粉碎细粉碎原料预混合成品分散法原料溶解研磨研磨分散成品过滤粉末涂料主流制造工艺水中喷雾造粒资料来源:M2研究&分析2.2.2粉末涂料产线主流设备现状分析在上述制粉工艺中,干法制粉工艺作为主要制粉工艺使用广泛,其中熔融挤出混合法是目前粉末涂料生产的主流方法,超临界流体混合法是具有发展潜力的新方法,正逐渐在工业生产中推广应用,而干混合法作为粉末涂料研究初期的制造方法,目前已经鲜少使用,仅在制造熔点高的热塑性粉末涂料时偶尔使用。湿法制粉工艺,主要用于特殊粉末涂料制造,而特殊粉末涂料成本高,产量小,下游应用推广受限,因此在目前粉末涂料生产中使用占比较少。由于热固性粉末涂料使用量大,因此以热固性粉末涂料产线主流设备作为重点介绍对象,同时基于实际应用,在此主要介绍熔融挤出混合法有关设备。热固性粉末涂料熔融挤出混合法工艺流程见图2-5。粉末涂料涂装产业白皮书图2-5:热固性粉末涂料生产工艺流程资料来源:M2研究&分析其中制造设备有原材料预混合设备、挤塑机-熔融挤出混合设备、压片冷却和破碎设备、细粉碎磨粉机和分级过筛设备等设备。热固性粉末涂料熔融挤出混合法工艺主流设备见表2-7。2023年中国主要粉末涂料制造设备生产企业见表2-8。表2-7:热固性粉末涂料熔融挤出混合法工艺主流设备混合设备熔融挤出设备压片冷却磨粉设备分级过筛设备辊筒式混合机单螺杆往复式挤出机风冷式压片机空气分级磨旋风分离器三维旋转水冷混合机双螺杆挤出机水冷式钢带压片机球磨机袋式过滤器行星螺杆挤出机水冷式辊筒压片机气流粉碎机桶式混合机——分段式锤式粉脉冲振荡器搅拌型混合机——超微粉碎机高速搅拌型混合机———超声波筛————资料来源:M2研究&分析粉末涂料涂装产业白皮书表2-8:2023年中国主要粉末涂料制造设备生产企业排名企业1烟台东辉粉末设备有限公司2烟台凌宇机械有限公司3烟台万亨智能设备有限公司4烟台远枫机电设备有限公司5烟台东源粉末设备有限公司6无锡维而特智能机械有限公司78烟台欧冠粉末设备有限公司9海阳市静电设备有限公司烟台杰程粉末设备有限公司资料来源:中涂协粉末涂料涂装分会2.2.3粉末涂料制造设备市场未来趋势分析目前粉末涂料制造设备改进研究中的重点设备为:熔融挤出混合设备中的往复式单螺杆挤出机和双螺杆挤出机,以及磨粉设备中的空气分级磨。对往复式单螺杆挤出机的改进主要有三个方面。一是,提高螺杆的转速以提高粉末涂料的生产量;二是,增加物料接触面积以提高混料效果,将螺筒的三排销钉改为四排,螺杆的三排螺纹改为四排螺纹;三是,增加设备长径比以增加混料时间。对双螺杆挤出机的改进方法主要有:提高螺杆的转速,增加螺杆的长径比,提高螺杆的加工精度,缩小螺块之间、螺块和螺筒的间隙等方法。通过以上改进,可以提升物料的混料效果,提高生产效率。但要达到改进和技术进步的目的,不仅仅需要对设备参数进行改进,还需要设备零件的材质、驱动系统、温控及冷却系统、配件等多方面相互配套,共同升级。对空气分级研磨的改进,主要为改进转盘的线速度,以满足薄涂型细颗粒粉末涂料的制造需求,提高细粉末收率。粉末涂料制造设备未来发展除了受设备改进升级的影响,还会受到粉末涂料制造工艺影响。近年来,超临界流体制造法广受关注,该方法是在二氧化碳超临界流体状态制造粉末涂料的方法,被认为是粉末涂料制造工艺上的一场划时代革新,将为21世纪粉末涂料的推广应用起到推动作用,然而受到设备以及技术的限制,至今还未在工业中实现大批量应用。