Стремясь к защите окружающей среды, компании должны разрабатывать экологически чистые покрытия. Но экологически чистые покрытия не ограничиваются покрытиями на водной основе. Если предприятия спешат разрабатывать покрытия на водной основе, однородность продукции неизбежно возникнет. Помимо покрытий на водной основе, покрытия с высоким содержанием твердых частиц, без растворителей и порошковые покрытия также являются экологически чистыми. Они должны стать ключевым направлением развития лакокрасочной промышленности. В отчете говорится, что в Азиатско-Тихоокеанском регионе будет наблюдаться самый высокий рост в области порошковых покрытий с 2017 по 2022 год. Это касается как стоимости, так и объема. Порошок покрытие Технология быстро развивается, чтобы адаптироваться к рынку, ориентированному на спрос. Рынок диктует необходимость изучения различных порошков в покрытиях.
Обзор порошковой окраски
Введение в порошковые покрытия
Порошковое покрытие появилось в 1950-х годах. Это экологически чистое покрытие. Оно имеет 100% твердого вещества и не содержит ЛОС. Оно экономит энергию и снижает загрязнение. Оно имеет простой процесс, легко автоматизируется и имеет отличные характеристики покрытия.
Порошковое покрытие — это порошковое покрытие, состоящее из полимеров, пигментов, наполнителей и добавок. Порошковое покрытие не имеет улетучивания своей жидкой среды. Поэтому оно имеет хорошую экологическую и экологическую защиту. Оно может образовывать более толстое покрытие за одно применение с очень высокой эффективностью. Оно также имеет отличные механические свойства и химический стойкость. Его производительность также превосходна. Использование порошкового покрытия экономит энергию и ресурсы. Коэффициент его использования может достигать 99%. Он безопасен и очень экономически эффективен. Это покрытие без растворителя. Он соответствует принципам «четырех E»: экономичность, защита окружающей среды, эффективность и производительность.
Обзор рынка порошковых покрытий
Рост спроса на бытовую технику и легковые автомобили увеличил потребность в порошковых покрытиях. Рост спроса со стороны отраслей в развитых и развивающихся странах увеличил рынок порошковых покрытий. В отчете Markets and Markets говорится, что к 2022 году мировой рынок порошковых покрытий достигнет US$134,9 млрд. Он будет расти на 6,75% ежегодно с 2017 по 2022 год.
Китайский рынок порошковых покрытий имеет самый быстрорастущий спрос в мире. Это обусловлено многими факторами. К ним относятся быстрая урбанизация и рост жилищного строительства, а также автомобилей. В 2016 году объем производства порошковых покрытий в Китае достиг 2,07 млн тонн.
Порошковые покрытия составляют 11% от общего объема производства покрытий в моей стране. В 13-м пятилетнем плане говорится: «К 2020 году отрасль по производству покрытий должна произвести около 22 миллионов тонн». Из них 57% должны быть экономически эффективными, экологически чистыми покрытиями. В 2020 году объем производства порошковых покрытий вырастет до 18%, а объем производства составит 4 миллиона тонн. Рост производства порошковых покрытий увеличит спрос на порошковые наполнители.
Анализ применения различных порошковых материалов в порошковых покрытиях
Наполнители в покрытиях могут сократить расходы. Они также улучшают эксплуатационные характеристики покрытия.
Например, они могут:
- Улучшить износостойкость и стойкость покрытия к царапинам.
- Уменьшение провисания при выравнивании расплава.
- Улучшить его устойчивость к коррозии и влаге.
При выборе наполнителей для порошковых покрытий следует учитывать плотность, дисперсность, размер частицы, и чистота. В целом, чем выше плотность, тем ниже укрывистость порошкового покрытия. Дисперсия крупных частиц лучше, чем мелких. Наполнитель химически инертен. Он не должен реагировать с некоторыми компонентами порошковой формулы, такими как пигменты. Наполнитель должен быть как можно более белым. В порошковых покрытиях в основном используются следующие материалы: карбонат кальция, сульфат бария, тальк, слюда, каолин, кремнезем и волластонит.
