เนื่องจากเป็นวัสดุที่สำคัญ สารเคลือบจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการก่อสร้างและอุตสาหกรรม ตามขอบเขตการใช้งาน สามารถแบ่งออกเป็นสารเคลือบสถาปัตยกรรม สารเคลือบอุตสาหกรรม สารเคลือบทั่วไป และวัสดุเสริม

สารเคลือบสถาปัตยกรรม: สารเคลือบผนัง สารเคลือบกันน้ำ สารเคลือบพื้น สารเคลือบสถาปัตยกรรมเชิงฟังก์ชัน ฯลฯ

สารเคลือบอุตสาหกรรม: สารเคลือบยานยนต์ สารเคลือบไม้ สารเคลือบอุตสาหกรรมเบา สารเคลือบสำหรับเรือ สารเคลือบป้องกันการกัดกร่อน ฯลฯ

วัสดุทั่วไปและวัสดุเสริม: สีผสม, เคลือบเงา, เคลือบฟัน, สีรองพื้น, สีโป๊ว, วัสดุเสริม (ทินเนอร์, สารกันความชื้น, เครื่องทำให้แห้ง, สารบ่ม ฯลฯ)

ในฐานะที่เป็นวัสดุผงที่ใช้มากที่สุดในการเคลือบ สารเติมแต่งสีมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุง ปรับปรุง และสร้างสรรค์ประสิทธิภาพของสารเคลือบ (ฟิล์มเคลือบ) เม็ดสีสำหรับสารเคลือบ ได้แก่ คาร์บอนแบล็ค เหล็กออกไซด์ ไททาเนียมไดออกไซด์ ฯลฯ และสารตัวเติมเรียกอีกอย่างว่าเม็ดสีเฉื่อย เม็ดสีปริมาณ และสารเพิ่มความสดใส ซึ่งหมายถึงรงควัตถุสีขาวและไม่มีสีที่ไม่มีกำลังย้อมสีและกำลังการซ่อน ตามลักษณะแร่วิทยาที่แตกต่างกันและองค์ประกอบทางเคมีพื้นฐาน สารตัวเติมสามารถแบ่งคร่าวๆ ได้เป็นคาร์บอเนต ซิลิเกต ซิลิกา แบเรียมซัลเฟต และอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์

• บทบาทของสารตัวเติมอนินทรีย์ในการเคลือบ

การลดต้นทุน: ความหนาของฟิล์มเคลือบสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการเติม ซึ่งทำหน้าที่เป็นโครงกระดูกในการเคลือบ ทำให้ฟิล์มเคลือบมีความอวบอิ่มและหนา จึงสามารถลดต้นทุนการผลิตสารเคลือบได้

การเพิ่มประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น: ฟิลเลอร์สามารถปรับคุณสมบัติการไหลของสารเคลือบ เช่น การทำให้หนาขึ้น ป้องกันการตกตะกอน ฯลฯ และยังสามารถปรับปรุงความแข็งแรงเชิงกลของฟิล์มเคลือบ เช่น ปรับปรุงความต้านทานการเสียดสีและความทนทาน

ปรับปรุงประสิทธิภาพ: องค์ประกอบทางเคมี แสง ความร้อน ไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก และคุณสมบัติอื่นๆ ของสารตัวเติมอนินทรีย์สามารถให้ฟังก์ชันบางอย่างแก่สารเคลือบได้

• ดัชนีการเลือกสารตัวเติมอนินทรีย์

สารตัวเติมมีหลายประเภทและข้อกำหนด และการใช้ผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงและมีเสถียรภาพเป็นสิ่งสำคัญมากเพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพของสารเคลือบ ในการเลือกสารตัวเติม นอกเหนือจากการให้ความสนใจกับองค์ประกอบทางเคมีและรูปแบบแร่แล้ว ขนาดและการกระจายของอนุภาคของสารตัวเติม ความแข็ง ค่าการดูดซึมน้ำมัน อัตราส่วนกว้างยาว และลักษณะอื่นๆ ก็เป็นตัวชี้วัดที่ต้องพิจารณาเช่นกัน

การประยุกต์ใช้สารตัวเติมอนินทรีย์ในอุตสาหกรรมการเคลือบ

• แคลเซียมคาร์บอเนต

ประสิทธิภาพพื้นฐาน: สารเพิ่มเม็ดสีที่ใช้งานได้หลากหลายที่สุด ออกฤทธิ์ทางเคมี ลดการพองของฟิล์ม ป้องกันโรคราน้ำค้าง และสารหน่วงไฟ มันไม่เพียงแต่ลดต้นทุนแต่ยังทำหน้าที่เป็นโครงกระดูก สามารถเพิ่มความหนาของฟิล์ม ปรับปรุงความแข็งแรงเชิงกล ทนต่อการขัดถู และระบบกันสะเทือน

