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填料粉体材料在中国涂料产业中的应用现状

时间:2010-05-14来源:未知 作者:chem 点击:
填料粉体材料在中国涂料产业中的应用现状 在众多的涂料专业报告中,都会将涂料的颜料和填料,统称为颜填料。之所以采用颜填料的称谓,很大程度上来看,是因为此类原料不仅在体系中不仅仅填充了体系,而且还可以起到增加体系遮盖率,表现涂层色彩的功能。涂料

填料粉体材料在中国涂料产业中的应用现状

 

     在众多的涂料专业报告中,都会将涂料的颜料和填料,统称为颜填料。之所以采用“颜填料”的称谓,很大程度上来看,是因为此类原料不仅在体系中不仅仅填充了体系,而且还可以起到增加体系遮盖率,表现涂层色彩的功能。涂料颜料和涂料填料的区分,则是根据该类原料在体系中扮演角色的侧重点不同,再进行细致的划分,颜料重于遮盖率和色彩,而颜料则重于体系填充,提高涂层性能,降低成本。

 

      翻开《涂料工艺》,对于涂料颜料的定义是这样说的,填料又称为体质颜料,主要起填充作用,填料能有效改善涂料的贮存稳定性和漆膜的相关性能,如提高涂膜的耐久性、耐热性和表面硬度,降低涂膜的收缩等。常用的填料有碳酸钙、滑石粉、煅烧高岭土、沉淀硫酸钡、硅酸铝等。

 

      从实际应用看,除了碳黑(黑色)和透明粉(透明)之外,绝大多数填料均为白色或者近白色的粉体材料。白色填料是折光指数相当低的材料,之间的区别主要在于组成的分子结构、颗粒形状和粒径尺寸上。在高光光和半光的涂料中,填料并不能为涂料带来理想的遮盖性能,但在平光涂料中,低廉成本的填料则能赋予涂层一种“高于遮盖”效应(空气/颜料界面间),正是这种原理,使得涂料颜料可以对整个涂料体系的光泽度、质感、悬浮和粘度等性能进行调节。从化学结构上来看,填料的类型就主要集中在碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐、硅酸盐和氧化物。

 

      从市场活跃度来看,慧聪涂料网交易市场的产品交易统计具有一定的说服力。从汇总来看,涂料填料的种类繁多,碳酸钙、高岭土和二氧化硅的交易颇为活跃。在产品性能方面,随着近年来涂料科技的迅速发展,诸如改性、纳米等技术的广泛应用,让涂料填料市场迎来了光明的未来。品种的繁多,也就使得填料的功能出现了较大的差异化发展。对于配方工程师来说,如何为设计的涂料配方选择到匹配的填料组合,也就成为了工程师们最为关注的问题。

 

      以下我们将从结合涂料配方中常见的几类填料,结合国内外重点供应商的科技市场动态,加以阐述。

 

      高岭土:高岭土广泛应用于乳胶漆、粉末涂料和阴极、阳极电泳漆等领域,涂料领域主要应用煅烧高岭土产品。

 

      高岭土在乳胶漆中因其良好的遮盖力可减少昂贵的钛白粉用量,并且有良好的防沉淀作用。由于高岭土的亲水性,所以是水性涂料用的良好的填料,它们在水性涂料中具有很好的悬浮性能,容易分散,且赋予涂膜良好的刷涂和流平性。同时还是一种很好的无机增稠剂,能减少相关助剂的用量,大幅度降低涂料成本。它与涂料中其它颜料、填料及助剂有良好的相溶性,易分散、筛余物小的特性,更适于生产操作。

 

      煅烧高岭土是以高岭岩矿石为原料,经过精选—除杂—超细—煅烧—还原(超细)等高科技工艺制作而成的非金属无机功能性填料。产品主要成份为硅酸铝。

 

      在煅烧高岭土的应用领域中,涂料和造纸是煅烧高岭土两大消费领域。在我国,涂料工业对于煅烧高岭土的应用量占到该产品整个市场份额的65%以上,目前,高档涂料中大量使用白度90以上、粒度1250目以上(325目筛余量为零)的优质煅烧高岭土,据有关资料预计2010年将有16%左右的涂料企业采购高白度和超细煅烧高岭土,需求量约27万吨。

 

      国内高岭土的市场基本由几家大型企业把控,包括蒙西、华生、泽西、天之骄等企业的年销售额都在亿元上下。

品牌 蒙西 金洋 华生 泽西 金宇 超牌 恒源
造纸级 3000 2950 2650 2600 2650 2800 2800
涂料级 2750 2700 2400 2350 2400 2520 2520

  

      据了解,华生、天之娇、泽西、金洋和超牌等目前都用直焰窑工艺。直焰窑工艺因为煅烧温度高,产品磨耗值高。产品应在在涂料领域完全符合要求,而且各家企业产品差异性不大。

 

      内蒙古蒙西高岭粉体股份有限公司开发部市场经理赵国臣先生介绍说,蒙西目前有隔焰窑和直焰窑同时生产,隔焰窑针对造纸及其他高端领域产品,直焰窑生产涂料级产品,满足不同领域的要求。

 

      同时赵先生还表示,随着国内涂料和造纸工业的稳定发展,蒙西还将在2011年进行扩产,新增产能预计在10万吨,这样到2011年蒙西的高岭土产能将达到17万吨。

 

