اختراق في تكنولوجيا طلاء رش CO2 فوق الحرج

مدفوعاً بأهداف الصين في مجال الكربون المزدوج واللوائح البيئية الصارمة بشكل متزايد، تبحث صناعة الطلاء عن عمليات رش جديدة صديقة للبيئة تحافظ على أداء عال.طلاء الرش فوق الحرج بمساعدة ثاني أكسيد الكربونأصبحت محور البحث العالمي في السنوات الأخيرة. من خلال خلط ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج مع مواد الطلاء، فإنه يقلل بشكل كبير من اللزوجة، ويقلل أو يلغي المذيبات العضوية،يقلل من انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة بنسبة 70%~80%، وتحسين جودة التفجير وأداء الفيلم.شركة "دونغغغوان مانشينغ" لمعدات الأتمتةأعلنت مؤخرا أننظام تجريبي لتغطية رذاذ CO2 فوق الحرجة، تم تطويرها بشكل مشترك مع جامعة جنوب الصين للتكنولوجيا (SCUT) ، وقد اجتازت بنجاح التحقق التجريبي. ومن المخطط إطلاق نموذج تجاري في عام 2026,وضع مانشينغ في طليعة تكنولوجيا الطلاء الأخضر من الجيل القادم.

تتطلب الطلاءات الشائعة القائمة على المذيب كميات كبيرة من المذيبات العضوية (التولولين والزيلين والإسترات ، إلخ) لضبط اللزوجة. تتبخر هذه المذيبات بالكامل أثناء الرش والتجفيف ،تصبح المصدر الرئيسي للانبعاثات المتطايرةحتى الطلاءات المعتمدة على الماء تحتوي على كميات صغيرة من المذيبات، وتشمل استهلاك طاقة جفاف عالية، وتتطلب معالجة الصفائح الصارمة. الحل الرائد:ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج.

CO2 يصل إلىالحالة فوق الحرجةفي درجات حرارة أعلى من 31 درجة مئوية وضغوط أعلى من 7.38 مبا، يجمع بين اللزوجة المنخفضة، والانتشار العالي (مثل الغاز) مع الدسولة العالية (مثل السائل). عند حقنها في الطلاء، فإنه:

• يقلل إلى حد كبير من اللزوجة ، مما يتيح تشتيت مسطح للطلاءات عالية الصلبة (≥ 90 ٪ الصلبة).
• يحل محل المذيبات العضوية، ويتبخر ثاني أكسيد الكربون على الفور بدون بقايا أو مركبات تنفسية متطايرة.
• يعزز الذبذبات عن طريق التوسع السريع والانفجار المجهري ، مما ينتج قطرات دقيقة (10 15 μm).
• يحسن خصائص الفيلم: الكثافة، الالتصاق، واللمع.

تم تطويرها في الأصل من قبل يونيون كاربيد (الولايات المتحدة الأمريكية) ثم تم تنقيحها لاحقًا في ألمانيا واليابان ، ولا يزال اعتمادها التجاري محدودًا على الصعيد العالمي بسبب تكاليف معدات الضغط العالي وتعقيد النظام ،ونوافذ عملية ضيقة.

في شراكة مع المركز الوطني للبحوث الهندسية لمعدات معالجة البوليمر الجديدة في SCUT ، قضى مانشينغ عامين في تطويروحدة رذاذ CO2 المدمجة فوق الحرجةوالتي تتكامل بسلاسة مع الجيل السادس من معدات الرش الآلية ذات الدوران 360 درجة عالية السرعة

• مضخة ثاني أكسيد الكربون: يضغط ثاني أكسيد الكربون الصناعي (نقاء ≥99.5%) إلى 1015 مبا.
• وحدة تسخين وتحكم درجة الحرارة: يحافظ على درجة حرارة 4060 درجة مئوية للحفاظ على مستوى الكربون فوق الحرج.
• خلاط ثابت: يخلط بشكل موحد بين ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج والطلاء.
• صمام الضغط العكسي و فوهة الإفراج السريع: يحافظ على ضغط النظام و يؤدي إلى تسرب الضغط الفوري

ويمكن تثبيت الوحدة على مساحة 0.8m × 0.6m × 1.2m فقط ويمكن تثبيتها بجانب غرف الرش الموجودة دون تعديلات كبيرة على الخط.مانشينغ تبسط خوارزميات الختم عالية الضغط والإفراج عن الضغط,خفض تكاليف التصنيع بنسبة 40%وتحسين السلامة من أجل التوسع التجاري.