ผลิตภัณฑ์แคลเซียมคาร์บอเนตจากธรรมชาติคุณภาพสูงทำจากแคลไซต์ มีความขาวสูง และสามารถนำไปทำเป็นผงตาข่ายต่างๆ ที่จำเป็นสำหรับการเคลือบได้ แคลเซียมคาร์บอเนตสังเคราะห์เรียกอีกอย่างว่าแคลเซียมคาร์บอเนตเบาหรือแคลเซียมคาร์บอเนตตกตะกอน เนื่องจากอนุภาคละเอียดกว่า การดูดซึมน้ำมันจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก และเป็นด่างเล็กน้อย ไม่ควรใช้แคลเซียมคาร์บอเนตสังเคราะห์กับเม็ดสีที่มีความทนทานต่อด่างต่ำ สามารถใช้เป็นสารตัวเติมสำหรับสารเคลือบผนังภายในที่ใช้น้ำในการเคลือบสถาปัตยกรรม แต่เนื่องจากความทนทานต่อสภาพอากาศและการคงตัวของสี จึงมีประสิทธิภาพต่ำและไม่ค่อยได้ใช้ในการเคลือบผนังภายนอก

• โดโลไมต์

ประสิทธิภาพพื้นฐาน: องค์ประกอบทางทฤษฎีคือ w(CaO)=30.4%, w(MgO)=21.7%, w(CO2)=47.9% ซึ่งมักมีสิ่งเจือปน เช่น Fe, Si และ Mn มีลักษณะการดูดซับพื้นผิว สามารถให้แมกนีเซียมและแคลเซียมแหล่ง การหักเหสูง พื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ ฉนวนกันความร้อนที่ดีและผลการรักษาความร้อน

ผงโดโลไมต์สามารถใช้เป็นสารตัวเติมเม็ดสีในอุตสาหกรรมการเคลือบเพื่อปรับปรุงความทนทานต่อสภาพอากาศ ความหายาก และความทนทานต่อการขัดถูของสารเคลือบ ส่วนใหญ่ใช้ในสารเคลือบป้องกันอุตสาหกรรมและการเคลือบทางทะเล

• ดินขาว

ประสิทธิภาพพื้นฐาน: องค์ประกอบทางเคมีคืออะลูมิเนียมซิลิเกตไฮเดรต ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นสีขาว ต้นทุนต่ำ ไหลลื่นและกันกระเทือนได้ดี ความเฉื่อยของสารเคมี พลังครอบคลุมที่แข็งแกร่ง ฯลฯ ทนต่อแสง กรด ด่าง และเกลือได้อย่างดีเยี่ยม และป้องกันการตกตะกอนได้ดี

ดินขาวสามารถเพิ่มพลังการซ่อนของไททาเนียมไดออกไซด์หรือเม็ดสีขาวอื่น ๆ และปรับปรุงการไหลและความมันวาวของสารเคลือบ ในสีนี้ ส่วนใหญ่จะทำหน้าที่เป็นสารตัวเติมและสารทดแทนเม็ดสี และสามารถลดความต้องการสีย้อมอังกูได้ ดินขาวยังสามารถเพิ่มความแข็งของฟิล์มเคลือบ ปรับปรุงคุณภาพของฟิล์มเคลือบ และทำให้เคลือบมีคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อน ความทึบ และป้องกันการตกตะกอนที่ดี สามารถใช้กันอย่างแพร่หลายในสีเรียบที่ใช้น้ำหรือตัวทำละลาย, สีกึ่งเงา, สีเปลือกไข่และสีพิเศษ

• แบเรียมซัลเฟต

ประสิทธิภาพพื้นฐาน: โดยปกติจะมีอยู่สองรูปแบบ ได้แก่ ผงแบไรท์ธรรมชาติและแบเรียมซัลเฟตตกตะกอน แบเรียมซัลเฟตเป็นสารเฉื่อยที่มีความคงตัวทางเคมีสูง มีความหนาแน่นเพิ่มขึ้น ทนต่อกรดและด่าง ทนต่อแสง และทนความร้อน

