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1、1热塑性氟碳粉末涂料技术开发项目可行性报告一、立项的背景和意义随着生活水平的提高，人们对于环保的意识也日益加强，特别是重视自己工作、生活当中的环境质量问题对于自己身体的影响。而我们生活当中所必须接触的家电、 栏杆、建筑物等表面都必须要有涂料来涂装以保持其美观性和耐候性。前几年，电器业、市政设施与建筑业都采用液体涂料来涂装，其具有涂 层薄、被涂装物美观的特点，但是其需要溶剂来充当介质，具有污染环境损害使用者身体健康的特点。随着时间的推移，此种涂料已经退出涂装行业，逐 渐被粉末涂料所替代。粉末涂料以其完全不含溶剂，可以全部 转化成涂膜，而且涂装效率高、保护和装饰综合性能好的特点，适应涂料工业对节约
2、资源和能源、减轻环境污染及提高工作效率等方面要求，受到全世界的广泛重视，从而获得飞速发展。但是粉末涂料的涂层比液体涂料的要厚，在成本上和美观度上稍微逊色一点。未来粉末涂料的发展，要向着薄以及耐候性长的方向发展。我国是世界粉末涂料生产大国，现在的粉末涂料的基料主要为热固性树脂（如环氧和聚酯）和热塑性树脂（如PVC、尼龙和氟碳树脂等）。我国粉末涂料以 热固性 为主，热塑性粉末涂料的产量很少，有也是以 PVC 为主。且自 1938 年美国科学家合成出聚四氟乙烯以来，氟材料的研制、生产、加工和应用得到了很大的发展。 现阶段氟碳粉末涂料主要有两大类，一类是以PVDF（偏氟乙烯）、ETFE(乙烯- 四氟乙
3、烯共聚物)、 ECTFE（乙烯-三氟氯乙烯共聚2物）等树脂为基料的热塑性氟碳粉末涂料；另一类是以三氟氯乙烯/四氟乙烯和乙烯基醚或乙烯基酯类单体共聚的热固性氟碳粉末涂料，近年来发展十分迅速。氟涂料由于具有多种优良性能，在涂料工业发展中一枝独秀，特别是耐化学性、耐热性及耐候性能大大优于其它涂料品种,有很大的市场应用前景。现阶段，我国和东南亚地区对氟碳粉末涂料的潜在需求量已接近美国和欧洲水平。在这样的背景条件下，我公司致力于热塑性氟碳粉末涂料的研究，企图打破热塑性涂料发展的瓶颈与粉末涂料涂装厚度不均匀性、光泽和流平性较差的问题。该粉末涂料拟用 70%的 PVDF 树脂与无机陶瓷 颜料制备而成，两种昂
4、 贵原材料的组合为高档建筑物提供了最高等级的保护，加上我公司特有的超细粉末涂料技术，在保持原有性能的基 础之上，降低涂 层厚度， 节约成本。本项目的重点是开发出一款能够长久保持建筑物美丽如新，同时保护建筑物在全球最严酷的自然环境中长久具有抗脏、抗粉化变色以及耐紫外线分解的能力，能够广泛用于高级建筑铝型材、广告板、金属幕墙、高速铁路防护栏 /隔音板、机场/码头/ 火车站/高铁站等大型建筑物内外装饰的热塑性氟碳粉末涂料。二、国内外研究现状和发展趋势热塑性氟碳粉末涂料发展到现在主要有三大类产品：PVDF、ETFE、 ECTFE。 PVDF 氟碳粉末涂料在应用时需要和罗门哈斯公司生产的专用丙烯酸树脂以
5、 73 混合复配。PVDF 树脂在世界上共有 3 家主要生产商：比利时的 Solvay公司、意大利的 Ausimon 公司及 ATOFINA 公司，世界年产量超过 2 万 t。国内上海三爱富公司也生产 PVDF 粉末树脂，但 产品质量和品质与国外相比还有较大差距。ETFE 粉末树脂的生产商主要有美国杜邦、Dyneon、日本大金、日本旭硝子，世界年产量超万吨。国内中科院上海有机所从 20 世纪 60、70 年代开始研3究开发该产品，80 年代成功开发出 ETFE 粉末涂料，但在国内没有实现产业化。美国 Ausimont 公司是世界上唯一生产 ECTFE 的公司，年产量 3 000 多吨，主要用于