Применение карбоната кальция в порошковых покрытиях
Карбонат кальция бывает двух видов: легкий и тяжелый. Легкий — это осажденный карбонат кальция. Все виды карбоната кальция и методы производства влияют на блеск покрытия. Различные размеры частиц оказывают на него сильное влияние. Карбонат кальция, как правило, не рекомендуется для использования на открытом воздухе.
Тяжелый карбонат кальция в основном используется для замены некоторых других материалов. Он частично заменяет диоксид титана, цветные пигменты, легкий кальций и осажденный сульфат бария. Он предотвращает коррозию и частично заменяет антикоррозионные пигменты. Он также используется в качестве усилителя.
При использовании тяжелого карбоната кальция в красках для внутренних работ его можно использовать отдельно или с тальком. Карбонат кальция, по сравнению с тальком, лучше. Он может уменьшить распыление, улучшить сохранение цвета в светлых красках и повысить устойчивость к плесени. Однако его плохая кислотостойкость затрудняет его применение в наружных покрытиях.
Легкий карбонат кальция имеет меньший, более однородный размер частиц, чем тяжелый карбонат кальция. Он также имеет более высокую абсорбцию масла и яркость. Легкий карбонат кальция может использоваться там, где требуется максимальный матирующий эффект.
Применение сульфата бария в порошковых покрытиях
В качестве пигментов для красок используются два типа сульфата бария: натуральный и синтетический. Натуральный продукт — баритовый порошок. Синтетический продукт — осажденный сульфат бария.
В порошковых покрытиях осажденный сульфат бария может улучшить выравнивание и блеск. Он совместим со всеми красителями. Он может заставить порошковые покрытия достичь идеальной толщины и высокой скорости покрытия в процессе распыления.
Наполнители из баритового порошка используются в промышленных грунтовках и автомобильных покрытиях. Эти покрытия требуют высокой прочности, заполняющей способности и химической инертности. Они также используются в глянцевых верхних покрытиях. В латексных красках мелкий баритовый порошок может заменить часть диоксида титана. Его высокий показатель преломления (1,637) делает его полупрозрачным белым пигментом.
Применение слюдяного порошка в порошковых покрытиях
Слюдяной порошок состоит из сложных силикатов, а его частицы хлопьевидные. Он обладает превосходной устойчивостью к воздействию тепла, кислот и щелочей. Он также влияет на текучесть расплава порошковых покрытий. Он используется в термостойких и изоляционных порошковых покрытиях. Он также может быть наполнителем для текстурного порошка.
Из многих видов слюды структура серицита похожа на структуру каолина. Он обладает свойствами как слюды, так и глинистых минералов. Его использование в покрытиях может значительно улучшить их атмосферостойкость и водопроницаемость. Он также может улучшить их адгезию, прочность и внешний вид. В то же время частицы красителя могут проникать в промежуточный слой решетки порошка серицита. Это предотвращает выцветание цвета в течение длительного времени. Кроме того, порошок серицита также выполняет функцию защиты от водорослей и плесени. Поэтому порошок серицита является многофункциональным наполнителем с отличным соотношением цены и качества для покрытий.
Применение талька в порошковых покрытиях
Тальк, также известный как гидратированный силикат магния, напрямую измельчается из тальковой руды. Частицы представляют собой игольчатые кристаллы. Они кажутся жирными. Они мягкие и не очень абразивные. Они обладают хорошей суспензией и диспергируемостью и определенной тиксотропностью. Они сильно влияют на текучесть расплава порошковых покрытий. Поэтому их часто используют для текстурных порошков. В настоящее время они используются в различных грунтовках, промежуточных покрытиях, красках для дорожных знаков, промышленных покрытиях, а также внутренних и внешних архитектурных покрытиях.