      碳酸钙:无论是在装饰涂料还是工业涂料的配方中,碳酸钙都是最常用的填料之一。碳酸钙的作用在于控制涂料的光泽、防霉、稠度和降低成本。从生产方式上来看,碳酸钙主要有天然和人工合成(沉淀法)两种,粒径范围在0.05~44μm指尖之间。目前国内供应的涂料用碳酸钙主要以天然为主。天然碳酸钙主要原料有石灰石和大理石,绝大情况下碳酸钙的含量在95~99%之间。在溶剂型涂料中,重质碳酸钙填充量可达15-60%,在水性涂料中填充量可达10-25%。

 

     2009年,中国国内企业的碳酸钙产量约在1500万吨,中国涂料工业对于碳酸钙产品的采购约在250万吨左右,而在2002年时,碳酸钙在涂料行业的应用量仅为60万吨,8年的时间,该市场的容量已经扩大了三倍,可见碳酸钙在涂料填料中的重要作用。

 

     从碳酸钙产品的细分上看,2009年重质碳酸钙产量和消费量同比增长仍达15%以上,这很大一部分得益于重质碳酸钙在涂料中的广泛应用。据市场行情分析显示:虽然受全球金融危机影响,重质碳酸钙下游塑料、橡胶、涂料等产业增长有所缓慢,但作为这些产品主要辅助材料的重质碳酸钙消费量并未减少。

 

     在法规建设方面,2009年11月我国颁布了《无机化工产品白度测定的通用方法》,自2010年1月1日实施。《无机化工产品白度测定的通用方法》适用于我国无机化工产品中粉体产品白度的测定。这一法规的颁布也将有助碳酸钙市场进一步规范行业质量标准。

 

     作为国内知名的碳酸钙产品供应商,广福建材公司的超细重钙年产量30万吨以上。广福建材总经理陈永坚先生介绍说,非金属矿粉体行业是涂料制造一个相当重要的原材料,简单的粉体粉碎、分级所生产的碳酸钙产品已经不能满足中国涂料市场发展的需求。广福建材通过这几年的发展,已开发出多种新产品,例如对产品进行表面改性,以及开发亚微米材料和纳米材料,从而使产品增加某些特殊性能,来满足不同客户的需要。
 

 

 

     透明粉:顾名思义,透明粉乃透明的粉,其实用肉眼看透明粉本体是白色粉末状,当添加在涂料体系中时,因其本身的折光率与大部分树脂很接近,所以适当的添加量对透明类涂料体系的透明度影响较小。故此类透明填充料统称为透明粉。实际它的化学成分并不一定,凡是有以上特征的粉体均可称为透明粉。就目前涂料界来看,主要有两种类型的透明粉,第一类含水透明粉,主要成分是水合硫酸钙,分子中含有两个结晶水分子;第二类是无水透明粉,其主要成分是二氧化硅。

 

     南海金猴化工创始人章太平先生,首先倡导在木器涂料中采用透明粉作为功能性填料。章先生介绍说,透明粉主要用于木器涂料。在2002年以前,木器涂料透明底漆主要填料是滑石粉,滑石粉具有极好的打磨性和防沉淀性,但是对于追求美观的木器漆来说,却影响了涂料体系的透明度。随着PE木器底漆市场的发展壮大,在PE底漆中添加透明粉几乎已成为不成文的行业配方标准。一方面是由于PE漆具有一次喷涂效果好、性价比高的特点,越来越多的家具厂家选择使用PE底漆,市场需求呈爆炸式的增长;另一方面,早期PE底漆利润空间大,无数市场嗅角敏锐的油漆厂家都竞相上马PE底漆,供应充足,竞争充分,终端价格逐步下调。

 

     二氧化硅:硅藻土和无定形二氧化硅,因其具有良好的消光性能,因此在涂料配方中被广泛使用。其二氧化硅含量大约为83%~95%。大多数产品是白色,少数是浅灰、浅粉或米色。表观密度低,吸油量高,加上不规则的结构,这些综合因素使其产生很高的消光效应、增稠能力和良好的悬浮性能。这里主要探讨的是气相法二氧化硅产品。

 

     应用在涂料中的气相法二氧化硅平均原生颗粒在7-16nm之间,在许多情况下,微粒尺寸越小,效果越明显应用则越广泛。相法二氧化硅不但能调节液体涂料的流变性,而且能改善颜料和填料的沉降行为.在紫外光固化涂料中形成抗刮擦性表面,同时对于粉末涂料也能帮助调节其的流动行为。气相法二氧化硅,还可以帮助许多颜料涂料体系的光泽和色泽都有明显提高,增加颜料的分散性,阻止颜料在贮存的过程中重新聚集。并且提高涂料的耐水性和耐腐蚀性。

 

     2009年,道康宁与瓦克化学在张家港市共同投资建设的气相二氧化硅工厂项目引起了业内的高度关注。该二氧化硅项目的投资在千万级欧元,硅氧烷工厂和气相二氧化硅工厂(包括二期工程)的额定年产能预计约为21万吨。瓦克张家港项目总监豪斯博士表示,硅氧烷和气相二氧化硅是有机硅下游产品生产的重要基础材料。通过这一合资项目,瓦克化学与道康宁将更好地满足客户的需求,同时推动了中国有机硅产业向前发展。据慧聪涂料网了解,两家公司在张家港生产基地内各自拥有运营并独立进行市场营销和销售的有机硅下游产品生产厂。

 

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