Dengan adanya dorongan untuk perlindungan lingkungan, perusahaan harus mengembangkan pelapis yang ramah lingkungan. Namun, pelapis yang ramah lingkungan tidak terbatas pada pelapis yang berbahan dasar air. Jika perusahaan terburu-buru mengembangkan pelapis berbahan dasar air, homogenitas produk pasti akan terjadi. Selain pelapis berbahan dasar air, pelapis yang sangat padat, bebas pelarut, dan bubuk juga ramah lingkungan. Pelapis tersebut harus menjadi fokus pengembangan utama industri pelapis. Sebuah laporan mengatakan bahwa kawasan Asia-Pasifik akan mengalami pertumbuhan tertinggi dalam pelapis bubuk dari tahun 2017 hingga 2022. Hal ini berlaku untuk nilai dan volume. Bubuk lapisan Teknologi berkembang pesat untuk beradaptasi dengan pasar yang didorong oleh permintaan. Pasar mendorong kebutuhan untuk mempelajari berbagai bubuk dalam pelapis.
Tinjauan Umum Pelapisan Serbuk
Pengantar Pelapis Serbuk
Pelapisan serbuk berawal pada tahun 1950-an. Pelapisan ini ramah lingkungan. Pelapisan ini memiliki kandungan padatan 100% dan tidak mengandung VOC. Pelapisan ini menghemat energi dan mengurangi polusi. Prosesnya sederhana, mudah diotomatisasi, dan memiliki kinerja pelapisan yang sangat baik.
Pelapisan serbuk adalah pelapisan serbuk yang terdiri dari polimer, pigmen, pengisi, dan aditif. Pelapisan serbuk tidak mengalami penguapan media cairnya. Jadi, pelapisan serbuk memiliki perlindungan ekologi dan lingkungan yang baik. Pelapisan serbuk dapat membentuk lapisan yang lebih tebal dalam satu kali aplikasi, dengan efisiensi yang sangat tinggi. Pelapisan serbuk juga memiliki sifat mekanik dan bahan kimia ketahanan. Kinerjanya juga sangat baik. Penggunaan pelapis bubuk menghemat energi dan sumber daya. Tingkat pemanfaatannya dapat mencapai 99%. Pelapis ini aman dan sangat hemat biaya. Pelapis ini bebas pelarut. Pelapis ini memenuhi prinsip "empat E": ekonomi, perlindungan lingkungan, efisiensi, dan kinerja.
Tinjauan Pasar Pelapis Serbuk
Meningkatnya permintaan untuk peralatan dan kendaraan ringan telah meningkatkan kebutuhan akan pelapis serbuk. Meningkatnya permintaan dari industri di negara maju dan berkembang telah meningkatkan pasar pelapis serbuk. Laporan Markets and Markets menyebutkan pasar pelapis serbuk global akan mencapai US$134,9 miliar pada tahun 2022. Pasar ini akan tumbuh sebesar 6,751 miliar per tahun dari tahun 2017 hingga 2022.
Pasar pelapis serbuk di Tiongkok memiliki permintaan yang tumbuh paling cepat di dunia. Hal ini disebabkan oleh banyak faktor. Faktor-faktor tersebut meliputi urbanisasi yang pesat dan pertumbuhan perumahan, konstruksi, dan mobil. Pada tahun 2016, produksi industri pelapis serbuk di Tiongkok mencapai 2,07 juta ton.
Pelapis serbuk merupakan 11% dari total produksi pelapis di negara saya. Rencana Lima Tahun ke-13 menyebutkan, “pada tahun 2020, industri pelapis harus memproduksi sekitar 22 juta ton.” Dari jumlah tersebut, 57% harus berupa pelapis yang hemat biaya dan ramah lingkungan. Pada tahun 2020, pelapis serbuk akan meningkat menjadi 18%, dengan produksi 4 juta ton. Meningkatnya produksi pelapis serbuk akan mendongkrak permintaan untuk pengisi serbuk.
Analisis penerapan berbagai bahan serbuk dalam pelapis serbuk
Pengisi dalam pelapis dapat memangkas biaya. Pengisi juga meningkatkan kinerja pelapis.
Misalnya, mereka dapat:
- Meningkatkan ketahanan lapisan terhadap keausan dan goresan.
- Mengurangi kendur selama perataan lelehan.
- Meningkatkan ketahanan terhadap korosi dan kelembaban.
Saat memilih pengisi untuk pelapis bubuk, pertimbangkan kepadatan, dispersi, ukuran partikel, dan kemurnian. Secara umum, semakin tinggi kepadatannya, semakin rendah cakupan pelapis bubuk. Dispersi partikel besar lebih baik daripada partikel kecil. Pengisi bersifat inert secara kimia. Pengisi tidak boleh bereaksi dengan beberapa komponen formula bubuk, seperti pigmen. Pengisi harus seputih mungkin. Pelapis bubuk terutama menggunakan bahan-bahan berikut: kalsium karbonat, barium sulfat, talk, mika, kaolin, silika, dan wollastonit.