金属粉末涂料已经成为非常重要的装饰性粉末涂料品种,随着漆改粉项目的不断落实,尤其高含量的金属粉末涂料在电动车等各类行业当中已经取代95%的取代了传统溶剂型油漆,我们的金属粉邦定粉末经过时间的积累和多行业客户的验证,在使用中各项性能完全能够媲美传统溶剂型油漆行业。高质量金属粉末涂料邦定机的设计特点和优势:机械设计;桨叶和锅体分区冷却;Tg点自动在线寻找,可靠独立,不受原料和外部影响;通过两个温度传感器对物料温度进行实时在线监测;易操作,易维护;优化工艺控制;设备的防爆设计和安全设计;易清理。粉末涂料涂装产业白皮书邦定的目的是使金属颜料与粉末涂料颗粒之间发生有效的粘合,从而达到一个稳定的效果。目前行业内一般通过摩擦加热或夹套加热的手段,使粉末涂料与金属颗粒的混合物升温达到粉末的软化点附近,然后粉末颗粒变粘,但是该方法是全变黏过程,会导致颗粒与颗粒之间的误绑定。而东辉全新开创的微波邦定技术主要利用的是粉末涂料颗粒与金属颜料颜料接触面的界面极化,利用界面极化对微波的强吸收性,对金属颜料与粉末颗粒的接触面积实现选择性加热。微波邦定技术虽然还是起步阶段,但值得我们持续关注。2.3粉末涂料前处理工艺发展分析粉末涂料涂装工艺是决定涂膜质量的关键因素,高品质的粉末涂料需要与高质量的涂装工艺相配合。高质高效的化学前处理工艺,是获得高附着力的基石。2.3.1粉末涂料前处理工艺现状分析粉末涂料前处理是指在粉末涂料喷涂前对基材进行表面处理,目的是除去基材表面的油污增加基材表面糙度、或形成保护薄膜,为涂层提供一个洁净、合适的喷涂面,以提高粉末涂料在基材上的附着力,提高防腐性能,进而提高基材上涂膜的耐久性,延长其使用寿命。粉末涂料前处理工艺可以是单一的化学或物理处理方式,也可以两者兼有,常见的粉末涂料前处理工艺包括喷砂、脱脂、除锈和磷化或铝件氧化处理。涂料前处理早期是由手工进行处理,利用钢刷、打磨机等简单工具进行除锈,使用自来水人工清洗除油污,虽然能满足部分前处理要求,但手工前处理繁杂且质量良莠不齐。机械设备逐渐代替手工操作进行前处理,利用喷丸技术处理基材表面的油污、祛除氧化层以及增加基材表面糙粉末涂料涂装产业白皮书度,与手工处理工艺相比,喷丸处理工艺效果更加好且质量更加稳定。随着技术发展,化学前处理工艺开始崭露头角,工业化引用化学前处理可追溯到第一次世界大战,并在表面处理行业中逐渐成为当下应用最广泛的涂装前处理工艺。化学前处理工艺通常使用脱脂剂清除基材表面油污,使用除锈剂清除基材表面氧化层和锈蚀,再通过磷化在基材表面形成磷化膜,化学前处理工艺比机械前处理工艺效率更高,更科学可靠。为了提高喷涂前处理工艺效率,工艺流程也在不断地改进。喷涂前处理的传统方式为槽浸式,既按流程逐槽浸渍,后出现除油、除锈二合一工艺以及除油、除锈、钝化三合一工艺。目前多采用喷淋式前处理工艺,其特点为可实现自动化以提高处理效率,除油脱脂效果更好,保护膜均匀,处理效果更佳。针对不同行业、不同基材、不同涂层以及不同性能需求,粉末涂料前处理工艺的选择也不尽相同,不同材料及用途前处理工艺见表2-9。