产业白皮书小课堂 | 第5期:粉末涂料原材料发展分析

粉末涂料是将合成树脂、颜填料、固化剂及其他助剂等固体物料按照一定比例和配方生产的。原材料的选择将对粉末涂料的质量及性能产生影响，合成树脂的结构和性能是决定粉末涂料质量最主要的因素；颜料和填料作为粉末涂料的重要组成部分，在满足粉末涂料涂膜基本性能的基础上，还能起到改变涂膜的平整度、光泽度等性能作用。

近年来，环氧树脂、聚酯树脂和各类助剂生产技术的快速发展，为粉末涂料配方改良、创新和发展提供强有力的支撑。

由于粉末涂料配方不同，原材料的用量也千差万别，在透明粉末涂料中树脂是用量最大的原材料，在所有原料中占比可以高达90%；颜料在黑色粉末涂料中用量约为1%，而在纯白色粉末涂料中用量可达30%；填料在砂纹或皱纹粉末涂料中用量可高达35%，但在透明粉末涂料中不适用；固化剂在环氧—聚酯粉末涂料中用量最大，环氧作为助剂使用约为30%，TGIC一般5-10%，HAA大约4-8%。在热塑性粉末涂料中不适用；助剂如流平剂，透气剂等使用量较小，一般为0.1%-3%。

中国的粉末涂料用树脂主要有三种：聚酯树脂、环氧树脂以及丙烯酸树脂。其中聚酯树脂材料成本相对较低，经过树脂改性或配方调整可以使聚酯粉末涂料的防腐性能可以与环氧粉末涂料等媲美，因此近些年粉末涂料使用聚酯树脂高于其他树脂。中国市场聚酯树脂为主基材的粉末涂料产品占比近70%以上。

• 聚酯树脂

聚酯树脂在中国工业化生产起步于20世纪80年代，2023年中国聚酯十强企业聚酯销售额为86.47亿（包括出口），其中安徽神剑，浙江光华产量已排名世界前两位。需要特别提及的是目前TOP5企业安徽神剑，浙江光华，擎天新材料，烟台枫林，黄山正杰5家企业的产能已经能够完全覆盖中国市场的聚酯树脂需求，约80万吨。

图：2018-2023年中国聚酯树脂销量及增长率

资料来源：中国树脂协会、M2研究&分析

• 环氧树脂

2022年中国环氧树脂年产能323.5万吨，产量为208万吨，同比增长7.2%，拟建和在建项目29个，总产能362.3万吨，相当于2022年总产能的1.2倍，未来几年有严重过剩风险。（数据来源：中国石化联合会环氧树脂及应用专业委员会），接近全球环氧树脂年产量的一半，但国内高端环氧树脂质量和稳定性与发达国家相比仍有一定差距，高端环氧树脂进口量需求较大。

2023年中国TOP10粉末涂料用环氧树脂企业年销售额35.08亿，2023年环氧树脂年产能超过5万吨的企业共有6家。安徽美佳是全球最大的粉末用环氧树脂生产企业，二步法固体环氧树脂产能达到15万吨。随着工程及农用机械，民用轻钢结构，商用车，集装箱等新兴粉末涂装应用领域的拓展，环氧树脂的需求量将会大幅度提升。

图：2018-2023年中国环氧树脂产量及增长率

资料来源：中国化工信息、M2研究&分析

在粉末涂料的构成中，除透明粉末涂料外都需要添加颜料以起到着色后的装饰作用和一定程度的防锈作用等。粉末涂料的颜料可分为无机颜料和有机颜料两类，常用的无机颜料有钛白粉、氧化铁等。

中国钛白粉行业起步于1956年诞生的上海华恒化工厂，到2020年已拥有42家全流程生产企业，年综合产量超过350万吨。钛白粉的最主要应用下游为涂料行业，2020年用于涂料行业的钛白粉占总量的61%。

由于钛白粉化学性质稳定，无毒无害，受到工业市场的青睐。用钛白粉制造的粉末涂料，拥有着色力强，用量省，品种多，对介质的稳定性可起到保护作用，并能增强漆膜的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长漆膜寿命等优点，在粉末涂料市场需求量很大。