Aplikasi kalsium karbonat dalam pelapis bubuk
Kalsium karbonat memiliki dua jenis: ringan dan berat. Ringan adalah kalsium karbonat yang diendapkan. Semua jenis kalsium karbonat dan metode produksi memengaruhi kilap lapisan. Ukuran partikel yang berbeda memiliki pengaruh yang kuat terhadapnya. Kalsium karbonat umumnya tidak direkomendasikan untuk penggunaan di luar ruangan.
Kalsium karbonat berat terutama digunakan untuk menggantikan beberapa material lain. Kalsium karbonat berat menggantikan sebagian titanium dioksida, pigmen warna, kalsium ringan, dan barium sulfat yang diendapkan. Kalsium karbonat berat mencegah korosi dan menggantikan sebagian pigmen anti karat. Kalsium karbonat berat juga digunakan sebagai penambah.
Bila menggunakan kalsium karbonat berat pada cat dalam ruangan, kalsium karbonat dapat digunakan sendiri atau dengan bedak talek. Kalsium karbonat, dibandingkan dengan bedak talek, lebih baik. Kalsium karbonat dapat mengurangi penghancuran, meningkatkan retensi warna pada cat ringan, dan meningkatkan ketahanan terhadap jamur. Namun, ketahanan asamnya yang buruk menghambat penerapannya pada pelapis eksterior.
Kalsium karbonat ringan memiliki ukuran partikel yang lebih kecil dan lebih seragam daripada kalsium karbonat berat. Kalsium karbonat ringan juga memiliki daya serap minyak dan tingkat kecerahan yang lebih tinggi. Kalsium karbonat ringan dapat digunakan di tempat yang membutuhkan efek mattifikasi maksimum.
Aplikasi Barium Sulfat dalam Pelapis Serbuk
Ada dua jenis barium sulfat yang digunakan sebagai pigmen cat bodi: alami dan sintetis. Produk alami adalah bubuk barit. Produk sintetis adalah barium sulfat yang diendapkan.
Dalam pelapisan serbuk, barium sulfat yang diendapkan dapat meningkatkan kerataan dan kilap. Barium sulfat ini kompatibel dengan semua pewarna. Barium sulfat dapat membuat pelapisan serbuk mencapai ketebalan ideal dan tingkat pelapisan tinggi dalam proses penyemprotan.
Pengisi bubuk barit digunakan dalam cat dasar industri dan pelapis otomotif. Pelapis ini membutuhkan kekuatan tinggi, daya isi, dan kelembaman kimia. Mereka juga digunakan dalam pelapis akhir yang mengilap. Dalam cat lateks, bubuk barit halus dapat menggantikan sejumlah titanium dioksida. Indeks biasnya yang tinggi (1,637) membuatnya menjadi pigmen putih tembus cahaya.
Aplikasi Bubuk Mika dalam Pelapis Serbuk
Bubuk mika tersusun dari silikat kompleks, dan partikelnya bersisik. Bubuk ini memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap panas, asam, dan alkali. Bubuk ini juga memengaruhi fluiditas leleh pelapis bubuk. Bubuk ini digunakan dalam pelapis bubuk tahan panas dan isolasi. Bubuk ini juga dapat menjadi pengisi untuk bubuk tekstur.
Dari sekian banyak jenis mika, struktur serisit mirip dengan kaolin. Ia memiliki sifat-sifat mineral mika dan lempung. Penggunaannya dalam pelapis dapat meningkatkan ketahanan cuaca dan permeabilitas airnya. Ia juga dapat meningkatkan daya rekat, kekuatan, dan penampilannya. Pada saat yang sama, partikel pewarna dapat memasuki lapisan kisi bubuk serisit. Ini menjaga warna agar tidak memudar untuk waktu yang lama. Selain itu, bubuk serisit juga memiliki fungsi anti-alga dan anti-jamur. Oleh karena itu, bubuk serisit merupakan pengisi multifungsi dengan rasio harga-kinerja yang sangat baik untuk pelapis.
Aplikasi bedak pada pelapis serbuk
Talk, yang juga dikenal sebagai magnesium silikat terhidrasi, dihancurkan langsung dari bijih talk. Partikel-partikel tersebut adalah kristal berbentuk jarum. Rasanya berminyak. Lembut dan tidak terlalu abrasif. Talk memiliki suspensi dan dispersibilitas yang baik serta tiksotropi tertentu. Talk sangat memengaruhi fluiditas leleh pelapis bubuk. Jadi, talk sering digunakan untuk bubuk tekstur. Saat ini, talk digunakan dalam berbagai primer, pelapis antara, cat rambu jalan, pelapis industri, dan pelapis arsitektur interior dan eksterior.
