紫外线固化粉末涂料是溶剂型液体涂料的可行替代品

对不含挥发性有机化合物的涂料的需求正在增加，而且随着全球监管机构对含有溶剂和产生碳排放的产品给予更多关注，这种需求将加速增长。

许多国家已经或即将颁布法规，限制溶剂的生产和使用，并对各种碳税计划进行评估。这种监管压力促使涂料消费者和用户寻找至少被归类为“低挥发性有机化合物”的涂料，以替代或取代含溶剂的涂料。

这种转变对树脂和涂料供应商开发新产品和改造现有生产线提出了挑战，由于需要新的材料和解决方案，这一命题变得越来越困难。

涂料行业中增长最快的是水性液体涂料，这种涂料以水为主要溶剂成分，但也可能含有其他类型的溶剂，如醇、胺和醚。这些其他溶剂有助于提高流平性和性能。

液体涂料产品在价值 1000 亿美元的全球涂料行业中占据主导地位，是建筑涂料、制造涂料和船舶涂料/特种涂料三大细分行业的主导产品。

但紫外线固化粉末涂料正在成为溶剂型和含溶剂液体涂料的可行替代品。紫外线固化粉末涂料可用于热敏性基材和其他各种产品的涂装，其市场覆盖范围已超过热敏粉末涂料和液体涂料。

100% 不含 VOC

粉末涂料目前约占全球涂料市场的 10%，100% 不含挥发性有机化合物，在生产和应用方面符合所有空气质量法规要求。

粉末涂料有两种类型：热固化和紫外线（UV）固化。热固化粉末涂料需要时间和热能来熔化和固化所涂敷的粉末涂料。而紫外线固化粉末涂料熔化速度快，在紫外线的照射下可瞬间固化。

紫外线固化粉末涂料的速度明显更快，能耗也更低。每个斜坡下方的区域表示随着时间的推移所消耗的总能量。此图表示完成中密度纤维板 (MDF) 底材的时间和温度。

紫外线固化和热固化的根本区别--熔化和固化的分离。在标准的液体或粉末固化中，熔化/流动或蒸发阶段与涂层的交联是连续的，从而产生固化产品。而在紫外线固化中，熔化/流动或蒸发和固化被分离成两个独立的过程，从而可以在适当的时间和条件下进行熔化/流动，然后几乎是瞬间完成紫外线固化。

紫外线固化粉末涂料系统的生产周期比热粉末系统更快。这种速度有许多好处：工厂规模更小、运营成本更低、能耗更少、每个生产周期的销售额更高、投资回报更快。

紫外固化粉末涂料应用系统还具有尺寸比例优势。以一个面积为 2,050 平方英尺的典型紫外线固化涂装厂和一个面积为 16,000 平方英尺的典型溶剂型涂装厂为例，假设建筑成本为 5 美元/平方英尺，紫外线固化粉末系统每年可节省 65,750 美元。

紫外线固化粉末涂料的局限性

紫外线固化粉末涂料并非没有约束或限制。紫外线固化是 “视线固化”，即紫外线须“看到”被固化的物体或表面。某些几何形状或有阴影的部件很难甚至不可能用紫外线固化。而且，改造现有系统来应用和固化紫外线固化粉末涂料也不现实。

想要使用紫外线固化粉末涂料的公司须建立一套应用系统，或者找到一家收费涂布公司来完成涂装。遗憾的是，目前只有极少数公司在使用 UV 固化粉末涂料，因此在应用系统的安装基础扩大之前，UV 固化粉末涂料的发展将受到限制。

紫外线固化粉末涂料和热敏粉末涂料的一个明显优势是，这些材料不被归类为有害物质，其生产、应用和废物处理都不受繁琐的监管报告或要求的限制。通常情况下，它们在材料安全数据表（MSDS）上被归类为有害材料和材料处理；手工喷涂需要 N95 防尘口罩；喷漆间清洁只需要防尘口罩和特卫强（Tyvek）式防护服，材料溢出可用标准车间真空吸尘器清理。

除局限性外，紫外线固化粉末涂料是一种非常可行的溶剂型液体涂料替代品，可成功应用于各种基材；黑色和有色金属以及热敏基材，如木材、塑料和复合材料。这些都是热粉末涂料或某些类型的溶剂涂料无法涂覆的基材。随着紫外线固化粉末化学应用范围的扩大，这些涂料在各类基材上的应用以及在室外和其他严格要求下的应用将会增加。

时间优势

任何涂层应用都有以时间衡量的离散工艺步骤：涂布、熔化和流动、溶剂闪蒸、固化（紫外线或热固化）和冷却。紫外线固化粉末涂料喷涂的总工艺时间最短，这加强了紫外线固化粉末涂料喷涂的速度优势。

为了展示效率优势，我们开发了一个模型，用于涂饰一块 11.5 平方英尺、3/4 英寸厚的中密度纤维板；一面和所有边缘。该模型评估了五种涂饰系统--三种液体涂饰系统和两种紫外线固化粉末涂料系统。利用涂料制造商提供的价格和技术数据，计算出了每种系统的材料成本。

紫外线固化粉末涂料的成本则是基于典型的单层涂装产品的成本。紫外线固化粉末喷涂-回收系统的每平方英尺成本最低，转移效率高达 95%。醇酸树脂气干瓷漆低 VOC 系统的每平方英尺成本最低，其次是紫外线固化粉末涂料，这是一种喷涂到回收的工艺，转移效率为 65%。

假定工作已经完成，一旦确定了每平方英尺的成本，分析师往往就会停止工作。实际上，这只是刚刚开始。必须对产量和创收进行计算和评估，以充分确定每种光饰系统的投资回报率。

紫外线固化粉末喷涂模式生产的零件数量与液体喷涂系统相同，但要比液体喷涂系统多得多。紫外线固化粉末喷涂系统生产一个成品部件的时间从开始到结束一般为 20 分钟。紫外线固化粉末回收模式的优点是转移效率更高，从而降低了材料成本。在这种模式下，喷涂到回收每个八小时的生产周期可节省 1,071 美元。

毛收入分析

该模型使用的销售价格为 2 美元/平方英尺或 23 美元/部件。两种紫外线固化粉末系统的生产率相同，每班的毛收入均为 26,772 美元。这是性能最好的液体系统生产毛收入的 2.8 倍。

紫外线固化粉末涂料对环境影响小，对生产、使用或处置的法规限制极少或没有，因此非常值得考虑。UV 固化粉末涂料生产效率高、安全且不含 VOC。