به عنوان یک ماده مهم، پوشش ها به طور گسترده در زمینه های ساختمانی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به زمینه کاربردی، می توان آن را به پوشش های معماری، پوشش های صنعتی، پوشش های عمومی و مواد کمکی تقسیم کرد.

پوشش های معماری: پوشش های دیوار، پوشش های ضد آب، پوشش های کف، پوشش های معماری کاربردی و غیره؛

پوشش های صنعتی: پوشش های خودرو، پوشش های چوبی، پوشش های صنعتی سبک، پوشش های دریایی، پوشش های ضد خوردگی و غیره؛

مواد عمومی و کمکی: ترکیب رنگ، لاک، لعاب، پرایمر، بتونه، مواد کمکی (تینر، عامل ضد رطوبت، خشک کن، عامل پخت و غیره).

پرکننده های رنگدانه به عنوان پرکاربردترین ماده پودری در پوشش ها، نقش مهمی در بهبود، افزایش و نوآوری عملکرد پوشش ها (فیلم های پوششی) دارند. رنگدانه های پوشش ها شامل کربن سیاه، اکسید آهن، دی اکسید تیتانیوم و … است و به پرکننده ها رنگدانه های بی اثر، رنگدانه های حجمی و روشن کننده نیز می گویند که به رنگدانه های سفید و بی رنگی اطلاق می شود که قدرت رنگ دهی و قدرت پنهان کنندگی ندارند. با توجه به ویژگی های کانی شناسی مختلف و ترکیب شیمیایی پایه، پرکننده ها را می توان به طور تقریبی به کربنات، سیلیکات، سیلیس، سولفات باریم و هیدروکسید آلومینیوم تقسیم کرد.

• نقش پرکننده های معدنی در پوشش ها

کاهش هزینه: ضخامت فیلم پوشش را می توان با پر کردن افزایش داد، که به عنوان یک اسکلت در پوشش عمل می کند، فیلم پوشش را پر و ضخیم می کند و بنابراین می تواند هزینه تولید پوشش را کاهش دهد.

افزایش افزایشی: پرکننده می تواند خواص رئولوژیکی پوشش مانند ضخیم شدن، ضد ته نشینی و غیره را تنظیم کند و همچنین می تواند استحکام مکانیکی فیلم پوشش را بهبود بخشد، مانند بهبود مقاومت در برابر سایش و دوام.

بهبود عملکرد: ترکیب شیمیایی، نور، گرما، الکتریسیته، مغناطیس و سایر خواص پرکننده‌های معدنی می‌تواند عملکردهایی را به پوشش‌ها بدهد.

• شاخص انتخاب پرکننده معدنی

پرکننده ها انواع و مشخصات زیادی دارند و استفاده از محصولات باکیفیت و پایدار برای اطمینان از عملکرد پوشش بسیار مهم است. در انتخاب پرکننده ها علاوه بر توجه به ترکیب شیمیایی و فرم معدنی آن، اندازه و پراکندگی ذرات پرکننده، سختی، مقدار جذب روغن، نسبت ابعاد و سایر مشخصات نیز شاخص هایی هستند که باید مورد توجه قرار گیرند.

کاربرد پرکننده معدنی در صنعت پوشش

• کربنات کلسیم

عملکرد اساسی: همه کاره ترین رنگدانه گسترش دهنده. از نظر شیمیایی فعال، کاهش دهنده تاول های فیلم، ضد کپک و بازدارنده شعله. این نه تنها هزینه را کاهش می دهد، بلکه به عنوان یک اسکلت عمل می کند، می تواند ضخامت فیلم را افزایش دهد، مقاومت مکانیکی، مقاومت در برابر سایش و تعلیق را بهبود بخشد.

محصولات کربنات کلسیم طبیعی با کیفیت بالا از کلسیت، با سفیدی بالا ساخته می شوند و می توان آنها را به پودر مش های مختلف مورد نیاز برای پوشش ها تبدیل کرد. کربنات کلسیم مصنوعی را کربنات کلسیم سبک یا کربنات کلسیم رسوبی نیز می نامند. از آنجایی که ذرات ریزتر هستند، جذب روغن بسیار افزایش یافته و کمی قلیایی است. کربنات کلسیم مصنوعی نباید با رنگدانه هایی با مقاومت قلیایی ضعیف استفاده شود. می توان از آن به عنوان پرکننده برای پوشش های دیوارهای داخلی مبتنی بر آب در پوشش های معماری استفاده کرد، اما به دلیل مقاومت در برابر آب و هوا و حفظ رنگ عملکرد ضعیفی دارد و به ندرت در پوشش های دیوارهای خارجی استفاده می شود.

