涂料作為重要的材料,廣泛應(yīng)用于建筑和工業(yè)領(lǐng)域。按照應(yīng)用領(lǐng)域可分為建筑涂料、工業(yè)涂料、通用涂料及輔助材料。
建筑涂料:墻面涂料、防水涂料、地坪涂料、功能建筑涂料等;
工業(yè)涂料:汽車涂料、木器涂料、輕工涂料、船舶涂料、防腐涂料等;
通用及輔助材料:調(diào)和漆、清漆、磁漆、底漆、膩?zhàn)印⑤o助材料(稀釋劑、防潮劑、催干劑、固化劑等)。
顏料填料作為涂料中使用量最大的粉體材料,對(duì)改進(jìn)、提升、創(chuàng)新涂料(涂膜)性能扮演著重要角色。涂料用顏料有炭黑、氧化鐵、鈦白粉等,而填料又稱惰性顏料、體積顏料、增亮劑,是指那些不具有著色力與遮蓋力的白色和無色顏料。根據(jù)不同的礦物學(xué)特征及基本化學(xué)組成,填料大致可以分為碳酸鹽、硅酸鹽、二氧化硅、硫酸鋇以及氫氧化鋁等類型。
降低成本:可以通過填充增加涂膜的厚度,在涂料中起骨架作用,使得涂膜豐滿厚實(shí),也因此能夠降低涂料生產(chǎn)的成本。
增量增強(qiáng):填料可以調(diào)節(jié)涂料的流變性能,如增稠、防沉降等,也可以改善涂膜的機(jī)械強(qiáng)度,如提高耐磨性和耐久性。
改善性能:無機(jī)填料的化學(xué)組成、光、熱、電、磁等性質(zhì)可賦予涂料一些功能。
填料的品種及規(guī)格眾多,使用優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的產(chǎn)品對(duì)于保證涂料的各項(xiàng)性能十分重要。在填料的選擇中,除了關(guān)注其化學(xué)組成和礦物形態(tài)以外,填料的粒徑大小及分布、硬度、吸油值、長(zhǎng)徑比等特性也是必須重點(diǎn)考慮的指標(biāo)。
無機(jī)填料在涂料工業(yè)中的應(yīng)用

