UV固化涂料:高端領域持續(xù)看好!
即紫外線光固化油漆,也稱光引發(fā)涂料、光固化涂料。UV固化涂料可以通過機器設備自動輥涂、淋涂到物體表面,在紫外光的照射下促使引發(fā)劑分解,產(chǎn)生自由基,引發(fā)樹酯反應,瞬間固化成膜。
UV固化涂料一般由UV固化樹脂(主體樹脂)、光引發(fā)劑(光敏劑)、顏填料和助劑組成。
UV固化涂料主要成分說明
| 成分名稱 | 成分特征及效用說明 |
| UV固化樹脂 | UV固化樹脂種類很多。UV固化樹脂一般為不飽和聚酯、乙烯基醚樹脂、不飽和聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和環(huán)氧樹脂等。 |
| 光引發(fā)劑 | 在UV固化粉末涂料體系中,光引發(fā)劑的熔點應低于固體化合物的工作溫度,當基料熔融時,光引發(fā)劑不揮發(fā)、不變黃,在熔融溫度下是穩(wěn)定的,不產(chǎn)生熱引發(fā)的化學反應。UV固化粉末涂料可采用的光引發(fā)劑有自由基光引發(fā)劑和陽離子光引發(fā)劑。 |
| 固化劑 | 固化劑對高聚物的聚集狀態(tài)起決定性作用,而且對粉末涂料的貯存期、成膜條件等起著至關重要的作用。固化劑類型決定于作為基體樹脂所帶有的活性基團,一般為羥基類、羧基類、環(huán)氧基類和帶有CC不飽和雙鍵類。 |
| 顏填料 | 許多顏料(如炭黑、氧化鐵黃等)會吸收或散射UV輻射,在一定程度上阻止UV固化。常用的有金紅石型二氧化鈦、銳鈦型二氧化鈦等。 |
| 助劑 | UV固化粉末涂料中,可加入流平劑解決涂料因流平差而產(chǎn)生的涂膜表面缺陷;加入UV吸收劑和位阻胺光穩(wěn)定劑(HALS),UV吸收劑(如羥苯基-S-三嗪類)能濾除陽光中導致聚合物初始光降解的有害UV輻射,也有助于保持涂層較深處的顏色和附著力。 |
二、UV固化涂料行業(yè)基本特征
根據(jù)網(wǎng)絡發(fā)布的《中國UV固化涂料行業(yè)發(fā)展深度研究與投資前景分析報告(2022-2029年)》顯示,涂料作為一種用于涂裝在物體表面形成涂膜的材料,起到保護、裝飾或特殊功能(絕緣、防銹、防霉、耐熱等),下游應用領域廣泛,行業(yè)需求穩(wěn)定。根據(jù)世界油漆與涂料工業(yè)協(xié)會(WPCIA)數(shù)據(jù),全球涂料市場銷售額由2015年的1273億美元增至2020年的1676億美元,年復合增長率達5.7%。

根據(jù)《涂料產(chǎn)品分類和命名》(GB/T27052003)的分類方法,涂料可分為建筑涂料、工業(yè)涂料、通用涂料及輔助材料三大類。其中工業(yè)涂料廣泛應用于航空航天、船舶、汽車、電子、輕工等各個領域,為行業(yè)復雜程度最高、用途范圍最廣、技術(shù)難度最大、應用領域最全的涂料門類。
而UV固化涂料屬于新型功能工業(yè)涂料的一種。與其他涂料板塊相比,新型功能涂層材料主要行業(yè)特點是準入難度大、技術(shù)門檻高、市場集中度低,具備顯著的行業(yè)門檻和客戶粘性。
UV固化涂料主要優(yōu)點
| 硬度高,透明度 | UV漆漆膜是立體狀結(jié)構(gòu),硬度大,耐磨性好,透明度好,因此誕生于UV涂裝生產(chǎn)線的產(chǎn)品耐刮碰、耐摩擦,經(jīng)得起時間的考驗。 |