 

• دولومیت

عملکرد پایه: ترکیب نظری w(CaO)=30.4٪، w(MgO)=21.7٪، w(CO2)=47.9٪، اغلب حاوی ناخالصی هایی مانند Fe، Si و منگنز است. دارای ویژگی های جذب سطحی است، می تواند منبع منیزیم و کلسیم، نسوز بالا، سطح ویژه بزرگ، عایق حرارتی خوب و اثر حفظ حرارت را فراهم کند.

پودر دولومیت را می توان به عنوان پرکننده رنگدانه در صنعت پوشش برای بهبود مقاومت در برابر آب و هوا، کمیاب بودن و مقاومت در برابر مالش پوشش ها استفاده کرد. عمدتا در پوشش های محافظ صنعتی و پوشش های دریایی استفاده می شود.

• کائولن

عملکرد اساسی: ترکیب شیمیایی سیلیکات آلومینیوم هیدراته است که دارای خواص رنگ سفید، کم هزینه، سیالیت و تعلیق خوب، بی اثری شیمیایی، قدرت پوشش قوی و غیره است. مقاومت در برابر نور برجسته، مقاومت در برابر اسید، قلیایی و نمک، و اثر ضد ته نشینی خوب.

کائولن می تواند قدرت پنهان کردن دی اکسید تیتانیوم یا سایر رنگدانه های سفید را افزایش دهد و رئولوژی و براقیت پوشش ها را بهبود بخشد. در رنگ، عمدتا نقش پرکننده و جایگزین رنگدانه را ایفا می کند و می تواند تقاضا برای رنگ های آنگو را کاهش دهد. کائولن همچنین می تواند سختی فیلم پوشش را افزایش دهد، کیفیت فیلم پوشش را بهبود بخشد و باعث شود که پوشش دارای خواص ضد خوردگی، کدورت و ضد ته نشینی خوبی باشد. این می تواند به طور گسترده ای در رنگ های مسطح مبتنی بر آب یا حلال، رنگ نیمه براق، رنگ پوسته تخم مرغ و رنگ مخصوص استفاده شود.

• سولفات باریم

عملکرد پایه: معمولاً دو شکل موجود وجود دارد، یعنی پودر باریت طبیعی و سولفات باریم رسوب شده. سولفات باریم یک ماده بی اثر با پایداری شیمیایی بالا، افزایش چگالی، مقاومت اسیدی و قلیایی، مقاومت در برابر نور و مقاومت در برابر حرارت است.

پودر باریت عمدتاً در پرایمرهای صنعت پوشش استفاده می شود. با جذب کم روغن و مصرف رنگ کم، می توان آن را به پرایمرهای فیلم ضخیم تبدیل کرد. و دارای مقاومت پرکننده، تراز و نفوذپذیری خوبی است که می تواند سختی و مقاومت در برابر سایش فیلم پوشش را افزایش دهد. به طور کلی، عملکرد سولفات باریم رسوبی بهتر از محصولات طبیعی است. دارای سفیدی بالا، بافت ظریف و ضد شکوفه می باشد. عیب آن این است که متراکم است و به راحتی رسوب می کند.

• ولاستونیت

عملکرد پایه: ترکیب شیمیایی متاسیلیکات کلسیم است و طول آن 13 تا 15 برابر قطر است. دارای ویژگی های پرشدگی افزایش یافته، پایداری شیمیایی، پایداری حرارتی خوب و پایداری ابعادی، خواص الکتریکی عالی و سفیدی و روشنایی بالا است.

ولاستونیت می تواند تن روشن رنگ سفید را افزایش دهد و بدون کاهش سفیدی و قدرت پنهان کردن رنگ، جایگزین پودر سفید و دی اکسید تیتانیوم شود. ولاستونیت همچنین می تواند سطح پوشش ها را بهبود بخشد و همچنین می تواند به عنوان یک عامل تعلیق خوب برای پوشش ها استفاده شود. ولاستونیت مورد استفاده در پرایمرها می تواند عملکرد ضد خوردگی را ارائه دهد و مقاومت در برابر خراش و ترک خوردگی را بهبود بخشد.