基本性能:最通用的體質(zhì)顏料;有化學(xué)活性,減少涂膜起泡,防霉、阻燃;既降低成本又起骨架作用,可增加涂膜厚度,提高機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、懸浮性。
高品質(zhì)的天然碳酸鈣產(chǎn)品是以方解石為原料,白度高,可以制成涂料所需的各種目數(shù)的粉體。合成碳酸鈣又稱輕質(zhì)碳酸鈣或沉淀碳酸鈣。由于顆粒較細(xì),吸油量大大增加,且大有微堿性,合成碳酸鈣不宜與耐堿性差的顏料共用,在建筑涂料中可用作水性內(nèi)墻涂料的填料,但因耐候性和保色性差而很少用于外墻涂料。
基本性能:理論組成為w(CaO)=30.4%,w(MgO)=21.7%,w(CO2)=47.9%,常含F(xiàn)e、Si和Mn等雜質(zhì)。具有表面吸附作用、可提供鎂鈣源、耐火度高、較大的比表面積、良好的隔熱和保溫效果等特征。
白云石粉可作為顏料填充劑用于涂料工業(yè)中,具有改善涂料耐候性、稀有性和抗擦洗性等作用。主要應(yīng)用于工業(yè)保護(hù)涂料和船舶涂料中。
基本性能:化學(xué)成分為水合硅酸鋁,具有色白、成本低、良好的流動(dòng)性和懸浮性、化學(xué)惰性、強(qiáng)覆蓋力等性質(zhì);耐光及耐酸堿鹽性突出,防沉效果好。
高嶺土可以提高鈦白粉或其他白色顏料的遮蓋力,改善涂料的流變性和光澤。在油漆中主要起到充填物和色料替代物的作用,并能減少昂股染料的需求量。高嶺土還可以提高涂膜硬度、改進(jìn)涂膜質(zhì)量,使涂層具有良好的防腐性、不透明性和防沉降性。可廣泛用于水性或溶劑型平光漆、半光漆、蛋殼光漆及特種涂料中。
基本性能:通常有兩種存在形態(tài),即天然的重晶石粉以及沉淀硫酸鋇。硫酸鋇是一種惰性物質(zhì),化學(xué)穩(wěn)定性高、密度加大,耐酸堿、耐光和耐熱性能好。
重晶石粉在涂料工業(yè)中主要用于底漆中,利用它的低吸油量,耗漆量少,可制成厚膜底漆。并且填充性、流平性及抗?jié)B透性好,可以增加涂膜的硬度和耐磨性。總體來講,沉淀硫酸鋇的性能要優(yōu)于天然產(chǎn)品,其白度高、質(zhì)地細(xì)膩、抗起霜,缺點(diǎn)是密度大,易發(fā)生沉淀。
基本性能:化學(xué)成分為偏硅酸鈣,其長(zhǎng)度為直徑的13~15倍,具有填充增強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性、良好熱穩(wěn)定性及尺寸穩(wěn)定性、優(yōu)良電性能以及白度和亮度高等特點(diǎn)。
硅灰石能夠增加白色涂料明亮的色調(diào),在不使涂料白度和遮蓋力下降的條件下,可以取代白粉鈦白粉。硅灰石還可以改善涂料的流平性,也可作為涂料良好的懸浮劑。硅灰石應(yīng)用于底漆中能夠提供防腐蝕性能,并能夠提高耐刮擦、抗龜裂性能。
基本性能:云母粉以多層晶狀薄片體的形式存在于自然界中,具有良好的透明性和較高的折射率,較高的絕緣強(qiáng)度和較大的電阻,及優(yōu)良的耐電暈性能和力學(xué)性能及耐酸堿性能。
云母粉可賦予涂膜柔韌性、耐水性、耐候性、耐化學(xué) 藥品性、耐熱性及電絕緣性等。在涂料中的水平排列可阻止紫外線的輻射而保護(hù)涂膜,還可防止水分穿透。在建筑涂料中, 云母粉的引入能夠提高涂膜的抗裂性及提高耐洗刷性能。少量的云母作為鋼結(jié)構(gòu)底漆特殊的組分,可以提高耐鹽霧和耐久性。
基本性能:滑石粉屬于硅酸鎂礦物,層狀基本單元結(jié)構(gòu)通過極弱的范德華力互相堆疊在一起,層間容易分離,賦予其一定的柔軟度。具有良好的電絕緣性、耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性、吸油性、遮蓋力及機(jī)械加工性能。
在工業(yè)涂料領(lǐng)域,尤其是底漆中,滑石粉的引入可以提高涂膜的防腐蝕性能及抗裂性能,并且能夠提高附著力以及打磨性,還能起到防沉和防流掛的作用。
為典型的架狀結(jié)構(gòu)的礦物填料。根據(jù)陽(yáng)離子的不同,長(zhǎng)石粉主要存在鈉長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石和鈣長(zhǎng)石3種形式。長(zhǎng)石粉形貌由帶棱角的結(jié)節(jié)狀粒子組成,相比于球形或者普通的塊狀填料,能夠形成更為致密的涂膜,賦予涂膜高耐磨性及刮擦性,提高涂膜的防腐性能。
可以分為天然和人工兩大類。
天然產(chǎn)品包括結(jié)晶型二氧化硅,即石英砂,主要用于建筑真石漆的制備中。
還有無定型的天然二氧化硅,即硅藻土,由于其較低的密度和多孔性,常用在內(nèi)墻涂料中起到吸收和消除異味的作用。另外,硅藻土具有離子效應(yīng),可以將水分子分解成正負(fù)離子,從而產(chǎn)生強(qiáng)氧化作用,起到一定的殺菌功效。
人工產(chǎn)品包括沉淀二氧化硅以及合成氣相二氧化硅。
沉淀二氧化硅均勻分散于涂膜中能夠產(chǎn)生微粗糙面,使得光線發(fā)生漫反射而具有很強(qiáng)的消光作用。
合成氣相二氧化硅又稱為白炭黑,具有增稠作用,在涂料中呈現(xiàn)一定的觸變性。在水性丙烯酸體系中,二氧化硅的引入可能會(huì)降低涂膜的耐老化性能。這是因?yàn)槎趸柚泻械慕饘匐x子雜質(zhì)會(huì)使得涂膜在紫外光照射條件下發(fā)生光氧化降解,并且二氧化硅孔道中的硅醇基團(tuán)也會(huì)促進(jìn)光降解反應(yīng)。
基本性能:特殊的層狀結(jié)構(gòu)賦予了膨潤(rùn)土特殊的性能,如吸水性、膨脹性、觸變性、流變性等。
膨潤(rùn)土在涂料中主要是作為助劑來使用,如增稠劑、防沉劑、分散劑等,主要是防止涂料中顏填料的沉降。
根據(jù)膨潤(rùn)土種類,鈣基膨潤(rùn)土、鈉基膨潤(rùn)土主要用在水性涂料中,而有機(jī)膨潤(rùn)土則主要用在溶劑型的涂料中,鋰基膨潤(rùn)土可用于水性涂料中。
氫氧化鋁作為阻燃填料,熱穩(wěn)定性好,具有阻燃、消煙、填充3大功能,是防火涂料中最主要的無機(jī)填料。 其阻燃原理是氫氧化鋁在高溫時(shí)釋放水,發(fā)生吸熱反應(yīng),并且水蒸發(fā)消耗額外的能量。氫氧化鋁分解后形成阻隔層,可減緩氧氣的流動(dòng)和其他氣體的生成速度, 產(chǎn)生的氧化鋁殘?jiān)练e于表面,隔離氧氣,達(dá)到抑制燃燒的效果。此外,氫氧化鋁對(duì)紫外光的低吸收性使其十分適用于UV固化的涂料體系。
涂料行業(yè)市場(chǎng)概況
涂料市場(chǎng)的需求增長(zhǎng)主要得益于建筑行業(yè)投資增長(zhǎng)、汽車工業(yè)發(fā)展、城市人口增加以及全球經(jīng)濟(jì)改善。根據(jù)世界油漆與涂料工業(yè)協(xié)會(huì)(WPCIA)數(shù)據(jù)顯示,除2015年,2012年-2019年全球涂料市場(chǎng)呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。2019年全球涂料市場(chǎng)規(guī)模為1728億美元,相比于2018年增長(zhǎng)4.8%。

全球涂料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)較為激烈,由于涂料品類眾多,行業(yè)下游需求差異性較大,因此企業(yè)數(shù)量眾多,行業(yè)比較零散。


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從區(qū)域來看,亞太、歐洲和北美是全球涂料行業(yè)的領(lǐng)先地區(qū)。亞太地區(qū)是全球最大的涂料市場(chǎng),亞太地區(qū)2019年銷售占比為57%,與2018年相比增長(zhǎng)7pct。

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文章來源:中國(guó)粉體網(wǎng)
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