产业白皮书小课堂 | 第11期:粉末涂料涂装碳中和贡献领域分析

全球涂料工业每年有 1100 万吨 VOCs 排到大气中，而 VOCs 是仅次于汽车尾气的大气第二大污染源，会造成气候变化导致全球极端气候事件频发。随着全球对环境问题越来越关注，各国纷纷推出环保减排措施及法规，粉末涂料因涂装过程中不存在溶剂会为碳中和做出巨大贡献。

2020 年 9 月，中国在第七十五届联合国大会提出“二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，2060 年前实现碳中和”。在 2020 年 12月 的联合国气候雄心峰会和中国经济工作会议上，“ 30-60 ”目标被反复提及，标志着“碳达峰-碳中和”正式成为国家战略。在“碳达峰-碳中和”的政策号召之下，国内部分涂料企业已经积极响应。一些知名的涂料、化工公司例如PPG、宣伟、艾仕得、佐敦、立邦、阿克苏诺贝尔等，早已将“碳目标”融入公司可持续发展的长远战略当中。

2021 年 2 月 1 日起，国家标准中更是明确了粉末涂料属于低挥发性有机化合物含量涂料产品。粉末涂料是固体粉末状合成树脂涂料，主要以固化型树脂、颜料、填料及助剂等组成，与普通溶剂型涂料及水性涂料不同，它的分散介质主要是空气，其VOCs排放近乎为零。根据油转粉车辆企业反馈，在同等标准品质下，粉末涂料的综合成本相较使用溶剂型涂料要降低30%以上，经济收益突出，能为客户节省更多成本。

粉末涂装作为一种环保、无公害的涂装技术被逐渐认可，已经成为继乳胶漆和溶剂型涂料后的第三大类涂料。随着环保政策的日趋严苛，粉末涂料的应用正面难得的机遇，“漆改粉”已成为大势所趋，以下是五个典型案例。

①粉末涂料原材料生产制造行业-高效回收利用聚酯树脂原料制造产生废气废液案例

随着日益严格的环境政策和法规的出台实施，给国内的高分子化工产业废弃物处理带来巨大的挑战。常规的掩埋、焚烧法不但会产生大量的温室气体，还可能排放芳香类、含氮类有毒小分子，污染土壤、大气和水资源，甚至危害自然环境，不能满足新形势下法规政策的要求。

江苏华昌化工股份有限公司（以下简称“华昌化工”）作为一家富有社会责任感的大型综合性化工企业，张家港市华昌新材料科技有限公司（以下简称“华昌新材料”）是华昌化工的全资子公司，是目前行业内生产聚酯树脂产业链竞争力最强的一家涵盖上游到下游的生产制造企业。粉末涂料作为绿色环保涂料近年来快速发展，而聚酯树脂正是粉末涂料的主要原材料之一。 2022年下半年，华昌新材料10万吨聚酯树脂即将投产，这是目前全球范围内首屈一指的“丁辛醇-异丁醛-新戊二醇-聚酯树脂”一体化联产装置。

华昌新材料的“减碳”工作主要侧重于提高原料利用率、系统余热和工艺废气、废液综合回收利用。装置排放的精馏残液和工艺废气通过高效分离回收装置，把有效组分做到了应收尽收，回收有用组分后剩余的工艺废气、废液以及高浓度有机不含盐废水，采用热力焚烧副产高品位蒸汽回用生产系统；而系统余热则进行梯级利用、采用有机工质驱动汽轮机发电和溴化锂机组制取低温水回用生产系统。“十三五”期间，公司能耗强度和碳排放强度相比“十二五”期末分别下降21.7%和29.5%。“十四五”期间，“双碳理念”更加深度融入华昌新材料的战略实施，公司以“科技创新”和“绿色高质量”为驱动力发展低碳经济，努力降低碳排放强度。

②建材行业-环氧涂层钢筋粉末涂装案例

钢筋混凝土结构在现代建筑工程项目中已得到了广泛应用，但在跨海大桥、公路、沿海的港口码头、需要洒盐洒水防冻解冻的机场等设施环境中，由于钢筋混凝土结构特点，本身并不是完全密实，使得氯离子含量过高的海水、酸雨、盐水等逐渐渗入结构中，导致钢筋混凝土降低力学性能，丧失耐久性，安全性；并且钢筋被锈蚀所产生的氧化物会产生体积膨胀，引起混凝土开裂和保护层剥落，进一步缩短钢筋混凝土建筑的保存时间，甚至引发坍塌等严重的灾难性事件。

对钢筋混凝土结构中的钢筋在使用前进行涂装已被证明是目前钢筋混凝土防护的最佳方式，北美地区早在上个世纪七十年代就开始了该方面的研究。中国目前环氧涂层钢筋的在建筑行业使用比例不高，但这也是正成为了未来中国粉末涂料涂装行业发展的机遇，重视环氧涂层钢筋的发展应用，提高中国建筑行业环氧涂层钢筋的利用率，对中国粉末涂料涂装行业的整体发展有非常大的帮助。

