技术简介
粉末涂料是一种节省能源符合环保要求的涂料品种,丙烯酸粉末涂料是粉末涂料系列中重要品种之一,丙烯酸类粉末涂料与其它环氧、聚酯型粉末涂料相比,具有漆膜平整、光泽度高、装饰性好、耐侯性优异、物理机械性能好等全面的整体综合性能,属高档粉末涂料,是近年来粉末涂料中发展最快的一类。丙烯酸粉末涂料多用于金属表面涂装:户外的装饰如钢窗、钢门等;家用电器的表面和构件的装饰如自行车、冰箱等;汽车面漆和结构件装饰领域。本项目属源头产品,从单体→树脂合成→粉末涂料制备,技术完整,附加值高,技术保密程度高。本项目采用溶液聚合法,以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)等四种乙烯基类单体通过四元共聚合成丙烯酸粉末涂料用树脂,而后加入固化剂,掺入钛白粉等颜填料制成粉末涂料,采用本法制得的丙烯酸粉末涂料的性能达到日本大阪油墨公司标准。
丙烯酸粉末涂料的工业化,可填补我国在粉末涂料行业中丙烯酸类的空白,同时,就汽车用粉末涂料而言,丙烯酸粉末涂料在头道和二道底漆及罩面透明涂料两项应用中,与溶剂型涂料相比,在抗碎性、施工性、耐久性等方面不相上下,并且能大大减少有机溶剂在大气中的排放,随着国内汽车工业的迅猛发展,并综合考虑环保意义,丙烯酸粉末涂料是一类具有良好发展前景的涂料品种。
市场分析
根据汽车工业行业的发展规划,2000年末我国汽车产量已达350万辆,到2010年年产量为1000万辆。因此,高装饰性、耐侯性好、符合环保要求的丙烯酸粉末涂料用量将有一个飞跃的发展,国内目前虽然尚无丙烯酸粉末涂料工业化产品,但国内有几十条热固、热塑型环氧、聚酯、聚乙烯粉末涂料生产线,丙烯酸粉末涂料的树脂工业化后,其后加工的设备完全一样,因而其推广具有良好的工业基础。粉末涂料是一种节省能源符合环保要求的绿色涂料品种,丙烯酸类粉末涂料具有漆膜平整、光泽度高、装饰性好、耐侯性优异、物理机械性能好等全面的整体综合性能,属高档粉末涂料,日本已实现工业化,国内尚无此类产品。本项目小试研究已通过科技部“九五”国家重点科技攻关项目的鉴定,属国内领先水平。本项目拟打通中试工艺流程,解决1000立升釜的传质传热和粉末挤出加工等问题,奠定良好的工业化基础,以使这一新型粉末涂料品种尽早国产化,满足国家经济建设日益增长的需要。
树脂的原料完全立足于国内,北京东方化工厂、吉化、上海高桥等都引进了丙烯酸单体生产线,北京化工大学也与洛阳恒光化工有限公司联合投产了GMA 的工业装置,保证了丙烯酸粉末涂料有了充足的原料来源。
本项目采用(甲基)丙烯酸甲酯类为单体,除GMA较贵外(若丙烯酸粉末涂料投产其价格可大幅度下降),其余单体价格在1~2万元/吨,溶剂基本回收,树脂的成本3.641万元,采用二元酸或聚酯固化体系,在掺入颜填料等成分后涂料成本为3.1325万元,连同设备折旧、利税、人员工资、水电汽等生产成本共计3.3525,售价在4~5万/吨(参考日本产品进口价5万元/吨)。所以,丙烯酸粉末涂料实现国产化具有良好的环境效益,经济效益和社会效益。
生产规模及主要设备
鉴于丙烯酸粉末涂料合成技术通过小试鉴定,确定拟放大200立升规模反应釜,待打通200立升的生产线,根据市场需求放大1000立升反应釜合成树脂,可生产树脂300吨/年,生产粉末涂料600吨/年。
1、建立一套300吨/年生产规模的的树脂合成装置需30~45万元左右,包括聚合反应釜、真空泵、滴加罐、冷凝器、接收罐、烘箱,地秤等。
2、建立一套600吨/年生产规模的的粉末涂料加工流水生产线需20万元左右,包括粉碎机、混合机、双螺杆挤出机、震动筛等。
环境卫生
本项目采用传统的溶液聚合工艺,单体转化率很高,聚合溶剂甲苯可循环使用,因此对环境与人员没有太大影响。此外,粉末涂料的制备过程没有任何副产物,若采用静电喷涂与加热固化,则该涂层固化过程亦无环境污染问题。总而言之,该项目基本无三废问题,符合环保要求。