Talk murah, tetapi memiliki kekurangan, sehingga penggunaannya terbatas. Pertama, daya serap minyaknya besar. Untuk daya serap minyak rendah, harus dicampur dengan bahan pengisi dan bubuk barit dengan daya serap minyak rendah. Selain itu, daya tahan ausnya rendah. Dalam situasi keausan tinggi, bahan pengisi lain harus ditambahkan untuk mengimbanginya. Ketiga, talk dengan daya serap minyak rendah harus dicampur dengan bahan pengisi. mineral non logam tidak cocok untuk pelapis eksterior yang membutuhkan ketahanan cuaca tinggi. Kotoran dapat bereaksi dengan asam, seperti hujan asam. Selain itu, bedak memiliki sifat yang dapat menyerap air, sehingga tidak digunakan dalam pelapis yang mengilap.
Aplikasi Silika dalam Pelapis Serbuk
Kuarsa bubuk berpori termasuk dalam jenis sistem silika. Kuarsa ini aman dan banyak digunakan dalam berbagai pelapis, seperti: bubuk, tahan api, kedap air, dan anti-korosi. Kuarsa bubuk berpori yang murah dapat mengurangi biaya pelapis bubuk. Kuarsa ini dapat menggantikan barium sulfat untuk mengurangi barium yang larut. Ini akan memenuhi standar lingkungan.
Selain itu, pelapis serbuk sering kali menggunakan silika berasap sebagai bahan anti-penggumpalan. Silika berasap merupakan pigmen lapisan atas dan agen pengontrol reologi pelapis. Ia memiliki kinerja yang sangat baik. Dalam pelapis cair, ia mengontrol reologi dengan: pengentalan, tiksotropi, anti-kendur, dan penutupan tepi. Dalam pelapis serbuk padat, ia meningkatkan aliran serbuk dan mencegah penggumpalan dan fluidisasi.
Aplikasi Kaolin dalam Pelapis Serbuk
Kaolin dapat meningkatkan sifat tiksotropi dan anti-sedimentasi. Tanah liat yang dikalsinasi tidak memengaruhi reologi. Namun, seperti tanah liat yang tidak diolah, tanah liat ini dapat membuat lapisan menjadi lebih tebal, meningkatkan daya tutup, dan warna putih. Efek ini mirip dengan bedak talek.
Kaolin memiliki daya serap air yang tinggi. Kaolin tidak membantu proses tiksotropi atau pembuatan pelapis hidrofobik. Ukuran partikel produk kaolin berkisar antara 0,2-1μm. Kaolin dengan partikel besar memiliki daya serap air yang rendah. Kaolin memiliki efek matt yang baik. Kaolin dengan ukuran partikel kecil (kurang dari 1μm) dapat digunakan untuk pelapis semi-kilap dan pelapis interior.
Kaolin dapat dibagi menjadi kaolin yang dikalsinasi dan kaolin yang dicuci. Secara umum, daya serap minyak, kepekatan, porositas, kekerasan, dan kecerahan kaolin yang dikalsinasi lebih tinggi daripada kaolin yang dicuci.
Aplikasi mikrosfer kaca berongga dalam pelapis bubuk
Mikrosfer kaca berongga adalah serbuk bulat berongga yang sangat kecil. Mikrosfer ini ringan, bervolume besar, dan memiliki konduktivitas termal yang rendah. Mikrosfer ini memiliki daya tekan yang tinggi, terisolasi, dan tahan terhadap korosi. Mikrosfer ini tidak beracun, terdispersi dengan baik, dan stabil.
Bila digunakan dalam pelapis serbuk, mikrosfer kaca berongga dapat memainkan peran berikut:
- (1) Isolasi panas, isolasi, dan penyerapan air rendah. Mikrosfer kaca berongga memiliki ruang hampa atau gas yang dijernihkan di dalamnya. Hal ini menciptakan perbedaan kepadatan dan konduktivitas termal dengan resin epoksi. Jadi, mereka mengisolasi panas dengan baik. Mereka adalah pengisi yang sangat baik untuk pelapis bubuk tahan suhu tinggi.
- (2) Dapat meningkatkan sifat fisik dan mekanis pelapis serbuk. Pengisi mikrosfer kaca berongga dapat meningkatkan kekerasan dan kekakuan pelapis serbuk. Namun, ketahanan benturan menurun. Tingkat penurunan tergantung pada perawatan permukaan mikrosfer kaca berongga. Penggunaan agen kopling yang tepat untuk praperawatan dapat mengurangi ketahanan benturannya.