الاختبارات التي تستخدم 85% طبقة صلبة عالية تظهر تحسينات كبيرة:

ويقول قائد المشروع: "إن انخفاض نسبة مركبات الكربون المتطايرة من 68 إلى 14 نتيجة ملحوظة.تبقى تكلفة التشغيل الإجمالية أقل من رش المذيب التقليدي.

1. واجبات الطلاء الصلب للغايةآلات البناء، شفرات توربينات الرياح، الطلاء البحري: مكافحة التآكل بالفيلم السميك مع حدود صارمة لـ VOC.
2. متطلبات الطلاء عالية الكثافةعلب بطاريات طاقة جديدة، خزانات تخزين الهيدروجين: بلا ثقوب، أفلام عالية العزل.
3. التجديدات الأخضر للخطوط القائمة على المذيباتتحديث منخفض التكلفة دون التحول إلى خطوط تعمل بالماء.

يتم تسعير وحدة ثاني أكسيد الكربون فوق الحرجة¥150,000 ¥200،000(باستثناء وحدة الرش الرئيسية) بالنسبة لمصنع متوسط يستخدم 20 طن من الطلاء سنوياً:

• وفورات الطلاء: ~ 4.6 طن / سنة → ¥276،000
• وفورات في معالجة المواد العضوية المتطايرة: ~ 8 ين640
• تخفيض تكلفة المذيب: ~ 60 ين000
• إجمالي الادخار السنوي: ~ 345 ين000

فائدة سنوية صافية: ~ 220 ين000فترة الاسترداد: ~ 18 شهراً

جميع خطوط الضغط العالي تستخدم 316L الفولاذ المقاوم للصدأ (معدل 25 MPa) مع صمامات الأمان وأقراص التكسير.القفل المتعدد المستوياتمن أجل تخفيف الضغط التلقائي وإيقافه. ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج غير سام وغير قابل للاشتعال.أكثر من 500 ساعة من الاختبار المستمرمع التحكم في التقلبات في حدود ± 5 ٪، بدء مفتاح واحد والتنظيف التلقائي يسمح بتغييرات اللون لمدة 5 دقائق.

تشجع خطة التنمية الخضراء الصناعية الخمسة عشر للصين تقنيات طلاء السوائل فوق الحرجة.ما يصل إلى 15% من الدعم(حد أقصى 2 مليون ين) للمشاريع التي تقلل من الكائنات العضوية المتطايرة بنسبة > 50٪.

المنافسين العالميين (نوردسون، فاغنر) يتقاضون 800,000 ين،500000 لكل نظام¥150,000 ¥200،000ويهدف التسعير إلى كسر الاحتكارات الأجنبية وتمكين الاستبدال المحلي.

• H2 2026: 10 برامج تجريبية مجانية في قطع غيار السيارات، آلات البناء، طاقة الرياح.
• Q2 2026: الإطلاق التجاري الرسمي.
• بناءقاعدة بيانات العملية فوق الحرجة لـ CO2للمواد الايبوكسي والبوليورثان والاكريليك والتراتيب المختلفة.

لقد تطورت الرش:

1. البنادق اليدوية → العدادات الآلية (الدورة الأولى)
2. الروبوتات + التفجير الدواري عالي السرعة (الثورة الثانية)
3. طلاء ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج (مرشح الثورة الثالثة)

تقدم (مانشينغ) المبكر يضمن للصين دورًا رائدًا في المنافسة العالمية للطلاء الأخضر.