涂料工業(yè)運(yùn)行概況與對(duì)粉體的應(yīng)用實(shí)踐

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1、我國(guó)涂料行業(yè)基本狀況

我國(guó)涂料行業(yè)近幾年來(lái)發(fā)生了深刻的變化，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行速度迅速地加快，步入了發(fā)展快車軌道，產(chǎn)量年年不斷增加。2006年涂料總產(chǎn)量突破500萬(wàn)噸大關(guān)達(dá)到了508萬(wàn)噸，比上年同期404萬(wàn)噸増長(zhǎng)了25.6%,平均以年10%以上速度在增長(zhǎng)。涂料產(chǎn)品銷售收入達(dá)963億元，比上年同期741億元増長(zhǎng)了30.04%,利潤(rùn)66億元，比上年同期44億元増長(zhǎng)48.06%,自2003年涂料突破240萬(wàn)噸大關(guān)以后，我國(guó)涂料產(chǎn)量?jī)H次于美國(guó)，居世界第二位。

涂料工業(yè)凸現(xiàn)了幾個(gè)特點(diǎn)：產(chǎn)量增加勢(shì)頭加快、地域或企業(yè)的集中度在提高，80%涂料產(chǎn)量集中在珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲、環(huán)渤海地區(qū)。工業(yè)涂料相對(duì)集中在長(zhǎng)江三角洲，家裝裝飾涂料相對(duì)集中在珠江三角洲，它們?yōu)樾袠I(yè)集中度，品牌整合提供良好的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。

    我國(guó)涂料按其用途可分為三大類，即工業(yè)涂料、建筑涂料和特種涂料按成膜物分類現(xiàn)實(shí)際為17大類按介質(zhì)分散相分為溶劑型、水性、粉末、高固體分、無(wú)溶劑型涂料。

從國(guó)家統(tǒng)計(jì)局頒布的2006年涂料產(chǎn)量508萬(wàn)噸，其中前五位省市分別為廣東139.84萬(wàn)噸（27.54%）、江蘇76.63萬(wàn)噸(15.09%)、上海73.39萬(wàn)噸(14.45%)、山東46.18萬(wàn)噸(9.09%)、浙江36.65萬(wàn)噸(7.22%)共占涂料總產(chǎn)量73.39%，在可統(tǒng)計(jì)到涂料生產(chǎn)企業(yè)前20家的產(chǎn)量，它們分別是：立邦涂料（上海、廊坊、廣東）25.41萬(wàn)噸、中涂化工（上海、廣東）12.53萬(wàn)噸、卜內(nèi)門（上海、廣州）11.72萬(wàn)噸、嘉寶莉化工

11.70萬(wàn)噸、海虹老人牌涂料（昆山、深圳、煙臺(tái)）10.30萬(wàn)噸、華潤(rùn)涂料10.26萬(wàn)噸、阿克蘇諾貝爾（東莞、嘉興、廣東）10.10萬(wàn)噸、中遠(yuǎn)關(guān)西(上海、天津)7.66萬(wàn)噸、山東樂(lè)化7.05萬(wàn)噸、上海國(guó)際涂料5.85萬(wàn)噸、東莞大寶化工制品5.73萬(wàn)噸、湖南湘江涂料4.51萬(wàn)噸、山東昌裕4.51萬(wàn)噸、常州光輝4.34萬(wàn)噸、重慶宏漆4.33萬(wàn)噸、河北晨虹4.23萬(wàn)噸、廣州珠江化工3.74萬(wàn)噸、深圳天健3.72萬(wàn)噸、上海涂料公司3.51萬(wàn)噸、PPG（天津）3.50萬(wàn)噸。

2、有代表性用途的溶劑型涂料基本情況與發(fā)展趨勢(shì)

