2022年11月,PCI的编辑们参观了阿克苏诺贝尔位于田纳西州纳什维尔的粉末涂料生产基地和北美总部。在访问期间,我们会见了首席商务官Michael Friede;John Griffin,北美地区总监兼汽车与特种涂料业务商务总监;12月,我们参观了该公司位于密歇根州特洛伊市的研发中心,在那里我们会见了美洲地区营销经理John Eubanks;高级研发经理Alex Yahkind;Angus Findlay,汽车和特种涂料开发和解决方案经理;和苏·贾斯科夫斯基,营销传播,汽车和特种涂料,N.A.我写了关于我们参观生产现场的12月的观点.这个月,我想分享我们从与公司的企业和科学领导者的讨论中学到的东西。

Friede
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格里芬
格里芬

可持续发展是一个主要驱动力

在纳什维尔与Michael Friede和John Griffin讨论的第一个话题是推动涂料发展的趋势。他们证实,可持续性显然仍然是阿克苏诺贝尔提出的许多创新的最大驱动力。该公司致力于实现其基于科学的目标,其中之一是到2030年将碳排放量减少50%。该公司的目标是到2050年实现碳中和,不仅是在其自身的业务上,还包括范围3的排放。

阿克苏诺贝尔2030年可持续发展的关键目标。
阿克苏诺贝尔2030年可持续发展的关键目标。

为了帮助降低自身的碳足迹,阿克苏诺贝尔评估了用于其涂料的产品。Friede说:“我们在新开发方面所做的很多工作都考虑了非石油化学原料或质量平衡的原材料的替代来源。”例如,最近推出了含有至少5%生物基原材料的木材涂料UV和水性产品(有意增加到15%),并得到了木材饰面市场主要客户的认可。

弗里德指出,这两项法规都支持该公司的做法可持续性目标,但也会干扰一些配方,注意到需要从产品中去除的高度关注的物质。Griffin表示,监管时机的选择也非常具有挑战性,尤其是在亚洲。“在美国,监管程序需要数年的辩论和审查。在亚洲,我们必须在当地迅速做出反应,重新制定计划,扩大规模,获得客户的批准,并提供供应。例如,我们在很短的时间内(几个月而不是几年)就将我们的大部分消费类电子产品重新调整为水基系统。”这需要大量创造性的化学反应。Friede补充说:“随着监管越来越严格,这给了那些具有创新精神的生产商机会。我们在全球有大约3000名研发人员,我们相信自己能找到正确的答案。”

Friede指出,越来越多的客户对涂层系统的整个碳足迹感兴趣,并且监管环境在监测和报告要求方面正在迅速发展。“我们将在未来10年进入一个阶段,我们必须准确披露碳排放和相关的可持续发展kpi,就像我们必须披露财务方面的信息一样。我们披露信息的科学精度将会提高,市场上不同参与者之间的可比性也会提高。”

一位在实验室工作的阿克苏诺贝尔化学家。
一位在实验室工作的阿克苏诺贝尔化学家。
阿克苏诺贝尔的Neil Szuma用分光光度计测量一个涂漆的面板。
阿克苏诺贝尔的Neil Szuma用分光光度计测量一个涂漆的面板。

关于围绕关注物质的重新配方,该公司已开发出技术来支持远离基于双酚的涂料,以及用于金属食品和饮料包装的所有双酚。它还帮助客户导航聚偏二氟乙烯(PVDF),并寻找可靠的替代品。它开发了用于金属涂层的硅改性聚合物涂层技术,该技术不含pvdf,且性能不降低。

该公司的游艇业务最近推出了一种新的无生物杀虫剂防污叫做B-Free Explore的涂料。Friede预计海事行业即将出台重要的能源效率法规。他表示,所有国际船舶很快将根据能效进行分类,不提高能效的船舶将被罚款。使用防污涂料通过减少堆积和阻力来提高燃油效率,将有助于公司提高其类别评级,从而避免罚款。使用不含生物杀菌剂的防污涂料将更有助于这些公司实现可持续发展目标。

新的低固化粉末和液体涂层技术是最近帮助降低全球碳足迹的其他举措。弗里德表示,由于欧洲能源危机,许多客户对技术转变和尝试新事物更加开放。“如果你能把某人的烤箱温度降低40%,这是非常切实的节能。我们看到对低固化粉末技术和节能液体技术的需求急剧上升。”他补充道。2022世界杯八强水位分析