目前市场上前处理工艺做的较好的前五表2-9:不同材料粉末涂料前处理工艺钢锌及其他合金铝木材汽车一般涂装防锈一般型反应型一般型××××××√√××××√×√√√√√√√除锈√√√××××√√√√√√×××××××√表面调整√√√√√×√磷化/氧化√√√××√×√√√√√√×去离子水洗√√×××√×后处理××××√××√√√√√√×资料来源:M2研究&分析2.3.2粉末涂料前处理工艺未来趋势分析随着环保政策日趋严格,节能减排不断推进,未来环保型前处理工艺将逐步取代传统的前处理工艺。传统前处理工艺含有铬酸(盐)以及磷酸盐,对环境不友好,废液即使经过处理,依旧难以符合排放标准,因此未来粉末涂料前处理工艺将采用无铬的硅烷处理液或纳米陶瓷处理技术。硅烷处理液作为替代磷化液的环保型处理试剂,在防腐涂层金属前处理中的作用逐渐受到认可。硅烷处理液的主要成分是硅烷,硅烷水解后迅速吸附到金属表面,形成稳固的膜层,但硅烷处理会使基材产生一系列色度变化。纳米陶瓷化液通过游离的氢氟酸可以维持试剂稳定,但涂膜粉末涂料涂装产业白皮书附着力以及耐腐蚀性也受到影响。因此将硅烷处理和纳米陶瓷处理技术相结合形成的复合涂膜,具有与磷化处理接近的性能,同时污染较少,作为环保型前处理工艺,将逐渐在市场中推广应用。随着碳中和、碳达峰国策的推进,粉末涂料发展将朝着低温固化,原材料制造过程低碳化发展。凯密特尔在粉末配套领域开发了两项新技术。第一、防安途技术(VIANT)——更智能的防腐蚀保护,它是一种在钢铁表面的无电流底漆应用技术,能够将前处理转化膜和底漆融合在一个涂层中。这种新技术操作简便,可对边缘和内表面提供可靠的防腐蚀保护。涂装工艺步骤不需要通电、特殊设备或恒定的涂装温度。不仅如此,防安途还可缩短工艺流程、节约资源并降低运行成本。第二、Gardobond®X2020,一款为满足大型结构件等有脱脂和转化膜二合一需求的产品而开发的清洗二合一技术。该工艺可多金属共线,排布更为简单。无磷、无镍,废水处理简单。常温工艺,更加节约能源。介于铁系磷化于锌系磷化的性能可满足大多数市场需求。汉高下一代金属前处理转化膜致力于可持续性和质量提升,应用于储能电池包-储能柜、光伏边框、建筑型材,BONDERITEM-NT系列:不含磷的转换涂层;提供出色的漆膜附着力和耐腐蚀性能;可替代锌系、铁系磷化;不含有毒或受管制的重金属;能源消耗更低,室温下即可成膜;垢渣比锌系磷化少90%;有效节约水用量;废水排放减少约40%。T-Series是帝业化学第三代涂装前处理在线监控系统。这是24小时全天实时在线监测工具,是实现涂装前处理工艺的参数自动在线分析,与药剂补加系统的自动化、无人化、智能化、数据化涂装前处理管控系统,有效提高产品良率,降低综合运营成本,提升涂装前处理管理水平。可实现所有参数的在线分析,监测结果误差±3%以内,安全可靠。同时帝业提供远程服务,将各类数据通过云端服务器传送手机、电脑、TV等终端,并在参数异常时及时通过终端实时预警,杜绝批量质量事故。并可与工厂既有MES、ERP系统进行连接,构建涂装前处理可视化、实时化、远程化的车间生产管理程序。2.4粉末涂料喷涂设备技术发展分析经过前处理后的基材就可以进行粉末涂装了,涂料喷涂设备与技术是决定涂膜性能关键,不当的喷涂设备将直接影响涂膜性能,导致喷涂不均、影响涂膜光泽度和色泽。2.4.1粉末涂料喷涂设备技术现状分析粉末涂料物理状态与传统液态涂料不同,在喷涂工艺上也与液态涂料大相径庭。