研究表明使用环氧涂层钢筋会延长建筑使用寿命，不做检修的情况下普通钢筋的平均寿命21年，使用环氧涂层钢筋的平均寿命达到65年。所以，使用环氧涂层钢筋可以达到节约建筑成本的目的，并且环氧涂层钢筋维修成本低，工艺成熟；最重要的是，在碳排放量最大的建筑建材行业中，当前全球碳排放占比最大的领域是建筑活动及所需要的建筑材料，大规模推广环氧涂层钢筋的应用有助于国家减少混凝土结构大修，减少钢铁消耗。

我国现阶段有众多工程正在使用环氧涂层钢筋，比如跨海桥梁、轨道建设、码头、工业商业建筑等。其中富钢集团旗下的富佰新材料公司在环氧涂层钢筋深加工制造方面，表现尤为突出，产品包括环氧树脂涂层钢筋、环氧树脂涂层传力杆等已经广泛应用在国内外超级机场、大型桥梁、智慧高铁等，为环氧粉末钢筋行业的发展做出重大贡献，并致力于成为碳中和时代新材料引领者。近年来，已经为多个工程解决钢筋不耐腐蚀，不绝缘的行业痛点，比如：卡塔尔多哈首都机场改扩建、一带一路上的蒙内铁路、浙江杭甬高速复线跨海段等均采用了富佰新材料系列产品。

③汽车工业专用车行业-热敏底材涂装低温固化案例

传统油性涂料污染环境且对喷涂人员带来健康危害，随着环保政策的实施，国内制造商开始采用粉末涂料喷涂。传统油性涂料涂装中会挥发有害的化学物质，常见有苯乙烯、甲苯、乙苯、甲醛等，这些化学物质大部分污染环境和危害人体健康。随着粉末涂料的应用，大幅度降低了有害化学物质的挥发。目前国内已实现粉末涂料的在热敏底材涂装上的低温固化涂装技术，并在专用车（救护车、消防车、机场用车等）上使用粉末涂料，专用车是汽车工业重要的组成部分。因专用车长时间在户外作业，要求涂层的保色性和保光性要高。所以采用低温固化的粉末涂料来达到低温固化和耐候性的要求。低温固化技术相较于高温固化技术则更加节能，通过提高树脂与固化剂的合理配比，可生产低温固化环氧粉末涂料，固化温度可降至110℃，并且实现零VOCs的排放。

④建筑建材行业-彩钢板粉末涂料涂装案例

由于粉末涂料在使用过程中可以实现零VOCs的排放，符合“碳中和”绿色环保理念，现在已成为彩钢板等金属部件涂装的首选。

粉末涂料技术在彩色钢板上的应用实现了“漆改粉”的目标，并且随着粉末涂料技术的进步，也结束了粉末涂料难以达到液体涂层的平整度的历史，为粉末涂料进一步替代液体涂料、实现“碳中和”目标奠定了基础。目前粉末涂料在彩钢板两大方面优势非常明显，一是替代现在仍大量使用的常规油漆涂装，在提高涂装质量的同时，可以保证零VOCs的排放。二是达到传统涂料涂层无法达到彩钢板需要的平整度和薄度。

⑤工程机械行业-南通中集集装罐粉末喷涂系统解决方案案例

泽亨拥有国内首条集装罐粉末涂装线，验证了大型集装罐/集装箱“漆改粉”可行性，实现集装罐此种大型工件首次完全自动化喷涂。采用机器人定向喷涂端框或筒体，空喷率极低，粉末利用率最高。设计水平横向轴，将喷涂机器人安装在粉房内壁，大幅提高机器人的灵活性以及作业范围。内置式外置七轴机器人设计，可以降低喷房70％以上的开口面积，实现大幅降低风率节省能耗，缩短换色时间。定制开发旋转机构喷涂连接圈与端箱端面，科学配置喷枪对每个需求面做针对性喷涂，大幅提升自动化喷涂率。采用一体化的喷房设计，在封闭环境下喷涂，喷房抽风量需较小，设备能耗更低。

根据国家工作方案部署，中国到 2025 年实现溶剂型工业涂料降低20%，原溶剂型工业涂料需求将会逐渐转移到粉末涂料工业上。并且随着环保政策日趋严苛，国家“碳中和”目标落地执行，绿色环保观念深入人心，粉末涂料的应用范围和需求势必会持续增长。

2022 年 1 月，国务院部署了“挥发性有机物综合整治工程”，其中涂料行业被特别提及。国务院指出企业要推进原辅材料和产品源头替代工程，实施全过程污染物治理。以工业涂装、包装印刷等行业为重点，推动使用低挥发性有机物含量的涂料、油墨、胶粘剂、清洗剂。深化石化化工等行业挥发性有机物污染治理，全面提升废气收集率、治理设施同步运行率。

由此可见，在国际绿色环保生产的大趋势下，在中国“双碳目标”提出的大背景下，粉末涂料以其高效、节能、环保和经济为突出特点，不仅得到了国家政策的认可，也已成为厂商在技术上和经济上更有吸引力的选择。在如今形势下，低碳绿色环保的生产趋势愈发明显，粉末涂料将迎来更大的发展契机。

下期预告：人工智能在涂料制造和涂装领域的应用