Тальк дешев, но у него есть недостатки, поэтому его использование ограничено. Во-первых, у него большая маслоемкость. Для низкой маслоемкости его необходимо смешивать с наполнителями и баритовым порошком с низкой маслоемкостью. Также у него низкая износостойкость. В ситуациях с высоким износом необходимо добавлять другие наполнители для компенсации. В-третьих, тальк с неметаллические полезные ископаемые не подходит для наружных покрытий, которым требуется высокая устойчивость к атмосферным воздействиям. Примеси могут реагировать с кислотами, например, кислотными дождями. Кроме того, тальк обладает матирующими свойствами, поэтому его не используют в высокоглянцевых покрытиях.
Применение диоксида кремния в порошковых покрытиях
Пористый кварцевый порошок относится к типу кремниевой системы. Он безопасен и широко используется во многих покрытиях, таких как: порошковые, огнестойкие, водонепроницаемые и антикоррозионные. Дешевый пористый кварцевый порошок может снизить стоимость порошковых покрытий. Он может заменить сульфат бария для снижения растворимого бария. Это будет соответствовать экологическим стандартам.
Также в порошковых покрытиях часто используется коллоидный диоксид кремния в качестве противослеживающей добавки. Количественный диоксид кремния является верхним пигментом и агентом контроля реологии покрытия. Он обладает превосходными характеристиками. В жидких покрытиях он контролирует реологию путем: загущения, тиксотропии, предотвращения провисания и покрытия краев. В твердых порошковых покрытиях он улучшает текучесть порошка и предотвращает агломерацию и псевдоожижение.
Применение каолина в порошковых покрытиях
Каолин может улучшить тиксотропность и антиседиментационные свойства. Прокаленная глина не влияет на реологию. Но, как и необработанная глина, она может матировать, увеличивать укрывистость и белизну. Эти эффекты аналогичны тальку.
Каолин обладает высокой водопоглощаемостью. Он не способствует тиксотропии или созданию гидрофобных покрытий. Размер частиц каолиновых продуктов составляет от 0,2 до 1 мкм. Каолин с крупными частицами обладает низкой водопоглощаемостью. Он обладает хорошим матирующим эффектом. Каолин с мелким размером частиц (менее 1 мкм) можно использовать для полуглянцевых и внутренних покрытий.
Каолин можно разделить на прокаленный каолин и промытый каолин. В целом, маслоемкость, непрозрачность, пористость, твердость и яркость прокаленного каолина выше, чем у промытого каолина.
Применение полых стеклянных микросфер в порошковых покрытиях
Полые стеклянные микросферы — это крошечные полые сферические порошки. Они легкие, имеют большой объем и низкую теплопроводность. Они обладают высокой прочностью на сжатие, изолированы и устойчивы к коррозии. Они нетоксичны, хорошо диспергируются и стабильны.
При использовании в порошковых покрытиях полые стеклянные микросферы могут выполнять следующие функции:
- (1) Теплоизоляция, изоляция и низкое водопоглощение. Полые стеклянные микросферы имеют внутри вакуум или разреженный газ. Это создает разницу в плотности и теплопроводности с эпоксидной смолой. Поэтому они хорошо изолируют тепло. Они являются отличным наполнителем для высокотемпературных порошковых покрытий.
- (2) Он может улучшить физические и механические свойства порошковых покрытий. Наполнители из полых стеклянных микросфер могут повысить твердость и жесткость порошковых покрытий. Однако ударопрочность снижается. Степень снижения зависит от обработки поверхности полых стеклянных микросфер. Использование правильного связующего агента для предварительной обработки может снизить его ударопрочность.
- (3) Низкая абсорбция масла. Скорость абсорбции масла полыми стеклянными микросферами варьируется. Она составляет от 7 мг до 50 мг на 100 г. Этот наполнитель с низкой абсорбцией масла увеличивает объем наполнения в процессе производства. Это снижает общую стоимость.
