粉末涂装会是环保高压下拯救涂装行业的一剂良方吗?(原创)

导读:
在环保高压下,水性漆、UV涂装和粉末静电喷涂是涂料商转型的三种选择,粉末喷涂由于设备昂贵,少有应用,如果设备价格下降呢?

近两年很多中小型家具厂的厂长、油漆车间的主任都在抱怨,环保压力越来越大,政策一个接一个出台,抽检一次比一次严格,停业整改的新闻屡见不鲜。

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北京一次性增加500余家重污染限停产企业;山东省出台《挥发性有机物排放标准》;江苏省出台《江苏省大气污染物和水污染物环境保护税适用税额的决定》......

就目前的形势来看,环保治理是一条坚定的、长期实施的政策,要想生存,唯有转型!在环保政策的引导下,在媒体、专家的宣传下,UV涂装、水性涂装、粉末涂装开始受到家具涂装企业的重视。

鲁班园往期文章中对UV涂装和水性涂装进行了详尽的介绍,粉末涂装似乎存在感偏低,很多人对它还不了解。粉末涂装的工作原理是什么?它的涂装特性是什么?涂装效果怎么样?

粉末涂装知多少?

粉末涂装是近几十年迅速发展起来的一种新型涂装工艺,早在四十年代就开始研究,但进展缓慢。静电喷涂发明后,粉末涂装才开始在生产上正式采用。近年来各国提高了对环境保护的重视程度,对水和大气没有污染的粉末涂料,得到了迅猛发展。

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01静电喷涂的原理

进行静电喷涂时,喷枪接负极,工件接正极并接地,在高压电源的高电压作用下,喷枪的端部与工件之间就形成一个静电场。静电喷涂就是利用高压静电场,使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动,并将涂料微粒均匀吸附在工件表面的一种喷涂方法。粉末涂料和普通溶剂型涂料及水性涂料不同,它的分散介质不是溶剂和水,而是空气。

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02静电喷涂的特点

静电喷涂的特点,我们主要从两个方面分析:过程和结果。

①过程:静电喷涂依靠静电场作用,带电的涂料微粒同时受到电场引力和同性粒子之间斥力的作用,能够在工件表面均匀吸附,保持涂层厚度的一致,操作过程不受操作工技术能力影响。

②结果:涂装所用粉末涂料由特制树脂、颜填料、固化剂及其它助剂混合而成,经过特殊工艺在工件表面形成平整涂膜。由于涂料的特殊性,涂膜在机械强度、附着力、耐腐蚀、耐老化等方面的性能优于喷漆漆膜。

03静电喷涂的应用

在家具生产方面,油漆涂料应用已久,特别是形状规则的板式家具给了油漆工艺得天独厚的应用场景。但随着定制时代的来临,风格不一的三维异形家具给喷漆带来难度,这时粉末涂装就有了用武之地。静电喷涂可以直接覆盖边角,喷涂一次到位,粉膜无缝一体化,节省时间的同时,涂装质量也有保障。

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油漆是现在最普遍的涂装方式,静电喷涂要想在油漆市场分一杯羹,还得看它有没有这个能耐。

国家宏观调控是“看得见的手”,市场对资源配置是“看不见的手”,我们现在看到的是宏观调控在积极引导推行,但如果静电喷涂不能给工厂带来经济效益,强行推行就是一条死胡同。

静电喷涂的市场竞争力

目前静电喷涂提的最多的就是环保优势,但企业家不是慈善家,贴钱为环保出力谁也受不了,静电喷涂能不能带来经济收益是企业家关心的问题,这就涉及到成本和销售,涂装成本主要有人工成本、材料成本、设备成本等,销售主要看产品对消费者的吸引力,能不能卖得出去。

01人工成本是大头

普通油漆喷涂是一道费时费力的工序,要经过多底多面的喷涂工序,并且为了保证油漆质量,避免桔皮、起泡等缺陷,每一道油漆工序都需要晾干、打磨,每件成品耗时2小时以上,人工工时工资是成本的大头。

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▲左图人工喷漆,右图静电喷涂

静电喷涂适用于自动流水线涂装,只需要少量员工操作并监控生产过程,节省人工成本。采用静电喷涂一次成型,喷粉时间仅需半分钟,而后烘干大约3分钟,成品生产时间不超过二十分钟,对比油漆喷涂,节省了大量时间成本。

