技術前沿——超臨界二氧化碳

傳統的塗裝工藝,是將塗料與稀料混合後進行噴塗,稀料中的稀釋溶劑會釋放VOCs(Volatile Organic Compounds,揮發性有機化合物),不僅刺鼻難聞,還會污染環境。且傳統噴塗工藝反彈氣霧較多,造成塗料損耗。

傳統噴塗

將噴塗工藝中的稀料換成超臨界二氧化碳,VOCs可削減約50%,塗著效率也大幅提升。

工藝示意圖(1)

工藝示意圖(2)

什麼是超臨界?

超臨界狀態是一種特殊的流體。在臨界點附近,流體有很大的可壓縮性,適當增加壓力,可使它的密度接近一般液體的密度,因而有很好的溶解其他物質的性能,例如超臨界水中可以溶解正烷烴。另一方面,超臨界態的黏度只有一般液體的1/12至1/4,但它的擴散係數卻比一般液體大7至24倍,近似於氣體。

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CO2的狀態分布圖(壓力設在10MPa前後,溫度設在常溫附近 )

超臨界CO2出色的稀釋效果

(稀釋率:針對塗料所添加的溶劑或超臨界CO2的添加比例)

利於環保

工業用CO2利於環保

  • 削減VOCS

第一階段:通過調整稀料達到約50%的削減。

第二階段:通過調整溶劑達到約50%以上的削減。

相比高固體份塗料,也能進一步削減50%的VOC

  • 降低能耗

相比水性塗裝,能耗可大幅削減

  • 塗膜成分不變

改變的只有揮發成分,乾燥后的塗膜品質、外觀都無損

  • 塗著效率大幅提高

超臨界二氧化碳塗裝是液體向氣體轉化時,利用其體積膨脹(400倍)塗料成為細霧狀,從而得到美觀的塗膜。由於風量小,塗著效率大幅提高。

  • 與溶劑型塗料同等外觀

超臨界CO2塗料由於使用溶劑流平,與溶劑型塗料同等的高外觀(水性塗料無法達到的水準)

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  • 小型改造

可直接設置在溶劑型塗料的塗裝線,只需對設備進行小型改造(使用門檻低)

幾種噴塗工藝對比

高固體分塗料:相比一般溶劑型塗料的固體份(不揮發份)比例更高。

水性塗料:用水代替通常稀料進行稀釋的塗料統稱。

粉末塗料:塗料中不含溶劑,成分中只含形成塗膜成分的粉末狀塗料。

  • 成本削減

假定每月消費5MT溶劑的溶劑型塗料塗裝線,塗料:稀料比是1:1,NV30%的塗料,塗著效率是30%。VOC排放量減半,運行成本減少30%。

小結

超臨界二氧化碳噴塗技術是繼水性漆之後,噴塗領域又一大新技術。而相對於水性漆,又具有低能耗、高外觀的優點,可廣泛應用於傳統的溶劑型塗料&噴塗塗裝領域。

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