6、化工重防腐、半导体工业、食品及医 药工业的生产设备。国内 仅有大连振邦氟涂料股份有限公司和中科院上海有机所对该产品进行了深入研究，项目已完成中试规模放大研究。热塑性氟碳粉末涂料具有优异的综合理化性能，可抵抗盐酸、氟硼酸、硫酸以及氢氧化钠等介质腐蚀。涂 层粘着牢固、 坚韧、无 针孔，表面光洁不粘垢，显示了优良的耐腐蚀性能。对一些无机溶液（包括水和盐溶液），具有优良的形稳性。同时氟碳粉末涂料对气体还具有低的渗透性能。由于热塑性氟碳粉末涂料的优异性能，现已被广泛应用于化工、石油的排水、洗 涤 、污水处理系统，以及装置的化学清洗系统，化学药品的分配系统等。PVDF 和 ETFE、ECTFE 等氟碳粉末
7、涂料虽然各项 性能优异，但因其施工困难，烘烤温度高，一般在 (250300) ，静电喷涂较困难（一般需要热喷涂），而且其树脂颜料分散性差，光 泽低，表面 铅笔硬度低，遮盖力差，表面质感、光洁度与普通环氧、聚酯粉末涂料相比有较大差距，用途 较 窄。涂料装 饰性能较差，只能作某些特殊用途，成为了涂料中的贵族，在粉末涂料中所占的比重非常小。同时热塑性氟碳粉末推广应用困难的主要原因是价格高和涂层制备困难，涂层的使用性能与氟树脂本身的性质不匹配，以致涂层产品的使用性能与价格不匹配，所以截止目前为止，国内还 没有形成氟碳粉末涂料的系列产品。因此，如何使我们国内企业在巩固已有技术和市场的同时提升研发速度和水
8、平，缩小与国际同行业中先进制造厂商间的差距，克服氟碳粉末涂料的本身缺陷，扩大应用领域，形成氟碳粉末涂料系列产品已经是迫在眉睫的课题了。4三、项目主要研究开发内容、技术关键及主要创新点1、研究内容本项目的研究是基于近年氟碳粉末涂料研发成功运用的大前提下的，此项目的主要目标是替代对环境污染严重的液体氟碳涂料，项目产品的目标市场是高级建筑铝型材、广告板、金属幕墙、高速铁路防护栏 /隔音板、机场/码头/ 火车站/高铁站等大型建筑物内外装饰、超高耐候建筑物、高档户外装饰材料等的外部及内部涂装。具体内容包括：1）原料的选用；该项目产品的氟碳粉末涂料是由 70%的 PVDF 树脂与无机陶瓷颜料加上我公司配置
9、的助剂制备而成。两种昂贵原材料的组合为高档建筑物提供了最高等级的保护。 PVDF 氟碳涂料在近年的 实践应用过程中，已被 证明是金属建筑涂料中的极品，能够长久保持建筑物美丽如新，同时保护建筑物在全球最严酷的自然环境中长久具有抗脏、抗粉化变色以及耐紫外线分解的能力。2）涂层厚度的降低；该项目设计研发的热塑性氟碳粉末涂料具有比一般氟碳粉末涂料更薄的涂层，能够 做到 20-60 微米不等的规格，可根据使用场合的不同来设计涂层厚度；其相比液体氟碳涂料的涂层 10-20 微米厚一些，相比普通的热塑性氟碳粉末涂料要薄很多，普通的氟碳涂料就算注重喷涂的技术也要在 80 微米以上，我公司的氟碳粉的涂层厚度更适
10、合与最严酷的环境如阳光异常强烈的地区使用，它的户外耐候性，保光性在 35 年以上，而且可保持环保、节能、高效、优质等粉末涂装的优点。3）耐候时间的延长；该产品在人工加速老化试验的条件下，耐候时间为 1000小时以上，相比一般氟碳粉末涂料增加了一倍以上。 经过众多对热塑性粉末涂料的耐候试验，得出涂层在 40 um 左右时，产品的耐候是最佳的。但是现在市场上5广为使用的氟碳粉末涂料的涂层在 80-100um，虽然应用喷涂技术能将产品的涂层降下来，但是为导致露出基材根本无法实现耐候的功能。过厚的涂层会随着时间的推移，出现开裂现象，最终导致耐候时间的缩短必须再次进行喷涂或者跟换全新产品。我公司研制的这
11、款氟碳粉末涂料的涂层在 40 um 左右，上下可以浮动。涂层表面平整光滑，延长了产品的耐候性；为增加耐候性，该热塑性氟碳粉末涂料改变了产品的配方，除了 PVDF 树脂与无机陶瓷颜料外，还另外添加了一款水性助剂， 该 助剂起到了一个架桥的作用，使树脂与颜料的兼容性变好， 这一改变将直接影响了产品的耐候性能。4）超细粉末涂料技术的应用；我公司计划从国外引进超细粉末涂料技术，加上我司有自主研发国内领先的特殊添加剂技术，能满足超细粉、氟碳粉的需求。我公司与设备供应商合作开发了一款设备，该设备是经原先设备改良的，采用分级式筛选的方式，将颗粒直径大于或者小于 25um 的都分离出去，保留下来的产品直径都在
