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塑料构件涂装涂料市场前景看好

放大字体  缩小字体 发布日期:2011-12-26   来源:中国涂料助剂网   浏览次数:987  分享到: 分享到腾讯微博
随着塑料制品行业的快速发展,塑料涂料的发展势头迅猛,尤其在家用电器、汽车工业等领域增长明显。

据了解,随着塑料制品行业的快速发展,塑料涂料的发展势头迅猛,尤其在家用电器、汽车工业等领域增长明显。2007年,我国的塑料制品需求量达3500万t,所用的塑料涂料消费量超过12万t,年均增长速度为10%~15%。当前,我国塑料涂料的用量在涂料工业中位居前列,其消费量仅排在汽车涂料、建筑涂料和木器涂料之后,市场前景看好。

1·塑料制品涂料应具备的性质

塑料制品环保型涂料必须符合以下要求:原料和生产工艺应对操作人员的身体健康、对环境没有影响;涂装施工时对操作人员的身体健康和环境没有影响;涂层的物理、化学性能和安全性符合有关国家和国际法规。

目前,塑料制品的应用日趋广泛,由于塑料制品的耐热变形温度低,对溶剂敏感等一些特点,用于塑料制品的涂料应具备以下性质:涂料对塑料底材必须有良好的结合力,且不能过分溶蚀塑料表面;涂料应具一定的硬度和韧性,以克服制品的日常磨损;施工方便,常温自干,干燥速率要适宜,且可掩盖塑料制品成型过程中所产生的小缺陷,在其表面形成性能各异、色彩鲜艳、丰满光亮、耐候性强的涂膜。直接影响塑料制品涂料环保指标的要素有:重金属含量、邻苯二甲酸酯类增塑剂、禁用溶剂、主要成膜材料中残留单体、助剂中有害物和生产环境的交叉污染。间接影响塑料制品涂料环保指标的要素有:塑料中重金属含量超标、塑料中邻苯二甲酸酯类增塑剂超标、塑料中残留单体超标、塑料中有禁用的含溴阻燃剂、塑料不正确的表面处理方法和涂装环境的交叉污染。应对重金属含量超标,要求塑料制品拒绝使用含有以下有害物的塑料:硬酯酸铅、镉热稳定剂、三氧化锑、砷、钡、铬、汞、硒超标的助剂,严格控制颜料的质量。涂层中重金属含量超标的主要来源是无机颜料,选用合适的颜料、用有机颜料替代某些重金属含量高的无机颜料是非常必要的。基于以上要求,塑料制品涂料一般选用热塑性丙烯酸树脂作为基料。热塑性丙烯酸树脂具有色泽浅,透明度好,耐光、耐候性好,保光、保色性好,耐腐蚀性好,耐热性能好等优点。选择合适比例的丙烯酸单体合成热塑性丙烯酸树脂,以制备满足要求且耐醇性优良的丙烯酸涂料用于ABS塑料的涂装。

2·塑料构件涂装涂料的品种、结构不断增多

近年来,我国的塑料涂料从一般装饰性到特殊功能性,从溶剂型到水剂型都发展较快。目前已研发并生产了可用于涂装ABS、HIPS、PS和PP等底材的塑料涂料,主要品种有:热塑性丙烯酸酯树脂涂料、热固性丙烯酸酯-聚氨酯树脂改性涂料、氯化聚烯烃改性涂料,改性聚氨酯涂料等品种,其中丙烯酸类涂料应用最为广泛。塑料涂料所应用的领域多为高科技、高附加值的产品,涂料行业的许多高科技涂料产品也不断应用在塑料涂料中,如随角异色涂料、珠光涂料、陶瓷涂料、智能涂料、特殊功能涂料等。

常用塑料用涂料组成中包含成膜物质、颜料、溶剂、助剂等4个组分。非转化型成膜物质有天然树脂(如松香虫胶)和合成的热塑性树脂(如过氯乙烯树脂热塑性丙烯酸树脂)。转化型成膜物质的品种有干性油、半性油等具有一定数量官能团的低分子化合物。颜料使涂膜呈现色彩,并使涂膜有一定的遮盖力,发挥其装饰和保护作用,还能增强涂膜的机械性能和耐久性能,以及提供某引起特殊功能。填料又称为体质颜料,主要作用是用来增加涂料的不挥发份,还可改善涂料的施工性,提高颜料的悬浮性,防流挂的性能及提高漆膜的耐水性、耐磨性、耐湿性,并能降低涂料的成本,有利于提高涂膜对塑料的附着力(常用填料有轻质碳酸钙滑石粉、硫酸钡碳酸镁)。溶剂是用来溶解和分散成膜物质,形成便于施工的液体并在涂膜形成过程中挥发掉的液体。还有一种既能溶解或分散成膜物质,又能在涂料成膜过程中,和成膜物质发生化学反应形成不挥发组分而留在涂膜中的化合物,称为反应性溶剂或活性稀释剂(如苯乙烯或丙烯酸酯单体)。塑料用涂料与金属及木材用涂料的主要区别在于:塑料用涂料的被涂基材为高分子材料及塑料;塑料的一些性质如热变形温度表面能耐溶剂等性能,直接影响着塑料用涂料的选择配方设计、施工方法等。