图：2018-2023年中国钛白粉和氧化铁产量及增长率

资料来源：全国无机颜料信息总站，国家统计局、M2研究&分析

填料在粉末涂料中的作用是提升粉末涂料性能，增加涂膜硬度和刚性，与其他原材料相比填料价格较低，因此还可以起到降低粉末涂料成本的作用。

粉末涂料的原材料中固化剂和助剂虽然用量小，但对涂料性能影响巨大，是不可或缺的重要组成部分，俗称涂料的味精。

常用的粉末涂料固化剂和助剂有：流平剂；除气剂；纹理剂；固化剂、消光固化剂；消光剂；催化剂或固化促进剂；电荷控制剂；稳定剂；性能改性剂等。

目前中国TGIC、HAA、消光固化剂、消光剂等传统固化剂和助剂产业十分成熟，在市场上颇具竞争力，可以满足当前粉末涂料生产要求。其中在铝型材料等行业，普遍认可TGIC固化剂生产的聚酯粉末涂料，因此TGIC固化剂作为聚酯粉末涂料的主要固化剂在使用。

中国近些年在粉末涂料行业发展迅速，但在高端粉末涂料以及配方创新方面与欧美国家依旧存在一定差距，粉末涂料行业的技术进步主要受限于高端原料成本过高。想要打破聚酯粉末涂料一枝独秀局面，发展聚氨酯、丙烯酸和氟碳，硅改性树脂粉末涂料等高端粉末涂料必须以原材料的技术创新为依托。因此提高对粉末涂料原材料的研究与开发必将成为重要任务之一。

• 新型树脂及树脂改性研发

在粉末涂料配方中，决定粉末涂料与性能最重要的因素是成膜物质树脂和固化剂，其中对树脂的研究和开发是比对固化剂的研究和开发更高效的途径。

近些年，研发出了许多新型粉末涂料用树脂，如近几年研发的紫外光粉末涂料用树脂系列、储存稳定性好的干混合消光聚酯粉末涂料用聚酯树脂、耐候性聚酯粉末涂料用聚酯树脂、消光用高羟值聚氨酯粉末涂料用聚酯树脂等，使得粉末涂料种类与日俱增。

但现有树脂产品性能还不能完全满足需要，还有可以改进的空间，需要进一步改进和提高来满足高端粉末涂料的需要。

• 新型固化剂研发

粉末涂料用新型固化剂的开发一直是粉末涂料行业重视的内容，但是新型固化剂的研究举步维艰，目前中国粉末涂料纯聚酯产品用固化剂还是以TGIC固化剂为主。研发出来的新型固化剂与传统的固化剂相比价格很高，而且还存在一定问题有待解决。如羟烷基酰胺(HAA)的固化温度低、贮存稳定性好，且没有毒性，但是不适用于厚涂、厚涂涂膜容易出现猪毛孔的缺点，并且HAA价格较高，因此在中国工业市场的推广受阻。

经过多年的研发，现在已经开发出无封闭剂的聚氨酯粉末涂料固化剂脲二酮，可以避免在烘烤固化过程中释放封闭剂污染环境的问题，对今后无污染聚氨酯粉末涂料的推广应用创造了美好的前景。

• 生物基粉末涂料树脂

近年来，全球粉末涂料市场有一个明显的趋势，即选用更低碳且危害更小的原材料制作产品，以实现更可持续性发展，这种趋势也使市场产生了对不含 TMA 的 50/50 混合型树脂的需求。科思创开发的 50/50 混合型树脂 URALAC® CQ P500，含有高达 32% 可追溯生物基含量，其可单独使用，也可作为高酸树脂与 HAA 树脂搭配，应用于高耐化学性和干混配方，突破性的从技术上实现了对TMA 的替代， 这不仅践行了中国“双碳”目标的要求，还满足了降低碳足迹的市场需求。

下期预告：粉末涂料制造设备发展分析