辐射和电子束(EB)固化技术也在以前没有使用过的领域进行了工作,例如粉末和线圈涂料。2022世界杯八强水位分析传统的线圈涂层生产线消耗大量能源,过去对改变其工艺不感兴趣的公司现在正寻求与阿克苏诺贝尔合作研究替代固化机制。“我们在这里有一些专有技术,可以帮助他们提高钢铁涂层的能源效率,”Friede说。


“老派”地产仍是焦点

涂料的外观和性能要求也影响着阿克苏诺贝尔涂料的发展。“涂层能更有吸引力、更有光泽、更哑光吗?它能更抵抗防晒霜、其他化学物质或紫外线吗?许多我称之为“老派”的涂料质量方面仍然驱动着我们的客户,特别是在汽车、航空航天和建筑等领域,”Friede说。Griffin补充说:“这些要求中的许多都与可持续性有关,因为涂层的使用时间越长,需要修复和更换的时间就越少,这就减少了排放,也提高了客户的运营和盈利能力。”

阿克苏诺贝尔正在致力于提高性能和可持续性的一个令人兴奋的领域是涂层。Griffin解释说:“我们在南卡罗来纳州有一家薄膜公司,可以在聚乙烯载体上重铸液体涂层。这些薄膜本质上是一种油漆,你可以把它塑造成各种不同的部件。我们在现场捕获了所有的挥发性有机化合物,所以客户没有需要处理的,所以这是一个更清洁的操作。成型操作然后创建一个无缺陷的部件-无需担心喷涂或过度喷涂,应用性能差,或环境条件。这是我们可以帮助提高业绩和可持续性的另一种选择。”

这些漆膜也是我们参观特洛伊研发中心期间讨论的一个大话题。安格斯·芬德利负责南卡罗来纳州的电影制作。他解释说,阿克苏诺贝尔涂料业务的薄膜部分始于该公司2008年收购Soliant LLC,因此该技术已经存在了一段时间,但应用仍在继续增长。芬德利向我们展示了这项新技术在各种产品上的几个例子。它可以用于多种基材,包括塑料和金属,并且可以热成型或应用于粘合剂。这种零voc的解决方案还允许客户通过打印创建纹理和图案,并且可以抛光和抛光。它也能够雷达和激光雷达透明。

阿克苏诺贝尔漆膜的不同应用。
阿克苏诺贝尔漆膜的不同应用。

Griffin讨论了一个主要的航空航天客户,该客户正在考虑提高由于紫外线辐射而退化的碳复合材料结构的性能。阿克苏诺贝尔开发了三种解决方案——一种液体、一种粉末和一种薄膜技术。客户对这三种薄膜进行了评估,并选择了在应用、可持续性和性能方面最符合其需求的薄膜。

这些薄膜也经常用于汽车上,因为其“磨损”性能明显优于喷涂部件。美国一家大型卡车公司在其前挡泥板上使用了阿克苏诺贝尔的薄膜。以前是液体涂层的铬现在是聚丙烯基材,上面涂有阿克苏诺贝尔的铬外观漆膜。该技术确实需要重新设计,然而,Friede指出,用漆膜替换油漆线所需的资本支出可以很快摊平,因为无需处理VOCs、喷涂室、机器人等。

当我在特洛伊工厂问及基于这种新薄膜技术的液体涂料的未来时,亚历克斯·亚金德评论道:“液体涂料不会消失。”他指出,液体涂料在许多应用中比粉末和薄膜更有优势,比如那些利用颜料及其可以创造的效果的应用。他解释说,一些颜料,如金属薄片,很难与粉末涂料一起使用,因为挤压过程会破坏薄片。而用漆膜,颜料要分布在整个模具内,所以有很多产品是看不到的,从而浪费掉了。在液体涂料中,颜料可以被带到表面,增加其效果并减少其使用量。

特洛伊,麻省研发中心。从左到右分别是:约翰·尤班克斯、苏·雅兹考夫斯基、考特尼·巴塞特、克里斯汀·约翰逊、安格斯·芬德利和亚历克斯·亚金德。
特洛伊,麻省研发中心。从左到右分别是:约翰·尤班克斯、苏·雅兹考夫斯基、考特尼·巴塞特、克里斯汀·约翰逊、安格斯·芬德利和亚历克斯·亚金德。