| 品質(zhì)穩(wěn)定 | UV涂料上的機械化設備克服了人工操作中的人為因素,使產(chǎn)品色差較小,質(zhì)量穩(wěn)定。 |
| 效率高,涂裝成本低 | 正常是常規(guī)涂裝成本的一半,是常規(guī)涂裝效率的數(shù)十倍 |
| 環(huán)保度高 | UV涂料不含任何揮發(fā)物質(zhì),產(chǎn)品綠色、健康、環(huán)保。在涂裝過程中,將板材中的有害物質(zhì)分解,并通過紫外線光固化機烘干處理,產(chǎn)品更健康環(huán)保, |
UV固化涂料領域是高分子化學、有機化學、無機化學、膠體化學、表面化學與表面物理、流變學、材料力學、光學和顏色學等多學科結(jié)合的綜合應用技術(shù)領域,細分涂層材料產(chǎn)品種類繁多,且不同細分涂層材料產(chǎn)品的基礎原理、材料性能、生產(chǎn)工藝、應用條件區(qū)別較大。
在生產(chǎn)上,UV固化涂料也存在裝生產(chǎn)線時各類設備投入大,客源少時,機器同樣需要運行的缺點,造成較高的生產(chǎn)成本。因此,連續(xù)化的生產(chǎn)才能體現(xiàn)其效率及成本的控制,要有足夠量的貨源,才能滿足其生產(chǎn)所需。
目前我國涂料總市場規(guī)模已超3000億元,在全球涂料市場占據(jù)重要地位。根據(jù)2021年3月發(fā)布的《中國涂料行業(yè)“十四五”規(guī)劃》,“十三五”期間,我國涂料年產(chǎn)量增長0.43倍,平均年增長率7.44%,截止2020年,涂料年產(chǎn)量2,459.1萬噸。
UV固化涂層材料因其具有獨特的“5E”(即環(huán)境友好、高效、節(jié)能、適應性好、經(jīng)濟)特點,成為國家產(chǎn)業(yè)政策重點支持的新型功能涂層材料之一,傳統(tǒng)溶劑型涂料的重要替代產(chǎn)品,市場滲透率將會持續(xù)提高。
三、UV固化涂料應用趨勢分析
同時,UV固化涂料的發(fā)展與下游應用領域的發(fā)展具有較強相關性。由于其環(huán)保、高效、節(jié)能、適應性廣等優(yōu)良特性,UV固化涂料被廣泛應用木器涂裝、塑料制品涂裝、裝飾建材涂裝、電器/電子涂裝等多種行業(yè)。而近年來,UV固化涂層材料在高端消費電子領域和乘用汽車領域均取得較快發(fā)展。
高端消費類電子和乘用汽車等高端消費品領域具有產(chǎn)品類型多樣、應用領域可擴展性強的特點,應用領域包括手機及相關配件、筆記本電腦及相關配件、可穿戴設備、智能家電、乘用汽車等。
部分新型高端UV固化涂料特征及其應用
| 行業(yè)領域 | 產(chǎn)品品類 | 產(chǎn)品特性 | 產(chǎn)品應用 |
| 消費電子涂料 | 高性能消費電子專用UV固化PVD涂料 | 不僅具有UV光固化涂料的優(yōu)良特性,而且兼有絕佳的抗指紋、耐鋼絲絨、疏水特點 | 消費電子專用 |
| 抗指紋納米保護涂料 | 可以有效避免操作中手機屏幕或者后蓋手指紋 | 應用于與人體直接接觸的玻璃、金屬、陶瓷表面的抗指紋處理 | |
| 高流平抗污鏡面涂料 | 具備高流平透亮鏡面質(zhì)感及抗污效果,增強用戶體驗感觀 | 應用于復合板材、高強度注塑PC表面的抗污鏡面處理 | |
| 汽車零部件涂料 | 特殊基材PVD涂料 | 耐220℃高溫、抗氧化、防腐蝕 | 應用于汽車的前大燈與后尾燈 |
| 有機硅高硬質(zhì)高耐候涂料 | PC表面硬化處理 | 應用于汽車的PC表面硬化處理 | |
