管材行业水性涂料与UV涂料工艺对比
在当今竞争激烈的制造环境中，管材制造企业不断面临着优质产品制造的挑战。终端用户每年都有对更好的产品、更具竞争力的价格和更好的交付周期的需求。
虽然每个管材制造商都有特定的区域和市场问题，但他们要继续提高工艺流程效率，改进现有的制造业务，才能帮助他们更好地满足客户的需求。另一个重要的客户要求是，管材制造商要提高其可持续发展性，如减少挥发性有机化合物（VOCs）和有害空气污染物（HAPs）。
管材市场可分为三个不同的垂直市场：机械管道、安全/ 消防管道和OCTG/管线管道。所有三个垂直市场都有相似的终端用户需求。本文主要讨论机械管材市场。
机械管材市场
机械管材市场主要为围栏、停车场、灌溉系统、安全、结构和许多其他相关领域提供产品。
这些产品的大多数制造商都会将某些类型的涂层体系纳入其管道制造过程中。这些涂层，通常为水性体系，在管道被切断前，他们最后会利用喷涂或真空应用，以及一些类型的气流和/或热固化体系对管道进行涂覆。
在运输、堆场储存和最终使用过程中，该涂层体系为管道提供了更好的户外保护，使其免受湿度和温度的影响。
为了继续降低管道的总成本，机械管道制造商必须不断地审查其内部工艺流程。其中一个需要审查的领域便是应用于管道的涂层类型。在过去的十年中，许多机械管道制造商已经对他们的水性涂料与UV涂料解决方案进行了比较。
UV涂料 VS. 水性涂料
水性涂料
目前，有相当多的机械管道制造商用水性涂料来满足他们的需求。对于每分钟运行不到150英尺的生产线，实施水性涂料生产线的投资成本会低于传统的弧光灯UV生产线。使用感应加热或加热空气管进行简单的浸水和擦拭通常可以达到目的，并为管道提供临时的防锈剂。采用感应加热将大大减少影响水性涂料应用的湿度和温度问题。每加仑水性涂料的成本远低于UV涂料，因为水性涂料的固体含量在18%到30%之间不等；但每加仑的涂覆率也较低。在比较水性涂料和UV涂料时，表3中的ROI计算器将帮助您了解每加仑涂料的涂覆率。
UV可代替涂料
UV涂层技术提供了一个独特的机会，极大地改善了生产工艺，提高可持续发展的足迹，并提供真正的投资回报率——减少了直线每英尺管材的涂料成本。一旦详细的成本分析完成，机械管材制造商将很快接受UV涂料，概述如下。
客户实例
所属行业：机械
管材用途：外防腐涂层
表1列出了机械管材的五大规格要求。
表1丨机械管材的五大规格要求。
目标：
减少终端用户投诉
提高表面美观性
改善耐腐蚀性 – 小于5%的红锈
提高生产线速度
消除VOCs和HAPs
尽量减少温度和湿度对涂层工艺的影响
客户案例示例分为以下几个部分：
1. 当前的水性涂层和新的UV涂层
2. 规范和测试结果-对比测试结果
3. 工艺改进
4. ROI–投资回报率
5. 工艺方案/设备
当前的水性涂层和新的UV涂层
如今的解决方案：
水性涂料/~11%共溶剂（易燃）
固体体积百分比为24.5%——1.0 mil湿膜厚度时为393平方英尺
每加仑18.55美元
新解决方案：
UV涂料 （无溶剂、无水、无VOCs）
100%固体分（按体积计）-1604平方英尺（1.0mil WFT）
每加仑69.40美元
规格和测试结果
表2显示了水性涂层和UV涂层之间最重要的五个规格结果。
表2丨机械管材用水性涂层和UV涂层的五个规格结果比较。
真正的证据就在图片里。
工艺改进
图1丨ASTM B117 耐盐雾测试 – 干膜厚度为0.3 mils，180小时后，UV涂层与水性涂层的对比结果。
图2丨ASTM B117耐盐雾测试 – 干膜厚度为0.3 mils，180小时后，UV涂层与水性涂层的对比结果。
生产更快速/涂层固化：总的来说，UV涂层工艺使管材制造商的生产速度从175英尺/分钟提高到了275英尺/分钟，增幅超过50%。UV涂料不像水性涂料那样容易受到湿度和温度的影响。此外，UV的即时固化也消除了下游的湿涂层隐患，大大减少了机械管材货架/包装的安全性和质量问题。
运输、质量和能源成本更低：UV涂料不含水、溶剂或填料。现有的水性涂料含近60%的水，和11%的溶剂，约占水性涂料的70%。与水性涂料相比，运输成本显著降低。另外，UV涂料是不易燃的。总的来说，质量成本的降低主要是由于消除了湿涂层机械管材到切割和货架物料处理系统的成本。与热感应固化相比，紫外光的能源成本更低。
更清洁：UV比水性涂料本身更清洁——无挥发性有机化合物或有害空气污染物。此外，消除了易燃水性涂料在工厂地板上的处理/暴露，有助于实现更安全、更清洁的整体涂装作业。
ROI-投资回报率
表3丨水性涂料与UV涂料的投资回报率——直线每英尺机械管材。
表3显示了水性涂料和UV涂料之间直线每英尺的成本比较。
UV工艺解决方案/设备
基于测试和成本分析的结果，客户决定实施一个新的UV涂层系统（图3），这是在撰写本文时安装的。
图3丨机械管材UV系统。
结论
由于客户不断追求更先进的产品，以及更具竞争力的价格，使机械管材市场的竞争日益激烈。管材制造商必须不断创新，挑战其现有的制造工艺，以满足这些需求。
向UV涂料的转变，使管材制造商能获得更快的生产速度，大大降低其运输成本/涂料处理成本，并实施更清洁、绿色和可持续性的工艺，同时提高了投资回报率。