2006年涂料總產(chǎn)量508萬(wàn)噸中，油漆部分（含溶劑型、粉未涂料、無(wú)溶劑型等）352.40萬(wàn)噸，其中

溶劑型涂料約占五分之四達(dá)300萬(wàn)噸

(1)汽車涂料：它是代表涂料工業(yè)最高技術(shù)水平和發(fā)展方向。目前國(guó)內(nèi)外仍以溶劑型涂料為主導(dǎo)產(chǎn)品，尤其汽車罩光漆全是溶劑型涂料。中國(guó)汽車產(chǎn)量以20%速度在增長(zhǎng)，2006年600萬(wàn)輛原裝車，另有保有量2200萬(wàn)輛汽車，需汽車漆28~30萬(wàn)噸，其中原裝車需21萬(wàn)噸涂料改裝車、車輛維修修補(bǔ)漆需7萬(wàn)噸，除其中6萬(wàn)噸水性電泳底漆外，需溶劑型汽車漆21萬(wàn)噸。由于目前汽車漆以溶劑型涂料為主（溶劑排放量大），它占涂層厚度70~80%，面對(duì)溶劑排放對(duì)全球環(huán)境質(zhì)量的惡化，一方面各國(guó)都在制訂限制的VOC的排放量，另一方面加強(qiáng)水性化的中涂、底涂、面涂等品種的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化加大高固體分、粉末涂料在汽車上的應(yīng)用，力圖改變?nèi)軇┬屯苛显谄嚺涮淄繉诱?0~80%的統(tǒng)治現(xiàn)狀。我國(guó)也不例外，迫在眉睫，必須改變這一現(xiàn)狀。

(2)防腐涂料：目前仍以溶劑型涂料品種為主。主要有三大類專用涂料，它們是船舶涂料、集裝箱涂料、工業(yè)防腐涂料（油罐、輸油、輸氣管道、化工、冶金等工程），2006年產(chǎn)量分別為15萬(wàn)噸、12萬(wàn)噸、25萬(wàn)噸。國(guó)際跨國(guó)涂料公司在我國(guó)獨(dú)資、合資建廠占產(chǎn)量60~70%，如阿克蘇諾貝爾、式瑪卡龍、佐敦、關(guān)西、杜邦、海虹老人等公司。今后一段時(shí)期，上述三大類專用涂料仍保持溶劑型涂料品種。按環(huán)保要求總的方向，必須發(fā)展無(wú)公害或低公害水性、高固體分、無(wú)溶劑、粉末防腐涂料。

(3)卷材涂料：目前仍以溶劑型涂料為主，按現(xiàn)有30多條預(yù)涂卷材生產(chǎn)線需卷材涂料8萬(wàn)噸左右。

(4)木器涂料：由于目前水性木器涂料的質(zhì)量和價(jià)格等原因，無(wú)法與溶劑型木器涂料相比擬，一時(shí)尚未形成產(chǎn)業(yè)化，其市場(chǎng)化還很“冷”，仍以溶劑型涂料為主。2006年產(chǎn)量60～70萬(wàn)噸，其中聚氨酯、聚酯木器涂料42萬(wàn)噸左右，硝基木器涂料8萬(wàn)噸。按我國(guó)房地產(chǎn)業(yè)以20%速度在增長(zhǎng)，家裝裝飾普及化，2006年建筑物竣工面積25億平方米，推算內(nèi)墻面積60億平方米，可知就需內(nèi)墻乳膠涂料需120萬(wàn)噸，而內(nèi)部木質(zhì)裝飾裝修所需木器涂料將不低于內(nèi)墻建筑涂料需求量1/3,即40萬(wàn)噸左右，由此可見加上家具裝飾涂料，每年木器涂料需求將保持70萬(wàn)噸左右。

通用溶劑型涂料，2006年產(chǎn)量140萬(wàn)噸左右。綜合上述2006年油漆類的產(chǎn)量，僅溶劑型涂料300萬(wàn)噸，其余為粉末涂料、水性涂料、高固體分涂料。除粉末涂料有近30萬(wàn)噸產(chǎn)量外，工業(yè)水性涂料、高固體分涂料產(chǎn)量份額比較低。