3·车用塑料涂料需求扩大

目前,发达国家汽车塑料的用量占塑料总消费量的8%~10%,汽车平均用塑料量(100~130)kg/辆,占整车整备质量的10%左右。据统计,1994—2004年间,我国汽车塑料需求增幅高达27.8%,2009年车塑料用量达到50万t,平均每年增速为18%。由于国内产量难以满足需求,今后我国还将进口汽车塑料。2004年我国汽车塑料进口量为48万t,2009年已达到95万t。

从单一品种的市场来看,今后,汽车配件应用领域是塑料涂料最大的市场,约占全部塑料涂料市场的42%。

汽车塑料涂料与其他金属部件用涂料相似,也分为底漆、底色漆、清漆或面漆(面漆用来代替底色漆/清漆体系)。底漆可直接涂在经表面处理过的塑料底材表面上,一般要求膜厚30μm左右,以完全覆盖部件表面的流痕和缺陷。环氧-聚酰胺双组分塑料底漆主要用于汽车前后保险杠上,因保险杠一般是聚丙烯的,该底漆中还加入了少量氯化聚丙烯作为基料以提高底漆的附着力。另外,还有溶剂型单/双组分聚氨酯底漆用于汽车保险杠和其他塑料部件上。底色漆一般多采用与金属部件用底色漆组分相同的体系,膜厚一般为(10~15)μm。清漆主要是溶剂型双组分聚氨酯体系,即将聚丙烯酸酯及聚酯类与多异氰酸酯结合,其漆膜能达到所需的柔韧度,还具有高耐化学品性和良好的机械性能。清漆膜度一般要求约35μm,以提供色饱和度,并能达到与车身一致的光泽。塑料单色面漆也是采用双组分聚氨酯体系来达到与车身一致的外观和性能要求。各种汽车塑料涂料的烘烤温度均在80℃左右。

4·塑料构件的涂装涂料用途更加广泛

塑料涂饰的目的为:掩盖其加工成型中的缺陷及划伤;改善外观装饰性(如光泽、耐划伤、印刷文字或图案);赋予优良质感(如金属或木质感)及特殊性能(如耐候性、耐光性、阻燃性、耐溶剂性、耐药品性、防静电、导电等);降低成本(如色母粒着色加工成本太高、同一部件要求不同颜色等)等。

同时对塑料制品进行表面涂饰,提高了其附加值。被许多行业称为“塑料二次加工”的塑料表面涂装,是塑料二次加工中应用最为普遍,用量最大的一种加工方式。

塑料的用途正在不断发展,随着电子电器、摩托、汽车、飞机、铁道车辆、建筑、包装器具、办公用品等的现代化,以及人们对这些行业的塑料部件表面装饰与保护功能的新的要求,加上塑料工业和涂料工业的飞速发展,塑料用涂料朝着高功能化、新感觉化、低成本化三方面发展。高功能化要求塑料用涂料提高涂料表面的抗划伤性和硬度,使其具有电气特性功能,如防静电和屏蔽电磁波,及其他特殊功能。

抗划伤性塑料涂料用在家电行业上,通过使用涂料一方面可遮掩塑料注塑成型过程中出现的弊病及满足装饰要求,另一方面可保护塑料。例如,电视机塑料外壳表面,为使看电视时不受涂料反光刺激眼睛,而使用亚光涂料,但亚光涂料一般都是加入消光粉或填料消光,使得涂料抗划伤性降低,为克服这个缺点:一是采用悬浮法制丙烯酸树脂,并加入抗划伤蜡粉制成涂料,二是制造弹性树脂增加涂料的韧性,使划伤很快恢复。

应用市场对塑料涂料的要求以及所用塑料的品质决定了塑料涂料的发展方向。例如,手机用塑料涂料要求有金属色、高硬度以及防电磁波辐射;汽车内用塑料部件对其涂料的要求是高触感性等;玩具用塑料涂料应无毒、外观新颖、富于时代气息等。