粉末涂料涂装方法随产品性质、树脂类型或制造工艺不同也各不相同,目前主流的涂装方法是静电粉末涂装法,其余的涂装方法还有空气喷涂法、流化床浸涂法、静电流化床涂装法、真空吸引法、火焰喷涂法、电场云喷涂法等,粉末涂料喷涂技术对比见表2-10。粉末涂料涂装产业白皮书表2-10:粉末涂料喷涂技术对比涂装方法优点缺点适用场景静电粉末喷涂法基材可不进行预热设备操作简易,可用于流水线作业粉末涂料利用率高,喷逸涂料可回收利用适用于范围广,可用于结构复杂的基材以及管道内外壁涂装设备投资大,需专用设备以及回收装置更换粉末涂料品种或颜色麻烦装饰性的热固性粉末涂料涂装热固性防腐粉末涂料涂装空气喷涂法设备投资少喷逸粉末涂料可回收粉末涂料粒度分布要求低可喷涂多种混合粉末涂料热固性粉末涂料及热塑性粉末涂料都适用基材需预热喷涂效率低涂膜厚度难控制不可用于大型基材流水线小型管道喷涂厂大型防腐管道手工喷涂小型复杂管件手工喷涂流化床浸涂法生产效率高涂料换色便捷粉末涂料利用率高厚涂方便且涂膜性能好设备投资少,无须另购专用回收设备大型基材涂装难度大不适用于结构复杂基材基材需预热至较高温度薄涂难度大且涂膜均匀性差金属护栏网中型管道内外壁门、异型管等静电流化床涂装法基材无需预热粉末涂料利用率高设备投资少,无需回收设备设备操作简易,可用于流水线作业不适用于大型基材涂装电压高,操作危险性高小型电机、电容、电阻、弹簧等真空吸引法可用于小口径管件内壁涂装基材需预热、生产效率低小口径管件内壁涂装火焰喷涂法无需烘烤炉,可现场作业操作灵活,适用于现场修补适用粉末涂料品种有限涂膜均匀性差,厚度难控制不适用于大面积或大批量基材涂装热塑性粉末涂料钢管接口或大型贮槽内壁涂装久性结构件、桥梁电场云喷涂法设备体积小,节省空间涂膜平整,装饰效果好粉末涂料使用量少,利用率高施加电压低,棱角涂膜效果好粉末涂料换色困难小型基材,如复印机零部件等资料来源:M2研究&分析在当前热固性粉末涂料涂装的过程中,工业生产中运用最为广泛、工艺最为成熟的便是静电粉末涂装法。静电粉末喷涂设备主要由供粉设备、喷枪(包含高压静电发生器)、喷粉室、粉末回收设备等设备组成。静电粉末涂装法生产过程中,主要通过连接静电粉末喷枪的内置式高压静电发生器,使喷枪处于工作状态时,会形成负高压,从而使粉末带负电,工件接地形成正极,因此形成静电场。枪口位置会产生电晕放电的情况,粉末涂料跟随着压缩空气从供粉设备传输到喷枪的过程中,会在压缩空气的作用下进行雾化,并且在雾化的过程中会形成带电颗粒,然后经由气场、电场的作用,根据电场力方向使得粉末涂料喷涂到工件表面当中,并且会吸附到工件表面中。2023年,高品质专业粉末喷枪仍然是欧美企业主导:金马涂装(上海)有限公司、瓦格纳粉末涂料涂装产业白皮书尔喷涂设备(上海)有限公司、诺信(中国)有限公司是TOP3粉末喷枪供应商。粉末涂料静电粉末喷涂工艺流程见图2-6。图2-6:粉末涂料静电粉末喷涂工艺流程资料来源:M2研究&分析2.4.2粉末涂料喷涂技术未来趋势分析为了满足更高效,适用性广的要求,对于喷涂设备技术改进研究数量可观,其中有电场云涂装法和电磁刷涂装法是最热门的研究方法。粉末涂料电场云涂装:电场云喷涂技术是用固定的喷嘴和平行排列的电极代替了传统移动式喷枪,将压缩空气吹出的粉末送入电极放电空间,通过电晕针电离空气的离子而使之带电,这就是电场云喷涂技术。该技术的最大优点是上粉率高,涂层均匀平整,厚度调节方便,设备投资低。