在讨论更可持续或替代产品时,我们采访的每个人都强调,这些新技术不会牺牲性能或成本。2022世界杯八强水位分析弗里德说:“这并不一定是相互排斥的。我们有很多例子表明,我们拥有更可持续的技术,同时提供更高的质量,并且仍然具有成本竞争力。”漆膜就是一个最好的例子。优点包括不需要喷漆室,不会过度喷涂,减少涂漆膜所需的能量,以及优异的表面质量(包括在紫外线防护,耐化学性和抗切屑方面的出色结果)。“这是零妥协的完美例子,”弗里德总结道。


关注价值

我问弗里德和格里芬,阿克苏诺贝尔如何应对这样一个事实:生产性能更好、寿命更长的涂料最终等于销售更少的产品。Friede表示:“我们拥有自动减少涂料销量的新技术,比2022世界杯八强水位分析如粉末和新薄膜技术。甚至我们的一些液体技术也需要更薄的薄膜,这也导致2022世界杯八强水位分析了油漆的销量减少。更耐用的涂料现在可以延长资产的使用寿命,这也减少了涂料的销量。我们不再根据我们能推出多少数量来控制业务。这也违背了我们的可持续发展基因。现在,我们更多的是‘收入’驱动、‘市场份额驱动’、‘技术驱动’。”

格里芬补充说:“随着时间的推移,我们知道交易量将继续萎缩。我们真正关注的是价值——首先为客户带来价值。无论是一品脱、一升还是一百万加仑,我们都在为客户带来价值,客户也会为我们带来价值。”他表示,当涉及到成本时,客户也开始考虑大局。他们变得越来越老练和精明,他们看到的不仅仅是每加仑的美元——从长远来看,更高性能的产品将为他们节省成本。

弗里德认为化学工业也开始摆脱“无限增长”。“我们的供应商和整个化工行业都在重新思考,”他说。“他们对所使用的原材料流有更循环的看法,并希望确保在产品的使用寿命结束后进行回收,从而以某种方式关闭碳循环。”


粉末涂料增长迅猛

粉末涂料正在获得吸引力。Friede指出,低voc产品的发展支持了粉末涂料的发展,但公司在使用粉末涂料时也意识到其他好处,例如在喷涂室中没有VOCs需要控制,最终产品的高性能。“我们的粉末业务仍有很大增长,”弗里德说。

阿克苏诺贝尔看到了粉末涂料行业的巨大增长。
阿克苏诺贝尔看到了粉末涂料行业的巨大增长。

他以欧洲的建筑空间为例。“10到15年前,建筑应用的金属保护完全是液态的。我们为这种应用开发了粉末涂料,随着时间的推移,我们建立了良好的信誉,我们进行了测试,我们获得了资质,我们与建筑方面的决策者和规范者合作,基本上将整个行业转变为粉末涂料。现在在欧洲,这个市场的天平已经发生了变化——大约80%是粉末,20%是液体。这种转变仍将发生在北美,但我们看到这种变化正在迅速发生。我们看到巨大的增长即将到来。”

降低粉末涂料的固化温度也开辟了使用新基材的能力。“我们开发的技术可以将固化温度降至80-90℃,而不是200℃。在这样的温度下,我们现在可以在木头和塑料上涂上粉末,这在过去是做不到的。通过开辟新的衬底,粉末的发展前景非常广阔。”

阿克苏诺贝尔对粉末行业的未来增长充满信心,几年前,该公司启动了一项对自己粉末业务的投资计划。这项为期10年的投资计划在公司内部被称为“Bamboost”,旨在积极建设公司在世界各地的粉末涂料生产设施,以便在市场开放后供应。


数字化创新

然后话题转到数字化.格里芬说:“并非我们所有的创新都与化学有关,我们也有数字解决方案。”一个例子是用于汽车修补行业的基于云的MIXIT™配色系统。一个小型的手持相机为需要重新喷漆的部分拍照,并在数据库中搜索最匹配的颜色。随着越来越多的测量,库增加,颜色匹配变得更好。这是一种自我完善、自我学习的技术。这节省了客户的时间和返工。全球颜色数据库目前包含200多万个汽车、航空航天和游艇颜色公式,每天都在添加新的颜色和变体。这项技术还有助于解决北美的劳动力短缺问题。很难找到训练有素、有经验和“眼光”的配色工人,所以这样的技术可以让经验或培训较少的人也能做出完美的配色。