一种UV固化的塑料用涂料的质量组成为:六官能聚氨酯丙烯酸树脂25%~50%,三官能聚氨酯丙烯酸树脂10%~20%,丙烯酸树脂10%~20%,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10%~20%,N-甲基二乙醇胺2%~5%,紫外线吸收剂2%~5%,助剂0.4%~13%,混合溶剂10%~30%。该涂料在使用时,将所述组分按所述比例混合均匀后,喷涂于塑料工件上,然后用UV光固化机固化。该涂料可用于ABS、PC塑料的涂饰,具有硬度高、耐磨性好、耐硬物划伤,光泽度高,不污染环境等特点。

5·塑料涂装特殊功能涂料

5.1高硬度涂料

塑料用高硬度涂料有有机硅树脂涂料、辐射固化涂料、有机-无机复合反应涂料。

5.1.1有机硅树脂涂料

有机硅树脂涂料需在80~130℃下加热固化(1~5)h,生产效率低。

5.1.2辐射固化涂料

主要包括紫外光固化(即UV固化)、电子束固化和可见光固化三类涂料。其中,UV固化涂料已在国内推广应用,电子束和可见光固化涂料是更为新型的品种。

(1)电子束固化涂料。比UV固化涂料更为节能,固化速度也更快,尤其便于实施自动化操作。如福特汽车、铃木汽车工业公司、Volkswagen公司都报道使用过该项技术。

(2)紫外光固化涂料。其优点是节约能源和溶剂,不污染环境,可用各种方法进行施工,在进行30~60s预干后,用紫外线照射固化,生产效率很高,尤其在塑料的真空镀膜上风行一时。

(3)有机-无机复合反应涂料。

主要由丙烯酸树脂为基体、以烷基化硅烷醇为固化剂双组分涂料,对各种塑料和金属有优良附着力,适合于塑料和金属共同涂装,且有优良的耐候性、耐老化性以及适合各种涂装方法,是很有前途的涂料品种。

5.2防静电涂料塑料表面除静电有三种方法。

(1)塑料中掺入具有导电性的填料,如导电性的炭黑。此法对塑料的物理性能和加工性均有不利之处,且成本高,通常不用。

(2)涂静电防止剂的水溶液,其应用面有所限制。

(3)涂一层防静电涂料,上面再涂面漆。这对于原用涂料无甚影响,而对于象PP、PU-RIM、PET等塑料底材可解决附着力和防静电两个问题。效果明显。

5.3除臭涂料

由丙烯酸树脂里加入一种吸附力极强、开发陶瓷用的矿物海沧石和活性炭微粒的除臭剂制成,能消除塑料本身添加剂里挥发性物质及周围的怪味,制造一个良好的环境。

5.4其他特殊功能涂料

如无电解电镀涂料、激光加工用涂料、真空镀金属用涂料、模内粉末涂料等;新感觉化涂料是指与传统形式的涂料不一样,给人在视觉、听觉、触觉、嗅觉等感觉方面新的追求,提高舒适性。

(1)绒面涂料:是由弹性的双组分聚氨酯树脂为基料,加上绒毛粉,及其他填料、助剂、溶剂组成。涂面具有绒面感外,还具有耐划伤、高强度、防眩目、防音和红外吸收等性能,以应用在汽车的仪表操作板、防震器装饰面、车顶天窗、座椅靠背、驾驶盘等内部装饰上,以及电视机外壳、音响、笔杆上等。

(2)听觉美涂料:随着防震、隔音要求严格,一些减震和减小噪音的先进技术正被应用,如汽车挡泥板、仪表盘的防震层,采用了钢板和树脂“夹心式”的多层复合技术。

(3)砂面涂料:有粒面涂料、沙粒涂料、珠面涂料等,都是由热塑性丙烯酸衬脂或双组分聚氨酯为基料,加上具有圆珠状的砂粒状的有微细的凹凸模样的高分子微粒,以及其他颜色填料、助剂、溶剂等组成。目前主要应用在汽车保险杠及后视镜壳上。

(4)皮面涂料:具有真皮状,富有弹性,是由双组分柔软的聚氨酯树脂和专用的消光剂作填料组成,已在家电、建材、办公用品上有应用。

6·塑料涂装涂料业的发展趋势

我国塑胶涂料的年消费量在10万t以上,并且今后将以年均10%~15%速度递增。随着我国塑料和橡胶工业的飞速发展,家电行业、汽车行业、玩具行业纷纷从国外引进生产线,与其配套的塑料零部件所用的涂料及涂装线已逐步在我国推广和使用。总体看来,国内现有塑胶涂料的品种、质量与先进国家的差距较大;技术性能和外观要求极高的高装饰性塑胶涂料还有待于进一步开发。

