粉末涂料的普及程度持续增长。这些亮丽、耐用的表面处理在很大程度上取代了传统的液体涂料和涂料,应用于电器、许多汽车零部件和各种消费品。

但这个市场仍有很多增长机会。目前,绝大多数粉末涂料应用涉及金属基材1由于其高导电性和耐热性。在较低温度下固化的粉末涂料将极大地扩展可以安全地成功涂覆的产品类别。

与此同时,消费者需求和监管压力正促使制造商尽可能使其生产过程对环境友好和可持续发展。用可再生的生物基树脂取代石油基树脂将使这种已经被认为比液体涂料更具可持续性的技术更具吸引力。

到目前为止,生物基粉末涂料还没有占据很大的市场份额,主要是由于性能和成本方面的考虑。但对生物基涂料的新研究可能很快扭转这一趋势。巴特尔正在开发一种生物基树脂,该树脂能在足够低的温度下固化,用于木材、中密度纤维板(MDF)和许多类型的塑料。

另一种用于粉末涂料的绿色

粉末涂料由于其低浪费和低排放已经被认为是一种绿色技术。然而,大多数粉末涂料仍然依赖于石油基树脂。转向生物基树脂将增加可持续性的另一个方面,这可能会吸引消费者和监管机构。

生物基树脂为制造商提供了许多好处。

  • 消费者的价值:越来越多的消费者关心他们购买的产品所使用的材料的可持续性。生物基树脂允许制造商为消费者提供符合其价值的产品。此外,诸如州和联邦“生物参考”采购计划和LEED建筑积分等项目都鼓励人们使用更可持续的材料和产品。
  • 价格稳定:历史上,以石油为基础的化学原料的价格随着原油价格的波动而波动很大。历史上,豆油等生物基原料的价格一直非常稳定,2除了2008年对生物柴油的兴趣扰乱了市场,出现了短暂的飙升。
  • 环境和监管问题:转向生物基材料可以帮助企业实现环境目标,并为未来的监管做好准备。生物材料的来源更加可持续,总体上可能带来较少的环境问题。此外,转向生物基树脂提供了从粉末涂料的最新工艺改进和效率中受益的机会。

然而,仅凭这些好处并不能说服大多数制造商做出转变。为了获得可观的市场份额,生物基粉末涂料还必须克服另外两个障碍。

  • 值:原料和生产成本都必须足够低,才能使生物基材料在价格上与目前的石油替代品具有竞争力,除非能够证明附加价值可以证明更高的价格是合理的。目前,该行业处于“先有鸡还是先有蛋”的局面:由于需求较低,供应链和制造流程还没有达到足够的规模经济,无法使生物基材料的价格与石油材料持平。
  • 性能:生物基树脂必须在硬度、耐久性、颜色饱和度、光泽度、颜色稳定性和其他规格方面提供与石油基产品相似或更好的性能。许多早期的生物基粉末涂料的尝试都未能达到预期和要求的性能。

巴特尔正在努力克服这些挑战,并创造出一种生物基粉末涂料,它在价格和性能上都与石油基产品具有竞争力。性能是第一个关键:在证明其性能与现有产品相当或更好之前,行业不会采用生物基产品进行规模化生产。一旦性能问题得到解决,生产规模达到工业规模,树脂和配方粉末涂料的价格预计将下降到与石油基产品类似的范围。

生物基树脂有潜力提供更高的性能或目前石油基树脂所没有的新属性。虽然在制造低温石油基树脂方面取得了进展,特别是使用紫外线固化,但到目前为止,这个问题还没有得到充分解决。巴特尔的生物基树脂具有较低的温度性能特点,可以使他们更适合热敏性应用。使用较低温度的固化条件,生物基的配方将打开可以成功粉末涂层的产品范围,并为制造商转向生物基的选择提供强大的激励。

低温粉末涂料的前景

目前,粉末涂料主要用于金属制造的产品和部件,这些金属具有导电性,可以处理熔化和固化大多数石油基树脂所需的高温。这就留下了一整个宇宙的其他产品类别,可以从使用粉末涂料受益,如果他们只能吸收热量。

粉末涂料扩展的最大机会之一是中密度纤维板(MDF)产品。中密度纤维板用于各种消费产品,包括现成的组装家具,橱柜,台面和其他建筑材料,商店展示和购买点安装,以及广泛的其他家庭和办公室产品。

中密度纤维板的材料性能,以及它所用于的产品类型,使粉末涂层成为一个有吸引力的选择。中密度纤维板表面光滑稳定,孔隙率低。然而,它也是热敏性的,使它不适合用于需要高固化温度的粉末涂料。与所有木材产品一样,必须控制导电性和水分含量成功的粉末涂层。

生物基础vs.石油化学

像所有的粉末涂料一样,生物基涂料是将树脂和颜料的细颗粒与固化剂和其他助剂结合在一起。当这些粒子被静电充电时,它们可以均匀地附着在导电表面上。当加热时,混合物中的树脂融化、流动和固化,形成坚硬、持久、均匀的涂层。巴特尔创建生物基粉末涂料的方法是设计树脂作为传统石油固化化学的替代物,直接采用产品。这意味着公司不需要对目前的工艺和技术做出重大改变,就可以利用低温固化生物基树脂提供的附加值。2022世界杯八强水位分析

石油树脂在历史上被广泛使用,因为它们很容易获得,提供广泛的性能性能,并且与其他涂料技术相比具有成本竞争力。2022世界杯八强水位分析转向生物基树脂将打开一个不同的潜在性能特性范围,因为不同的潜在化学成分涉及;使用石油树脂仍会有一些更有效的性能特征,而其他性能特征则会使用植物基材料更有效。巴特尔的一个持续研究领域是确定生物基材料在哪些方面具有显著的性能优势,而这些优势是石油材料无法轻易复制的。在生物基树脂的情况下,低温熔体流动似乎是一个区别,同时提供持久的涂层。

克服生物基粉末涂料的障碍

一种可行的以生物为基础的低温树脂将为制造商提供一种更可持续和多功能的粉末涂层选择,可以用于广泛的产品,并提供更多的设计选择和定制。减少对石油的依赖也将提高价格的稳定性,并帮助该行业最大限度地减少对环境的影响。只需用生物基替代品取代25%的粉末涂料树脂,就能显著降低碳排放,提高粉末涂料行业的可持续性。现在投资研究可再生能源技术将有助于该行业为未来消费者、监管机构和市场的需求2022世界杯八强水位分析做好更好的准备。

巴特尔对粉末涂料用生物基树脂的研究取得了可喜的成果。到目前为止,研究团队已经完成了多公斤批次的小规模研究,以证明具有所需性能的低温固化树脂的可行性。这种树脂有可能被用于如中密度纤维板(MDF)等低温应用和用于金属的高温工艺,开辟了一种单一配方的可能性,可以用于各种产品或混合材料制成的产品。

还有更多的工作要做,以优化配方的硬度,耐久性,颜色饱和度和其他要求。巴特尔目前正在寻找生物基树脂的配方商、涂布商和品牌商进行beta测试。这些实际工业试验的结果将用于改进树脂成分和粉末配方,为粉末涂料行业带来所需的选择。

参考文献

1 Pinoforte, K.粉末涂料市场,涂料世界。2015年12月18日https://www.coatingsworld.com/issues/2015-12-01/view_features/the-powder-coatings-market-/。

大豆油价格- 45年历史图表,宏观趋势。2017年11月22日。http://www.macrotrends.net/2538/soybean-oil-prices-historical-chart-data。