3、我國(guó)建筑涂料發(fā)展?fàn)顩r

建筑內(nèi)外墻涂料主要是水性乳膠涂料。建筑涂料（內(nèi)外墻）產(chǎn)量盡管快速增長(zhǎng)，但區(qū)域發(fā)展不平衡。2006年建筑涂料155.40萬(wàn)噸，前四位為廣東38.58萬(wàn)噸、上海29.32萬(wàn)噸、江蘇20.94萬(wàn)噸、河北13.15萬(wàn)噸。分別占建筑涂料的24.82%、18.86%、13.47%、8.45%，前四位省市之和占建筑涂料總產(chǎn)量的65.60%，前50位的企業(yè)的產(chǎn)量為82.72萬(wàn)噸占建筑涂料總產(chǎn)量的53.22%。萬(wàn)噸級(jí)企業(yè)有37家，產(chǎn)量72.32萬(wàn)噸，占建筑涂料總產(chǎn)量46.52%，其中7家外企獨(dú)資企業(yè)產(chǎn)量34.46萬(wàn)噸，占建筑涂料總產(chǎn)量22.17%(上海立邦8.35萬(wàn)噸、廊坊立邦10.06萬(wàn)噸、廣東立邦0.4 9萬(wàn)噸、上海ICI6.83萬(wàn)噸、廣東ICI4.89萬(wàn)噸、廣東AKZO2.05萬(wàn)噸、上海STO1.79萬(wàn)噸)華潤(rùn)、中華制漆、嘉寶莉等10家萬(wàn)噸級(jí)企業(yè)的產(chǎn)量25.71萬(wàn)噸，占

建筑涂料總產(chǎn)量16.54%。建筑涂料產(chǎn)業(yè)的企業(yè)集中度不斷提高，大企業(yè)占主導(dǎo)了市場(chǎng)并具有自主創(chuàng)新核心技術(shù)。涌現(xiàn)一批具有實(shí)力的品牌和企業(yè)，如獲2005年八個(gè)中國(guó)名牌的品牌與企業(yè)有：廣東華潤(rùn)涂料公司“華潤(rùn)牌”、江蘇大象東亞制漆公司“大象牌”、莆田三江化學(xué)公司“三顆樹牌”、廣東嘉寶莉化工公司

“嘉寶莉牌”、中華制漆（深圳）公司“菊花牌”、深圳大中化工有限公司“紫荊花牌”、海虹老人涂料（深圳）公司“海虹牌”、南寶樹脂（昆山）公司“南寶牌”。從以上可以看出建筑涂料產(chǎn)業(yè)在規(guī)模、品種、技術(shù)等方面已步入成熟期并向前發(fā)展。

二、粉體材料在涂料中的作用

涂料用粉體材料包括體質(zhì)顏料、防銹顏料、著色顏料、特殊顏料、功能顏料。其中體質(zhì)顏料是粉體顆粒體系一大分支。由于體質(zhì)顏料的粒徑、粒子形狀、吸油量、密度自身的特性或經(jīng)過(guò)改性后發(fā)生特有特性都對(duì)涂料產(chǎn)生了一定的作用與影響。尤其超細(xì)粉體材料直到納米級(jí)材料對(duì)涂料產(chǎn)生了更明顯的作用，大致有以下作用：

1、可以高效利用顏料的遮蓋力作用

2、可以增加涂料的固體含量，控制涂料中有害揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）的限量

3、可以提高涂料的耐擦洗性

4、可以控制涂料光澤大小

5、可以控制涂料體系的沉降性可以提高涂膜的拉伸強(qiáng)度

6、可以調(diào)節(jié)涂料體系粘度

7、可以提高涂料的耐磨性和防滑性

8、當(dāng)涂料配方中顏料體質(zhì)濃度小于臨界顏料體質(zhì)濃度時(shí)，可以提高涂膜的干遮蓋力

9、可以作為涂料的補(bǔ)強(qiáng)和增量劑

10、可以提高涂料的附著力

11、可以提高涂料的耐沾污性和耐腐蝕性

12、可以控制水性乳膠涂料的PH值的緩沖劑

13、可以提高涂料的手感

14、可以提高涂料的濕感和干感時(shí)的硬度。

三、粉體材料在涂料中的應(yīng)用實(shí)例

1、體質(zhì)顏料（重鈣、輕鈣、高嶺土等）可以提高乳膠涂料的“干遮蓋力”效應(yīng)，替代部分鈦白粉使用量（即稱為對(duì)比率或遮蓋率）從而降低制造成本。