12、 25um 左右，粒径区 间变窄，有利于涂层变薄，相比原先产品的 35-40um 的颗粒直径，其小了很多，就是由于粉末颗粒的减小才会使涂层厚度的降低。公司掌握了超细粉和添加 剂国内领先核心技术，能使氟碳粉末涂层的厚度和平整度都达到或接近液体涂料的水平，一举改变过去国外氟碳粉末涂装的成本太高的尴尬局面，使涂装成本反而低于液体涂装；4）成本低；此项目产品环保、且能够回收利用，氟碳粉末涂料的涂层越薄其使用成本就越低，越经济，使用量的降低将直接降低成本消耗，特别是粉末氟碳涂层具有非常硬的漆面表面，克服了液体氟碳涂料用于铝型材时表面太软容易划伤的缺点。62、技术关键（1）配方的改进；产品选用 70%的
13、PVDF 树脂与无机陶瓷颜料加上我公司配置的助剂制备而成。该助剂为 一水性原料，在 产品的制 备过程中根据所需产品颗粒的直径来添加，在产品原料中起到一个架桥的作用，提高树脂与颜料的兼容性，直接减小颗粒直径大小。（2）设备的改良；该产品的创新性主要体现在产品颗粒的减小、涂层的变薄、耐候时间的延长，当然这三者是息息相关的，但是这 些的实现都要依靠我司经过改良后的生产设备。我司与公司的设备供应商合作开发了这款超细粉的生产设备，该设备 采用无级式的筛选 ，当 设置一产品直径规 格后，不符合 这一规格的将会别分离出去，剩下的都是符合生产要求的，且粉末粒径之间的差距都保持在 1微米之内。这一创新加上配方的
14、改变直接达到了颗粒与涂层的变小变薄。（3）耐候时间延长；无论选用任何粉末涂料，使用者想要追求的无非就是耐用一点，该款新产品经过特殊的工艺与配方的调整，使涂层保持在 40 微米左右，在节约成本的前提之下，延 长了耐候的时间，性能 优 越。3、主要创新点该热塑性粉末涂料的创新点主要就在于四个方面:粉末颗粒大小保持在25 微米左右，相比普通的 35-40 微米整整降低了 10 微米不止；首次尝试与设备采购单位协商，让其按照我 们的意见设计改良仪器设备，通过分离设备的改良（分级筛分）使得的粉末颗粒区间跨度变窄，让我们的粉末粒子更均匀，在客户施工及产品成膜性能有很大的辅助作用。该产品由于粉末颗粒直径的减
15、小和众颗粒粒径之间差距区间的变小，差距在 1 微米，不像原先普通的产品众颗粒粒径7之间差距很大，大时相差 15 微米， 导致颗粒之间结合不紧密不细腻，最后致使涂层厚度的上升。该产品的涂层如利用先进的喷涂工艺可做到 20-40 微米，近乎接近于液体涂料的涂层厚度。但是经实验证明，涂 层在 40 微米左右为最佳，但是普通的氟碳粉末涂料涂层在 80-100 微米不等，涂的薄了就会出现露基材的现象，而该款产品则可实现薄涂层，且表面流平性强平整光滑，在实现了该工艺后对我们整个地球环保及资源节能做出贡献，从正面对于我们的客户来讲大大降低产品的使用成本。耐候性的延长，产品涂层的变薄、工艺与配方的改变，都直接
16、影响了耐候时间的变化，其实以上多种的 创新实现最终也是为了耐候时间的延长。该产品选用国外进口的最佳原材料加上公司特别为增加产品耐候时间研制的一水性助剂，加强了产品的耐候性能。现该 款产品的耐候时间经人工加速老化在 1000 小时以上，在户 外正常使用的条件下能够保持 35 年以上的光鲜亮丽。 该产品并兼备耐 400以上高温及防腐特性.可称为多功能氟碳粉末涂料消除了氟产品的局限性，让产 品使用更广泛。四、项目预期目标1、主要技术经济指标1）技术指标1）溥涂厚度：2040um; 2）铅笔硬度：4H 以上（中华牌铅笔）;3）百格刀： 0 级;4）冲击强度：50kg-cm;5）耐候（人工加速老化试验）：1000H 以上。8该项目的氟碳粉末的涂层达到或超过严格的美国 AAMA2605 标准以及中国国家标准 GB/T23443-2009，取得欧洲德国 QUALICOAT 的认证。2）经济指标项目完成并实施后，本企业可望增加出口创汇 70 万美元；年产值增加 2000万元，增加利税 610 万元。同时，大