国内塑胶涂料的高档品种主要集中在外资企业,国内企业大多以生产中低档产品为主,塑料玩具涂料的生产企业主要集中在浙江地区。今后涂料发展的总体趋势是专用漆的比重进一步增加,产品向环保、低毒型方向发展,塑胶涂料也不例外。

以水为稀释剂的塑胶涂料,对ABS、HTPS、PS塑料有良好的附着力,各项性能优异,抗菌效果达90%以上,可涂装于家电产品、手机、电脑、汽车内饰塑胶机壳配件,以达到外型美观及保护功能效果。

在高性能与环境友好两者的相结合的竞争中,聚氨酯涂料成为涂料工业的原材料供应商首选产品之一。如今世界上的所有顶级涂料公司都在一定程度上使用基于聚氨酯的产品来服务他们多样化的市场和客户。聚氨酯在耐腐蚀性、耐候性、耐刮擦性等方面性能优异,同时具有环境友好这一特性。尽管聚氨酯涂料在我国只占整个涂料领域的4%,然而水性涂料正以大于8%的平均增长速率增长。水性聚氨酯涂料是传统涂料材料的有效替换品,因为水性聚氨酯涂料具有无毒、不燃、无环境污染、无VOC,并且节约能源。水性聚氨酯作为一种合成高分子材料,综合性能优异,符合当前涂料的发展方向。水性聚氨酯涂料的柔韧性、机械强度、耐磨性、耐化学药品、不可燃性及耐久性等性能使得在欧洲、美国和日本市场这些国家和地区将其视为高性能的现代涂料品种大力研究开发。我国政府对环保型和低VOC释放量的产品出台了严格的法律法规,因此水性或高固含的聚氨酯涂料产品尤其令我国涂料行业关注。目前,我国用于涂料工业的聚氨酯技术(不包括建筑涂料)所占的比例超过25%。聚氨酯技术在防腐涂料、塑料涂料和汽车原厂漆方面的应用也越来越大,占10%的市场份额。水性聚氨酯涂料受重视的程度在提高,水性聚氨酯涂料将成为未来涂料产业的发展趋势,也将为聚醚的应用带来新的需求。

目前,我国塑料涂料高端市场被国外大公司控制,主要有荷兰阿克苏诺贝尔公司,美国杜邦公司和PPG公司,日本的武藏涂料公司等。阿克苏诺贝尔在天津开发区的新工厂以及在广东东莞,浙江嘉善的工厂主要生产用于木器、卷材及特种塑料产品的涂料,其在苏州的工厂生产汽车塑料件用涂料;2007年9月,美国PPG工业集团投资1000万美元在天津建立新工厂,用于消费类电子产品涂料及工业涂料的生产,产能达到7万t/a;日本武藏涂料公司在天津厂区投入塑料涂料的商业生产,其产品主要包括用于手机表面用涂料,电子仪器和家电用涂料等。国内企业大多以生产中低档的塑料涂料产品为主,工厂主要集中在广东,浙江及江苏一带。

在全球范围内,塑料涂料的应用领域不尽相同;在欧洲,汽车零部件(包括改性PP、RMP)用塑料涂料的市场份额约占50%,而我国的塑料涂料市场份额的比例大约为:汽车20.2%,手机29%,计算机及相关产品18.6%,玩具10.9%,家用电器9.2%,其它(包括鞋类)12.1%。在我国,塑料涂料的市场价格是有差别的。应用领域不同,塑料涂料的产品价格也有明显差别,进口品牌与国内品牌的价格相差也比较大。

汽车“轻量化”、以塑代钢已成为今后的发展趋势;PVC保护涂料将是一个发展方向,塑料制品用防火涂料的需求也将继续增长;家庭中大量对个性化和装饰性产品需求的增长也进一步拓展了塑料涂料的需求领域。UV塑料涂料主要用于手机、电脑、照相机、家用电器以及化妆品包装等领域。在亚洲地区,这些应用领域对塑料涂料的需求已达每年18000t,并以每年15%~20%的增长率递增。目前国内的塑料涂料以溶剂型涂料为主,污染重,能耗大,今后也将和其它涂料一样,朝着水性化,辐射固化和无溶剂化方向发展。

 

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