- (3) Daya serap minyak rendah. Tingkat penyerapan minyak dari mikrosfer kaca berongga bervariasi. Tingkat penyerapan minyak berkisar antara 7 mg dan 50 mg per 100 g. Pengisi dengan daya serap minyak rendah ini meningkatkan jumlah pengisian yang disamarkan selama produksi. Hal ini mengurangi biaya keseluruhan.
Aplikasi wollastonite dalam pelapis bubuk
Wollastonite sebagian besar adalah kalsium silikat. Ia memiliki kepadatan 2,9g/cm3, indeks bias 1,63, dan daya serap minyak 30-50%. Ia memiliki struktur seperti jarum dan tingkat kecerahan yang baik.
Pelapis serbuk umumnya menggunakan serbuk wollastonit alami, yang diproses dari wollastonit alami. Wollastonit dapat menjadi pigmen tubuh. Ia dapat menggantikan sebagian pigmen putih dalam pelapis. Ia akan meningkatkan cakupan dan mengurangi biaya pengecatan. Konduktivitasnya yang baik menjadikannya pilihan umum untuk pelapis serbuk isolasi epoksi. Wollastonit adalah material putih seperti jarum. Ia dapat meningkatkan sifat lentur dan tarik pelapis serbuk.
Tren pengembangan pengisi bubuk untuk pelapis bubuk
Perlakuan permukaan pengisi bubuk
Pengisi pelapis bubuk bersifat polar. Resin pelapis bubuk sangat polar. Hal ini akan menyebabkan kompatibilitas yang buruk di antara keduanya dan merusak kinerja pelapis. Jadi, biasanya perlu untuk merawat pengisi bubuk. Gunakan metode fisik (pelapisan permukaan dan penyerapan) atau metode kimia (substitusi, hidrolisis, polimerisasi, dan pencangkokan) untuk mengurangi ukuran partikel agregat atau meningkatkan fluiditas sistem. Hal ini meningkatkan pemrosesan pelapis, kualitas permukaan (kilap, kecerahan warna), dan kekuatan mekanis.
Mikronisasi pengisi bubuk
Rasio resin-ke-filler yang konstan dalam pelapisan serbuk adalah kuncinya. Secara teoritis, partikel filler yang lebih kecil menghasilkan permukaan dan sifat mekanis yang lebih baik. Jika ukuran partikel filler dikurangi menjadi titanium dioksida (0,2-0,5μm), titanium yang menggumpal dalam formula dapat diisolasi. Ini akan menciptakan pusat dispersi yang lebih baik. Ini akan meningkatkan daya tutup titanium dioksida. Ini adalah prinsip pemisahan spasial dari filler yang dimikronisasi. Demikian pula, filler yang dimikronisasi juga dapat mengurangi jumlah pigmen yang digunakan.
Nanoteknologi Pengisi Bubuk
Nanomaterial yang paling umum digunakan adalah nano-silikon dioksida, nano-titanium dioksida, dan nano-kalsium karbonat. Nano-titanium dioksida dilaporkan transparan. Nano-titanium dioksida dapat meningkatkan sifat mekanis dan penyerapan UV pada pelapis. Nano-titanium dioksida juga dapat meningkatkan ketahanan cuaca pelapis bubuk pada pernis pelapis atas otomotif. Nanomaterial adalah partikel yang sangat halus dengan aktivitas permukaan yang tinggi. Nanomaterial mudah menggumpal dan menggumpal. Oleh karena itu, perawatan permukaan nanofiller, metode penambahan dan pemilihan peralatan pendispersi, jumlah nanomaterial yang ditambahkan ke pelapis bubuk, dan cara mendispersikannya ke resin dasar adalah kunci penerapan nanomaterial dalam pelapis bubuk. Dalam mendesain pelapis bubuk, pilih filler berdasarkan persyaratan kinerja. Ini akan mencapai efek terbaik.
Fungsionalisasi pengisi pelapis bubuk
Sasaran pelapisan serbuk fungsional adalah untuk meningkatkan sifat-sifatnya. Ini termasuk aspek fisik, kimia, dan mekanisnya. Atau, untuk menambahkan fungsi-fungsi baru padanya. Serbuk kaolin dan wollastonit membuat pelapisan serbuk isolasi listrik. Mereka dapat mengurangi biaya dan meningkatkan isolasi. Aluminium dan magnesium hidroksida dapat menghambat api. Mereka dapat membuat pelapisan serbuk tahan api. Mereka juga dapat mengendalikan reologi, meningkatkan daya rekat, mengendalikan kilap, dan meningkatkan daya tutup. Dengan demikian, pengisi untuk pelapisan serbuk harus bergeser dari sekadar pemotongan biaya. Mereka harus fokus pada penelitian untuk mengembangkan pengisi baru, berkinerja tinggi, dan berbiaya rendah. Ini untuk memenuhi permintaan pelapisan serbuk yang terus meningkat.