| 化妝品包裝盒涂料 | UV固化PVD涂料 | 對化妝品包裝盒起到保護作用 | 應用于化妝品包裝盒 |
| 塑膠UV涂料 | PVC塑膠地板高耐磨涂料 | 對PVC塑膠地板起到保護作用 | 應用于PVC塑膠地板 |
1、高端電子消費領域
目前,溶劑型涂層材料仍然為高端消費類電子領域的主流應用涂料,但其在使用過程中揮發(fā)性有機物排放量較高,對環(huán)境和人身健康危害較大,替代需求較高。2021年3月24日,《中國涂料行業(yè)“十四五”規(guī)劃》中提出,到2025年環(huán)境友好的涂料品種占涂料總產(chǎn)量的70%的目標。2022年1月24日,國務院印發(fā)的《“十四五”節(jié)能減排綜合工作方案》中指示,要推動使用低揮發(fā)性有機物含量的涂料,到2025年溶劑型工業(yè)涂料使用比例降低20%。
密集出臺的環(huán)保政策,意味著在消費電子領域中,UV固化涂料的滲透率將進一步提高。
此外,近年來智能手機、筆記本電腦、可穿戴設備等領域市場保持平穩(wěn)趨勢,各品牌競爭日益激烈,產(chǎn)品差異化、品質(zhì)高端化等深化需求日益增多,引領UV固化涂料材料向定制化、高綜合性能、系統(tǒng)服務方向快速發(fā)展。
隨著中國制造業(yè)技術(shù)水平逐步提高,加之國內(nèi)有利的原材料資源和勞動力成本,高端消費類電子產(chǎn)業(yè)各級生產(chǎn)制造重心逐步向國內(nèi)轉(zhuǎn)移。并且受眾多不可控因素影響,國內(nèi)優(yōu)秀品牌企業(yè)供應鏈國產(chǎn)化趨勢日益明顯, 為國內(nèi)UV固化涂料發(fā)展提供有利條件和有力保障。
2、乘用汽車領域
在乘用汽車領域,2017年12月中國汽車技術(shù)研究中心提出了汽車涂裝車間VOCs排放目標,推廣環(huán)保涂料應用、推動粉末涂料在商用車領域的應用,替代傳統(tǒng)溶劑型涂料的要求。
UV固化的PVD涂層材料因具有性能好、外觀裝飾效果佳、無重金屬/水污染等優(yōu)勢,開始對主流的水電鍍工藝實現(xiàn)逐步替代。
近年來,基于消費者需求變化,高端消費品領域客戶對新型功能涂層材料制造企業(yè)提供的服務需求由單一涂層材料性能逐步擴展至色彩或裝飾、基材、工藝、涂層材料的防護性和功能性等多維度系統(tǒng)解決方案,促使以工業(yè)設計為核心的設計理念不斷發(fā)展。
汽車領域UV固化涂料對溶型涂料可替代性優(yōu)勢對比
| 溶型涂料劣勢 | UV固化涂料優(yōu)勢 | |
| 工藝 | 水電鍍工藝普遍存在高環(huán)境污染問題 | UV固化的PVD涂層材料具有性能好、外觀裝飾效果佳、無重金屬/水污染等優(yōu)勢 |
| 品質(zhì) | 主流PU涂層材料產(chǎn)品(熱固化)普遍存在抗劃傷性差、耐化學品差、易返粘等問題 | UV涂層材料具有表面硬度高、觸感可調(diào)節(jié)等優(yōu)勢 |
| 環(huán)保 | 溶劑型涂層材料在使用過程中揮發(fā)性有機物排放量較高,對環(huán)境和人身健康危害較大 | UV固化涂料具有低揮發(fā)性、低排放量特性 |
近年來在國家環(huán)保與安全政策日趨嚴格,上游原材料價格大幅波動,人力、運營成本剛性上漲等多重因素影響下,預計UV固化涂料行業(yè)集中度將進一步提高。
來源:涂料市場