静电喷涂在人工成本上优势明显。

02材料成本能省则省

材料成本在总的生产成本中所占比例不大,价格的浮动对生产成本影响较小。

油漆喷涂对漆料的利用率低,喷漆房内随处可见溢散的漆雾和沾挂的漆液,每一层油漆打磨时飞扬的尘灰,都是对油漆的损耗,总体算来,喷漆工艺对油漆的利用率只有30%左右。同时,多次烘干产生的能耗累次叠加也不容小觑。

虽然粉末涂料价格更高,但原料利用率也更高。静电喷涂的粉末可以方便地回收使用,原料利用率可以达到90%。一次成型、快速烘干,能耗比普通的油漆喷涂减少60%。

因此,两者的材料综合成本不相上下。

03环保投入和设备成本的PK

普通溶剂型油漆除了本身三废处理所必需的环保投资外,在政策高压下,还要缴纳高额的环境保护税,否则就要面临减产停产的风险。粉末静电涂装以空气作为分散剂,粉末回收利用,不产生挥发性物质,无异味,无三废处理问题,环保投入大大减少。但由于粉末涂装发展时间短,设备研发不成熟,前期的一次性投资成本偏高,中小企业难以负担,大型企业或许可以用产能优势平衡高昂的设备成本。

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实力越强、产能越大的企业,越适合应用静电喷涂,将长期的环保投入置换成一次性的设备投入。

04消费者接受度如何?

油漆家具经过长期的市场推广已经广泛被消费者接受。粉末静电喷涂虽然在塑料、金属上的应用已经很成熟,但应用于家具,想要被接纳,还需要经受时间的考验。

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▲样式丰富的油漆板材

现今涂装企业发展比较成熟,油漆的花色和款式多种多样,不仅可以做纯色漆面,还可以生产有纹理变化的木色制件。

粉末涂装发展时间较短,目前只能完成单色工件的喷涂,如果想要有丰富的表面效果,可以在工件表面进行3D打印。这种装饰效果更能吸引消费者的目光,但目前3D打印这种新兴技术并不是每一家工厂都能掌握。

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▲静电喷涂后3D打印的图案

因此在市场销售方面,油漆涂装目前更有优势,但静电喷涂更有发展前景。

总的说来,油漆涂装和静电喷涂各有优劣,静电喷涂完全有一较之力,为什么应用不如油漆喷涂广泛呢?从我们的调研结果来看,一条完整的静电喷涂产线,动辄大几百万的设备成本,让很多想要尝试的工厂退缩了。如果能够通过技术改革降低设备成本,静电喷涂产业就能突破瓶颈。

静电喷涂设备贵在哪里?

静电喷涂需要一套专用设备,这是最大的前期投入,但是经过发展和改良,保留核心部件,简化累赘的结构,对静电喷涂线进行优化,就可以降低设备的投入成本。事实上,已经有设备商在这个方面进行了尝试,并取得成果,大幅降低了静电喷涂生产线的设备成本。

静电涂装线包含了几个主要部件:快速换色系统、数字化往复机、喷粉房和红外辐射固化区域。

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▲静电喷涂设备结构示意图

01快速换色系统

快速换色供粉中心是快速换色系统中的一个集成部件,是快速换色系统的核心,影响着最终产品的喷涂质量。

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供粉中心由集成电气控制,处理原始粉箱或新粉装置提供的粉末,通过粉位探测器监控粉位,粉位探测器控制粉末传输装置的上升和下降。供粉中心要自带回收装置,在喷涂生产和换色时防止粉末外溢,回收粉末直接送入供粉箱,吸粉管、粉泵、粉管和喷枪内部要实现自动清理。

02数字往复机

数字往复机通过PLC控制,由伺服电机驱动,要能实现最低反转点,最高反转点,并且通过中文界面数字显示运行速度。

 

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03喷漆房配置

喷粉房依靠悬挂输送系统,进行工件的传送流转,同时需要配置一套大旋风分离器和一套滤芯式后过滤器,收集多余粉末回收利用,保持喷粉房的清洁。

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04红外线辐射固化

红外线辐射的工作原理是工件吸收红外线辐射的的能量并转化为热量,从而固化涂层。

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对于涂层固化过程来说,红外线波长选择范围应该是,能最大限度的透过涂层而很少透过木材,使其刚好在涂层与木材的交界处转换为热能,从而使涂层由内向外固化。

总结

经过以上分析和对比可以看出,粉末静电喷涂是具有市场前景的一种新型涂装方式,在环保行动的推行下,有希望部分代替油漆涂装。

简化优化后的静电喷涂设备减少了工厂的初期投入,降低准入门槛,让中小型企业也能使用这种涂装方式,实现工厂转型。

鲁班园作为家居行业的技术交流平台,一直致力于推动新材料、新技术、新设备的应用。

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