该技术最大的特点是适合喷涂大面积平板工件,结合快速固化粉末涂料,该技术可以应用在预涂彩钢板的流水线上,但不适用于大型基材涂装。粉末涂料电磁印刷涂装:该技术衍生于静电复印机或激光打印机技术。使涂覆材料通过硒鼓与转印电极之间,转印电极相当于充电系统中的电晕放电器,通入5.5kV以上的直流高压电,此时涂覆材料被充上正电,其电场强度比硒鼓上的电场强度大,因此带负电的粉末涂料会被转印到被涂基材上,完成了涂覆过程。该技术可结合现有的3D打印技术高速涂装预涂钢板,并可以制造出预设图案。2.4.3粉末涂料喷涂设备未来趋势分析①提高供粉装置精确度:供粉装置的精确度对粉末涂装涂膜厚度的均匀性起决定性作用,对粉末涂装产品质量的稳定性有很大的影响。目前在喷涂设备中普遍采用流化桶+文丘里泵供粉,粉末涂料涂装产业白皮书运行过程中输送的的是粉末与空气的混合物,受到粉末比重、颗粒和空气的压缩特性,造成对于粉末实际的流量无法做出准确的计量。虽然已出现了如DDF粉泵和闭环供粉装置等改进设备,减少了混合的空气量,但还是无法实现以准确的计量来控制喷枪的喷涂量。因此未来能准确地度量喷涂的粉末用量是喷涂精确化和数字化的前提。②改进静电粉末喷枪装置:静电喷枪是粉末涂装设备的核心设备。喷枪的结构和性能决定粉末涂料的带静电效果,粉末涂料的喷束形状、雾化效果、喷粉均匀性等问题将决定粉末喷涂效果的好坏。静电喷枪未来发展方向有:克服静电粉末喷涂时出现的静电屏蔽、反向电离现象、改善金属粉末涂料喷涂时堆积问题、针对小型零件或结构微小部分的微型喷枪、针对工业品如集装箱粉末喷涂的大容量型喷枪、结合静电控制和粉量控制,研发能根据喷枪与工件的距离,自动控制静电充电和出粉量的喷枪,以提高静电粉末上粉率。③改进粉末涂料回收装置:粉末涂料与传统涂料相比优点之一是喷涂过程中喷逸粉末涂料可以回收利用。要完全实现粉末涂料高效回收利用,需要粉末涂料供粉装置能快速更换粉末,包括更换粉末颜色或品种,以及粉末涂料的回收设备(主要是喷粉室的内部板壁清理)能实现快速清扫。对于喷涂设备的换色清理,当回收装置采用旋风分离器和过滤器结合的回收装置,在换色时是不需要对这些装置进行清理的。目前已有喷枪、供粉系统的自动清理装置,但没有很好的快速清理喷粉室的方法,现有研究已尝试了不同的喷粉室板壁材料,目前主流的喷粉室板壁是能有效去除静电积聚的塑料。但由于在板壁积聚的粉末是通过喷枪充电,在室温情况下其静电的消散是一个长时间的过程,因此必须采用一定压力的压缩空气吹扫来清理,但这将会影响生产效率。由此能否快速清理粉房是提高回收换色效率的关键。近年来,泽亨以数字化+电气控制+机械设计的三重革新,对喷涂质量和效率进行多维优化,更首度结合AI技术,颠覆未来涂装方式。数字化方面:聚焦多细分领域静电粉末喷涂数字化建设,推出行业内首个数字化信息平台与在线湿膜膜厚分析系统,引入AI技术构建喷涂智库。机械设计方面:创新性研发自适应智能喷涂系统,结合三种机械部件,实现喷涂位置高精度动态调整;首创V型对喷布局的NR01智慧型立式线,一个粉房顶两个粉房;同时革新粉末传输方式,以密相技术提升涂覆质量,率先应用于新能源三电与户外公共交通设施表面处理等膜厚均匀度与表面耐候性较
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