• پودر میکا

عملکرد پایه: پودر میکا در طبیعت به شکل تکه های کریستالی چند لایه وجود دارد. دارای شفافیت خوب و ضریب شکست بالا، استحکام عایق بالا و مقاومت الکتریکی زیاد و مقاومت عالی در برابر کرونا و خواص مکانیکی و مقاومت اسیدی و قلیایی است.

پودر میکا می تواند انعطاف پذیری، مقاومت در برابر آب، مقاومت در برابر آب و هوا، مقاومت شیمیایی، مقاومت در برابر حرارت و عایق الکتریکی را به فیلم پوشش بدهد. آرایش افقی در رنگ می تواند از اشعه ماوراء بنفش جلوگیری کند و از لایه پوشش محافظت کند و همچنین می تواند از نفوذ رطوبت جلوگیری کند. در پوشش های معماری، معرفی پودر میکا می تواند مقاومت در برابر ترک فیلم پوشش را بهبود بخشد و مقاومت در برابر ساییدگی را بهبود بخشد. مقدار کمی از میکا به عنوان یک جزء ویژه در آستر سازه فولادی استفاده می شود که می تواند مقاومت در برابر پاشش نمک و دوام را بهبود بخشد.

• پودر تالک

عملکرد پایه: پودر تالک یک ماده معدنی سیلیکات منیزیم است. ساختار واحد پایه لایه ای از طریق نیروی بسیار ضعیف واندروالس روی یکدیگر قرار می گیرد و لایه ها به راحتی از هم جدا می شوند و درجه خاصی از نرمی به آن می بخشد. دارای عایق الکتریکی خوب، مقاومت در برابر حرارت، پایداری شیمیایی، روانکاری، جذب روغن، قدرت پنهان کردن و خواص پردازش مکانیکی است.

در زمینه پوشش های صنعتی به خصوص در پرایمرها، معرفی پودر تالک می تواند مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر ترک فیلم پوشش را بهبود بخشد و خاصیت چسبندگی و سنباده را بهبود بخشد و همچنین می تواند در جلوگیری از ته نشینی و افتادگی نقش داشته باشد.

• پودر فلدسپات

این یک ساختار معمولی قاب مانند پرکننده معدنی است. با توجه به کاتیون های مختلف، پودر فلدسپات عمدتاً به سه شکل آلبیت، فلدسپات پتاس و آنورتیت وجود دارد. مورفولوژی پودر فلدسپات از ذرات ندولار با لبه ها و گوشه ها تشکیل شده است. در مقایسه با پرکننده‌های بلوک کروی یا معمولی، می‌تواند یک لایه پوششی متراکم‌تر ایجاد کند، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خراش را به فیلم پوشش بدهد و عملکرد فیلم پوشش را بهبود بخشد. عملکرد ضد خوردگی

• سیلیس

می توان آن را به دو دسته طبیعی و مصنوعی تقسیم کرد.

محصولات طبیعی شامل سیلیس کریستالی یعنی ماسه کوارتز است که عمدتاً در تهیه رنگ سنگ واقعی معماری استفاده می شود.

همچنین دی اکسید سیلیکون طبیعی آمورف، یعنی خاک دیاتومه وجود دارد. به دلیل چگالی و تخلخل کم، معمولاً در پوشش دیوارهای داخلی برای جذب و از بین بردن بو استفاده می شود. علاوه بر این، خاک دیاتومه دارای اثر یونی است که می تواند مولکول های آب را به یون های مثبت و منفی تجزیه کند و در نتیجه اکسیداسیون قوی ایجاد کند و اثر عقیم سازی خاصی داشته باشد.

محصولات مصنوعی شامل سیلیس رسوبی و سیلیس دود مصنوعی است.

سیلیس رسوب‌شده به‌طور یکنواخت در لایه پوششی پراکنده می‌شود، می‌تواند یک سطح ریز ناهموار ایجاد کند که باعث می‌شود نور به طور پراکنده منعکس شود و اثر مات شدن قوی دارد.