基于云的MIXIT配色系统可以帮助汽车抛光商找到最佳配色。
基于云的MIXIT配色系统可以帮助汽车抛光商找到最佳配色。

数字工具也有助于检查和预测性维护。例如,阿克苏诺贝尔正在与一家航空公司客户合作,扫描飞机的外部和内部,进行测量并收集数据,以预测故障模式和时间。有了这个工具,航空公司可以更有效地管理他们的维修计划。阿克苏诺贝尔可以利用这些数据来了解涂料在什么时候以及为什么会失败,帮助他们设计一个更强大的涂层系统来提高性能。

在研发领域,阿克苏诺贝尔与微软建立了合作伙伴关系,利用微软的一些量子计算来模拟化学反应,以帮助快速跟踪实验室中高性能和更可持续的油漆和涂料的开发。量子化学计算能够以前所未有的精度模拟化学反应,并有助于克服与传统实验室方法相关的许多实际边界,例如原材料的可用性、物理设备容量的限制、毒性和环境条件。阿克苏诺贝尔还在实验室进行高通量快速测试,将测试时间从几周或几个月缩短到一天。

在特洛伊工厂,我们直接了解了阿克苏诺贝尔为航空航天、汽车和汽车修补行业的油漆工提供的基于虚拟现实(VR)的培训工具。该系统由技术专家Virtual Paint Products开发,在培训新的喷漆工时节省了大量的油漆。VR头显将学员沉浸在一个虚拟的喷漆室中,包括从飞机或汽车零件到更大规模的组件,再到生产车间本身的任何东西。该系统可以根据不同的涂料规格进行编程,例如所需的涂层厚度,当操作人员使用喷枪时,他们可以看到涂料使用过多或过少,并寻找涂层应用方式的不一致性。在整个过程中,操作员的核心技能都被衡量,从设置喷洒环节到使用枪械的距离、角度和速度。反馈是即时的,因此学员可以迅速做出反应,并改变他们的技术,使其变得更加一致。它将显示哪里出现了跑动和凹陷,或者哪里湿膜厚度不够或覆盖不足,无法提供光滑的表面。这也有助于他们避免常见的问题,如油漆重叠。

PCI的Courtney Bassett使用阿克苏诺贝尔的数字培训工具进行喷漆。
PCI的Courtney Bassett使用阿克苏诺贝尔的数字培训工具进行喷漆。

在特洛伊的会议上,尤班克斯向我们介绍了阿克苏诺贝尔的数字工具Carbeat,为汽车修理厂提供更简单的工作流程和更方便的信息获取。该系统提供了维修过程的实时概述。然后,这些信息可以提供给经理、团队领导、技术人员和第三方,从而提高透明度和沟通能力。它可以识别瓶颈,减少周期时间,衡量质量,改进计划,消除浪费,降低成本,提高客户满意度。尤班克斯指出:“这是一个很好的沟通工具,在所有部门都可见。”

数字工具Carbeat为汽车修理厂提供了更简单的工作流程和更方便的信息获取。
数字工具Carbeat为汽车修理厂提供了更简单的工作流程和更方便的信息获取。

北美描绘未来创业挑战赛

为了加强在开发更可持续的涂料技术方面的合作,阿克苏诺贝尔于2019年发起了“油漆未来创业公司挑战赛”,邀请初创公司、规模化企业、企业2022世界杯八强水位分析家和创新者提交新的革命性解决方案,以加速油漆和涂料领域的创新。迄今为止,该挑战已在欧洲、印度、巴西和中国举行。这项比赛将于2023年在美国举行。在对数百份提交的作品进行互动评估后,阿克苏诺贝尔选出了几名获奖者。然后,该公司会评估合作关系是什么样子的,是投资、联合开发协议还是收购。


结论

多年来,我一直关注涂料行业的可持续发展之旅,看到供应商、制造商和最终用户共同努力,为共同的目标开发新产品和工具,真是令人鼓舞。随着新的数字技术和创造性化学,想法和可能性似乎无穷无尽。这篇文章只是我们在阿克苏诺贝尔期间了解到的信息的表面,但它揭示了该公司为减少全球碳足迹所做的努力的一些影响。非常感谢每一个促成我们参观的人,以及花时间与我们见面并分享他们对涂料行业的热情的人!

*所有图片由阿克苏诺贝尔提供。