乳膠涂料中主要原材料成本份額

原料 原料價(jià)格差價(jià)倍數(shù)/kg 密度(g/㎝3) 成膜涂料中原料價(jià)格差價(jià)倍數(shù)/kg

體質(zhì)顏料 1 2.6 1

乳液 5～10 1.1～1.2 8

鈦白粉 20 4 23

由于乳膠涂料主要用于建筑物內(nèi)外墻水泥基混凝土墻面上，涂膜呈現(xiàn)是無(wú)光和低光（絲光），所以乳

膠涂料配方設(shè)計(jì)原則，一般顏料體積濃度（PVC）比臨界顏料體質(zhì)濃度（CPVC）大得多，故以最少用量的白色顏料鈦白粉獲得滿意的干遮蓋率是涂料設(shè)計(jì)者追求經(jīng)濟(jì)成本的目標(biāo)，也是充分發(fā)揮體質(zhì)顏料“干

遮蓋力”的能力效應(yīng)有的用武之地。

在乳膠涂料中，鈦白粉顏料所占成本最大、其次乳液、最小是體質(zhì)顏料，但鈦白粉折射率2.71，而體質(zhì)顏料和乳液折射率很低，一般都低1.5接近1（透明），所以利用PVC比CPVC大得多得前提下，隨著涂料干燥過(guò)程中，孔隙間空氣折射率為1，由于含有孔隙產(chǎn)生了新的界面——空氣乳液、空氣顏料體、質(zhì)料，一些顏料、體質(zhì)顏料粒子被空氣包圍，而不被乳液潤(rùn)濕，此時(shí)就可以利用調(diào)整配方中的顏料與體質(zhì)顏料的比例，利用體質(zhì)顏料載體均勻分散鈦白粉顏料顆粒于涂膜體系中，有效體現(xiàn)并提高整體遮蓋力效應(yīng)，從而降低按原設(shè)計(jì)要求所需鈦白粉使用量，在不降低涂膜性能前提下，達(dá)到降低涂料制造成本的目的，有的放矢利用了體質(zhì)顏料在涂料體系中的作用。

 2、納米二氧化硅在涂料中的應(yīng)用

改性納米二氧化硅為絮狀網(wǎng)狀準(zhǔn)顆粒，有高活性含不飽和殘鍵羥基，比表面積大。目前選用多孔二氧化硅的技術(shù)規(guī)格：

Sio2（干基）％ ≧99.5

比表面積㎡∕g 350～400

PH（5％水懸浮液） 6～7

吸油值g∕500g 320

粒徑㎜ 10～40

灼燒減量 ≦4

(1)改性納米二氧化硅在苯丙乳膠內(nèi)外墻涂料中的應(yīng)用

由于改性納米多孔二氧化硅純度具有三維結(jié)構(gòu)，比表面積大，表面嚴(yán)重的配位不足，表現(xiàn)出極強(qiáng)的活性，且粒度分散窄，納米粒子在充于顏填料粒子之間，造成具有大的吸附性，使它與乳液界面形成一層進(jìn)行應(yīng)力轉(zhuǎn)移構(gòu)成強(qiáng)大相互作用。當(dāng)納米二氧化硅添加1.5～2％于白色基礎(chǔ)漆中，其復(fù)合納米涂料有良好的觸變性和分散穩(wěn)定性，并大大提高了涂膜的致密性、韌性、硬度、耐擦洗性、耐粘性和耐候性。經(jīng)試驗(yàn)比較，該乳膠涂料的主要性能指標(biāo)，附著力由原3級(jí)提高為1級(jí)，硬度由HB提高到2H，耐水性由96小時(shí)提高到120小時(shí)，耐堿性由84小時(shí)提高達(dá)96小時(shí)，耐擦洗性由1000次提高達(dá)5000次。在200W紫外燈連續(xù)照射60天，粉化程度可從90％降低至20％。

(2)改性納米二氧化硅在水性塑料涂料中的應(yīng)用

目前一般水性乳膠塑料涂料，由于乳液交聯(lián)度不足，使涂膜硬度低，耐酒精擦洗次數(shù)低，當(dāng)加入1％的改性納米二氧化硅于核殼型乳液中制成水性塑料涂料中，其涂膜硬度由2H增至3H,耐酒精擦洗性由50次增至大于120次以上，耐溫性由70℃增至大于100℃，其原因是改性納米二氧化硅的表面活性羥基與核殼乳液的端基反應(yīng)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加乳液的交聯(lián)密度，從而提高水性塑料涂料的綜合性能。