Применение волластонита в порошковых покрытиях
Волластонит в основном является силикатом кальция. Плотность 2,9 г/см3, показатель преломления 1,63, маслоемкость 30-50%. Имеет игольчатую структуру и хорошую яркость.
Порошковые покрытия обычно используют натуральный порошок волластонита, который обрабатывается из натурального волластонита. Волластонит может быть пигментом для тела. Он может заменить некоторые белые пигменты в покрытии. Он улучшит покрытие и снизит расходы на краску. Его хорошая проводимость делает его распространенным выбором для эпоксидных изоляционных порошковых покрытий. Волластонит — это белый игольчатый материал. Он может улучшить изгибающие и растяжимые свойства порошковых покрытий.
Тенденция развития порошковых наполнителей для порошковых покрытий
Поверхностная обработка порошковых наполнителей
Наполнители для порошковых покрытий полярны. Смолы для порошковых покрытий чрезвычайно полярны. Это приведет к плохой совместимости между ними и нанесет ущерб эксплуатационным характеристикам покрытия. Поэтому обычно необходимо обрабатывать порошковые наполнители. Используйте физические методы (поверхностное покрытие и адсорбция) или химические методы (замещение, гидролиз, полимеризация и прививка), чтобы уменьшить размер частиц агрегатов или улучшить текучесть системы. Это улучшает обработку покрытия, качество поверхности (глянец, яркость цвета) и механическую прочность.
Микронизация порошковых наполнителей
Постоянное соотношение смолы и наполнителя в порошковом покрытии является ключевым фактором. Теоретически, более мелкие частицы наполнителя обеспечивают лучшие поверхностные и механические свойства. Если размер частиц наполнителя уменьшить до размера частиц диоксида титана (0,2-0,5 мкм), агломерированный титан в формуле может быть изолирован. Это создаст лучшие центры дисперсии. Это улучшит укрывистость диоксида титана. Это принцип пространственного разделения микронизированных наполнителей. Аналогично, микронизированные наполнители также могут уменьшить количество используемого пигмента.
Нанотехнология порошкового наполнителя
Наиболее часто используемые наноматериалы — это нанодиоксид кремния, нанодиоксид титана и нанокарбонат кальция. Сообщается, что нанодиоксид титана прозрачен. Он может улучшить механические свойства и поглощение УФ-излучения покрытиями. Он также может значительно повысить атмосферостойкость порошковых покрытий в автомобильном верхнем лаке. Наноматериалы представляют собой очень мелкие частицы с высокой поверхностной активностью. Они легко агломерируются и флоккулируют. Поэтому поверхностная обработка нанонаполнителей, метод добавления и выбор диспергирующего оборудования, количество наноматериалов, добавляемых в порошковые покрытия, и способ их диспергирования в базовую смолу являются ключом к применению наноматериалов в порошковых покрытиях. При проектировании порошковых покрытий выбирайте наполнители на основе требований к эксплуатационным характеристикам. Это позволит достичь наилучшего эффекта.
Функционализация наполнителей порошковых покрытий
Целью функциональных порошковых покрытий является улучшение их свойств. Это включает в себя их физические, химические и механические аспекты. Или добавление к ним новых функций. Порошки каолина и волластонита делают электроизоляционные порошковые покрытия. Они могут снизить затраты и улучшить изоляцию. Гидроксиды алюминия и магния могут замедлять распространение пламени. Они могут делать огнестойкие порошковые покрытия. Они также могут контролировать реологию, улучшать адгезию, контролировать блеск и улучшать укрывистость. Таким образом, наполнители для порошковых покрытий должны перейти от простого сокращения затрат. Они должны сосредоточиться на исследованиях по разработке новых, высокопроизводительных, недорогих наполнителей. Это необходимо для удовлетворения растущих потребностей порошковых покрытий.