根據國家統計局和中國有色金屬工業(yè)協會有關統計數據,2020年中國鋁擠壓材采用粉末涂裝1100萬t,占經過表面處理的鋁擠壓材(1575萬t)的69.8%。與2019年相比,采用粉末涂裝的鋁擠壓材產量增加70萬t,占比增加0.9%。國內2020年建筑鋁型材產量1390萬t,增長5.7%;工業(yè)鋁型材612萬t,增長8.7%,其中光伏型材增長明顯,達到42%,年產量達到142萬t,建筑模板型材產量達到115萬t。按照每噸鋁材噴涂用粉40-50kg來計算,2020年鋁擠壓材消耗粉末涂料440000-550000t,作為粉末涂料最大的應用領域,未來隨著鋁材在更多領域的應用增加,特別是工業(yè)鋁型材,必將帶動鋁材主要表面處理方式的粉末涂裝的增長。
我國鋁型材的主要應用的下游產業(yè)包括新能源光伏、軌道交通、汽車輕量化、醫(yī)療環(huán)保、電子家電、建筑領域,隨著國內鋁型材制造企業(yè)技術的改進,鋁型材性能得到了大幅提升,應用領域的廣度和深度逐步拓展,發(fā)展前景良好。同時不同領域的應用也對粉末涂料提出了不同的性能要求。
01 建筑領域的應用
建筑業(yè)是鋁型材應用最為廣泛的領域之一,由于鋁及鋁合金質量輕,比強度(材料強度與比重的比值)可達到或超過結構鋼,易于加工成各種形狀,鋁材廣泛用于工業(yè)與民用建筑。2016年發(fā)改委頒布的《有色金屬工業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》中明確鼓勵擴大鋁在建筑業(yè)的應用。除了隨處可見的屋面、墻面、門窗、骨架、裝飾板、天花板、吊頂、欄桿扶手、室內家具、商店貨柜等之外,鋁合金建筑模板、鋁合金過街天橋、鋁圍護板、泡沫鋁抗震房屋、鋁結構活動板房等應用也得到快速的發(fā)展和推廣。此外,彩色鋁板、復合鋁板、復合門窗框、鋁合金模板等新型建筑鋁制品的需求也在逐年增加。
02 消費電子領域的應用
近年來,隨著消費電子的快速發(fā)展,電子工業(yè)領域鋁型材需求快速增長,主要應用在筆記本電腦、手機、平板電腦的內部結構件、中框、外殼和支架等方面。在輕薄和時尚潮流的帶動下,消費電子金屬外觀件和內構件滲透率逐步上升,例如蘋果系列的Mac、iPhone、iPad產品外殼均以鋁合金為主,而諸如三星、華為、華碩等品牌的產品也越來越多地配置鋁合金的外殼。我國作為全球最大的電子產品生產基地,每年生產幾億臺電腦和智能手機,最近3年全國PC年均出貨量為45,766.67萬臺,全國智能手機年均出貨量為34,904.37萬臺,此領域對鋁材的需求量隨著鋁合金應用的深入而更加穩(wěn)固。
03 光伏領域的應用
太陽能是一種可再生的無污染的新能源,擠壓鋁材是制造太陽能光伏組件最有競爭力的可選材料,電池板框架支柱、支撐桿、拉桿等都可以用鋁合金制造,是鋁型材應用的新市場。鋁型材在光伏領域主要產品在太陽能光伏邊框和太陽能光伏支架等。太陽能光伏邊框和支架主要起到固定、密封太陽能電池組件、增強組件強度、便于運輸和安裝等作用,其性能將影響到太陽能電池組件的壽命。按照使用的原材料可將太陽能邊框分為三類:鋁型材邊框、不銹鋼邊框、玻璃鋼型材邊框,由于鋁型材具備重量輕、耐蝕性強、成形容易、強度高、易切削和加工、可回收等特點,目前在太陽能邊框中應用為最為普遍。
太陽能光伏作為國家重點發(fā)展的七大新興產業(yè)之一,我國光伏發(fā)電領域的快速發(fā)展,將帶動太陽能光伏組件中鋁型材需求的快速增長。我國是全球光伏發(fā)電裝機容量最大的國家,截止2019年全國新增光伏發(fā)電裝機3011萬千瓦,同比下降31.6%,其中集中式光伏新增裝機1791萬千瓦,同比減少22.9%;分布式光伏新增裝機1220萬千瓦,同比增長41.3%。光伏發(fā)電累計裝機達到20430萬千瓦,同比增長17.3%,其中集中式光伏14167萬千瓦,同比增長14.5%;分布式光伏6263萬千瓦,同比增長24.2%。
04軌道交通領域的應用
鋁型材具有高強韌、質量輕、易加工、耐腐蝕性能好等突出優(yōu)點,使得其在軌道交通領域的應用非常廣泛。近年來,隨著軌道交通技術的發(fā)展和推廣,鋁型材在我國交通領域的應用不斷增加,軌道車輛車體已大量使用鋁材制造,目前,高鐵及動車連接件、座椅、門窗、行李架、廣告架、車體等也大量采用鋁合金產品。
在高鐵領域,運行速度大于250km/h的列車必須采用鋁合金車體,大于350km/h的列車車廂除底盤外全部使用鋁型材,目前國產和諧號動車組除CRH1為不銹鋼車體外,CRH2、CRH3、CRH5均為大型中空型材鋁合金車體。
在地鐵、輕軌、市域快軌等領域,鋁型材主要可以應用在車身(車頂、側壁、端壁、地板)、配件(包括空調部件、水箱、結構板、儀器機架、空氣散流器、列車門、上落踏板等)、裝飾件(座椅骨架及部件、行李架、通風格柵)等處。
05 汽車領域的應用
傳統汽車輕量化
鋁最早用于鋼材替代品的領域是汽車材料制造領域,早在1899年歐洲汽車企業(yè)就采用了鋁鑄造變速器殼體。隨著時間的推移,汽車用鋁的范圍越來越廣。目前變速器箱體、熱交換系統的鋁合金使用率已接近100%,發(fā)動機缸體、缸蓋、車輪也已達到較高水平。未來重點拓展的有車身、底盤等零部件,應用范圍有望大幅增加。輕量化是在保證汽車強度和安全性能的前提下,盡可能降低汽車整車重量,從而提高汽車動力性,減少燃料消耗,降低排氣污染。隨著技術的進步,鋁合金在輪轂、發(fā)動機、散熱器、油管等方面的應用將逐步深入。
新能源汽車
隨著鋁型材、鋁部件精加工技術的進入,新能源汽車用鋁合金部位逐步拓展至車身、車輪、底盤、保險杠防撞梁、地板、電動電池、吸能盒、腳踏板、天窗滑軌、頂棚行李支架和座椅。同時,新能源汽車相較于普通汽油車,碳排放量更低,清潔環(huán)保性更高。
【來源:涂料聯盟網】