3、硅灰石粉料在膨脹型乳膠防火涂料中的應(yīng)用

防火乳膠涂料中除阻燃劑及乳液對(duì)防火性能重要外，使用填料雖比例不大，但在防火乳膠涂料中選用硅灰石、氫氧化鋁、空心微珠在配方中分別占5％、2％、4％作為填料，其中硅灰石起涂膜的骨架作用，

氫氧化鋁起阻燃抑煙降溫，空氣微珠起炭層強(qiáng)度作用。經(jīng)過(guò)對(duì)填料品種進(jìn)行篩選實(shí)驗(yàn)比較：

不同填料對(duì)耐火實(shí)驗(yàn)結(jié)果

填料名稱 發(fā)煙量 膨脹高度∕㎝ 炭層質(zhì)量 耐火時(shí)間/分

碳酸鈣 多 8.2 中間為大泡狀 8

高嶺土 少量 6.3 中間為密實(shí)蜂窩狀 20

滑石粉 多 3.5 中間為密實(shí)蜂窩狀 13

硅灰石 少量 7.3 中間為密實(shí)蜂窩狀 21

氫氧化鋁 少量 5.1 中間為密實(shí)蜂窩狀 28

從上表中加入CaCO3雖然膨脹高度較高，增加火焰與鋼板的距離，但由于中間大泡狀，而不是均勻致密的蜂窩狀炭層，隔熱效果不好，耐火時(shí)間短，故不宜采用滑石粉膨脹高度雖比CaCO3高，但炭層蜂窩狀，防火效果優(yōu)于CaCO3。

炭層防火效果相同的高嶺土、硅灰石，膨脹高，最高為硅灰石，其次是高嶺土，滑石粉最低耐火時(shí)間次序是硅灰石>高嶺土>滑石粉，這說(shuō)明炭層達(dá)到蜂窩狀時(shí)，膨脹高度越高，隔熱防火效果越好，當(dāng)然炭層也不能過(guò)高，否則會(huì)導(dǎo)致炭層與鋼板間的脫離，起不到防火的作用。上表中含有Al(OH)3涂層發(fā)煙量最少，尤其耐火時(shí)間最長(zhǎng)，是非常好的阻燃添加劑。比較五種無(wú)機(jī)填料順序是：Al(OH)3>硅灰石>高嶺土>滑石粉>CaCO3，因此把Al(OH)3作為阻燃劑配合硅灰石是最理想的，以配方中硅灰石5％，Al(OH)32％是最理想的填料層，耐火時(shí)間最長(zhǎng)，發(fā)煙量最少。

 4、絹云母（白云母）在建筑外墻乳膠顏料中的應(yīng)用

絹云母屬硅酸鹽薄片狀具有極強(qiáng)的消光屏蔽功能，可以吸收80％以上的紫外線接近于鈦白粉對(duì)紫外線吸收率，耐磨性、絕緣性好，化學(xué)穩(wěn)定性好、耐酸堿、抗透水性。當(dāng)在外墻用乳膠涂料中加5％，可以提高涂層耐候性，延遲涂層的粉化、變色、龜裂，增加涂膜的硬度和韌性。不含和對(duì)含有GA4型號(hào)濕法絹云母的乳膠涂料進(jìn)行600小時(shí)人工老化對(duì)比實(shí)驗(yàn)，其老化性能，外觀由起泡剝落提高為不起泡剝落、無(wú)裂紋，變色由2級(jí)變?yōu)?級(jí)，粉化由3級(jí)變?yōu)?級(jí)（無(wú)粉化），但絹云母不適用高光外墻乳膠涂料對(duì)涂料明顯的消光作用。

   以上僅舉幾個(gè)例子，說(shuō)明體質(zhì)顏料不僅僅是當(dāng)作填充料作用，降低涂料制造成本外，而且特殊加工的體質(zhì)顏料在涂料中起改進(jìn)提高涂料性能和功能作用。