سیلیس دود مصنوعی، همچنین به عنوان کربن سیاه سفید شناخته می شود، دارای اثر غلیظ کننده است و تیکسوتروپی خاصی را در پوشش ها نشان می دهد. در سیستم اکریلیک مبتنی بر آب، معرفی سیلیس ممکن است مقاومت در برابر پیری فیلم پوشش را کاهش دهد. این به این دلیل است که ناخالصی‌های یون فلزی موجود در سیلیس باعث می‌شود که لایه پوششی تحت تابش نور فرابنفش دچار تخریب اکسیداتیو نوری شود و گروه‌های سیلانول در کانال‌های سیلیکا نیز واکنش تخریب نوری را تقویت می‌کنند.

• بنتونیت

خواص اساسی: ساختار لایه ای ویژه به بنتونیت خواص ویژه ای می دهد، مانند جذب آب، تورم، تیکسوتروپی، رئولوژی و غیره.

بنتونیت عمدتاً به عنوان یک عامل کمکی در پوشش‌ها مانند ضخیم‌کننده‌ها، مواد ضد ته‌نشینی، پخش‌کننده‌ها و غیره برای جلوگیری از ته نشین شدن رنگدانه‌ها و پرکننده‌ها در پوشش‌ها استفاده می‌شود.

با توجه به نوع بنتونیت، بنتونیت پایه کلسیمی و بنتونیت پایه سدیم عمدتاً در پوشش‌های مبتنی بر آب استفاده می‌شود، در حالی که بنتونیت آلی عمدتاً در پوشش‌های مبتنی بر حلال و بنتونیت پایه لیتیومی را می‌توان در پوشش‌های مبتنی بر آب استفاده کرد. .

• هیدروکسید آلومینیوم

هیدروکسید آلومینیوم به عنوان یک پرکننده مقاوم در برابر شعله، پایداری حرارتی خوبی دارد و دارای سه عملکرد اصلی ضد شعله، سرکوب دود و پر کردن است. مهم ترین پرکننده معدنی در پوشش های ضد حریق است. اصل ضد شعله این است که هیدروکسید آلومینیوم در دمای بالا آب را آزاد می کند، یک واکنش گرماگیر رخ می دهد و آب تبخیر می شود و انرژی اضافی مصرف می کند. پس از تجزیه هیدروکسید آلومینیوم، یک لایه مانع تشکیل می شود که می تواند جریان اکسیژن و سرعت تولید گازهای دیگر را کاهش دهد. باقیمانده اکسید آلومینیوم به دست آمده روی سطح رسوب می کند تا اکسیژن را جدا کرده و به اثر مهار احتراق دست یابد. علاوه بر این، جذب کم هیدروکسید آلومینیوم از اشعه ماوراء بنفش آن را برای سیستم های پوشش UV بسیار مناسب می کند.

مروری بر بازار صنعت پوشش

افزایش تقاضا در بازار پوشش عمدتاً به دلیل رشد سرمایه گذاری در صنعت ساختمان، توسعه صنعت خودروسازی، افزایش جمعیت شهری و بهبود اقتصاد جهانی است. بر اساس داده های انجمن جهانی صنعت رنگ و پوشش (WPCIA)، به استثنای سال 2015، بازار جهانی پوشش ها از سال 2012 تا 2019 روند رشدی را نشان داد. در سال 2019، ارزش بازار جهانی پوشش ها 172.8 میلیارد دلار بود که افزایشی را نشان می دهد. 4.8 درصد نسبت به سال 2018.

رقابت در بازار جهانی پوشش ها شدید است. با توجه به تعداد زیاد دسته های پوشش و تفاوت زیاد تقاضای پایین دستی در صنعت، تعداد زیادی شرکت وجود دارد و صنعت نسبتاً پراکنده است. از منظر منطقه ای، آسیا و اقیانوسیه، اروپا و آمریکای شمالی مناطق پیشرو در صنعت پوشش جهانی هستند. منطقه آسیا و اقیانوسیه بزرگترین بازار پوشش در جهان است. منطقه آسیا و اقیانوسیه 57 درصد از فروش را در سال 2019 به خود اختصاص داده است که در مقایسه با سال 2018، 7 درصد افزایش داشته است.

 

منبع مقاله: شبکه پودر چین