ผงแบไรท์ส่วนใหญ่จะใช้ในสีรองพื้นในอุตสาหกรรมการเคลือบ ด้วยการดูดซึมน้ำมันต่ำและการใช้สีต่ำ จึงสามารถนำมาทำเป็นไพรเมอร์ฟิล์มหนาได้ และมีความต้านทานการบรรจุ การปรับระดับ และการซึมผ่านที่ดี ซึ่งสามารถเพิ่มความแข็งและความต้านทานการขัดถูของฟิล์มเคลือบได้ โดยทั่วไป ประสิทธิภาพของแบเรียมซัลเฟตตกตะกอนนั้นดีกว่าผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ มีความขาวสูง เนื้อละเอียด และป้องกันการบาน ข้อเสียคือมีความหนาแน่นและตกตะกอนได้ง่าย

• วอลลาสโทไนท์

ประสิทธิภาพพื้นฐาน: องค์ประกอบทางเคมีคือแคลเซียมเมทาซิลิเกต และมีความยาว 13 ถึง 15 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลาง มีคุณลักษณะของการเติมที่เพิ่มขึ้น ความเสถียรทางเคมี เสถียรภาพทางความร้อนที่ดีและความเสถียรของมิติ สมบัติทางไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ความขาวและความสว่างสูง

Wollastonite สามารถเพิ่มโทนสีสว่างของสีขาว และสามารถแทนที่ผงสีขาวและไททาเนียมไดออกไซด์โดยไม่ลดความขาวและซ่อนพลังของสี วอลลาสโทไนท์ยังสามารถปรับปรุงการปรับระดับของสารเคลือบ และยังสามารถใช้เป็นสารแขวนลอยที่ดีสำหรับการเคลือบ Wollastonite ที่ใช้ในไพรเมอร์สามารถให้ประสิทธิภาพป้องกันการกัดกร่อน และสามารถปรับปรุงความต้านทานรอยขีดข่วนและความต้านทานการแตกร้าว

• ผงไมก้า

ประสิทธิภาพพื้นฐาน: ผงไมกามีอยู่ในรูปของเกล็ดผลึกหลายชั้น มีความโปร่งใสที่ดีและดัชนีการหักเหของแสงสูง ความแข็งแรงของฉนวนสูงและความต้านทานไฟฟ้าขนาดใหญ่ และความต้านทานโคโรนาที่ดีเยี่ยมและคุณสมบัติทางกลและความต้านทานต่อกรดและด่าง

ผงไมกาสามารถให้ความยืดหยุ่น ทนน้ำ ทนต่อสภาพอากาศ ทนต่อสารเคมี ทนความร้อน และฉนวนไฟฟ้าให้กับฟิล์มเคลือบ การจัดเรียงตามแนวนอนในสีสามารถป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลตและปกป้องฟิล์มเคลือบ และยังป้องกันความชื้นจากการซึมผ่านได้อีกด้วย ในการเคลือบสถาปัตยกรรม การใช้ผงไมกาสามารถปรับปรุงความต้านทานการแตกร้าวของฟิล์มเคลือบและปรับปรุงความต้านทานการขัดถู ไมกาจำนวนเล็กน้อยถูกใช้เป็นส่วนประกอบพิเศษของสีรองพื้นโครงสร้างเหล็ก ซึ่งสามารถปรับปรุงความต้านทานและความทนทานของละอองเกลือ

• แป้งฝุ่น

ประสิทธิภาพพื้นฐาน: แป้งทัลก์เป็นแร่แมกนีเซียมซิลิเกต โครงสร้างยูนิตแบบเป็นชั้นพื้นฐานซ้อนกันด้วยแรง Van der Waals ที่อ่อนแออย่างยิ่ง และชั้นสามารถแยกออกได้ง่าย ทำให้มีความนุ่มนวลในระดับหนึ่ง มีฉนวนไฟฟ้าที่ดี ทนความร้อน ความเสถียรทางเคมี การหล่อลื่น การดูดซับน้ำมัน กำลังการซ่อน และคุณสมบัติการประมวลผลทางกล

ในด้านการเคลือบอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในไพรเมอร์ การนำผงแป้งโรยตัวสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานการแตกร้าวของฟิล์มเคลือบ และสามารถปรับปรุงคุณสมบัติการยึดเกาะและการขัด และยังมีบทบาทในการป้องกันการตกตะกอนและการหย่อนคล้อย

• ผงเฟลด์สปาร์

เป็นโครงสร้างคล้ายโครงทั่วไปของแร่ฟิลเลอร์ ตามไพเพอร์ที่แตกต่างกัน ผงเฟลด์สปาร์ส่วนใหญ่มีอยู่สามรูปแบบคืออัลไบท์ โปแตชเฟลด์สปาร์ และอะนอร์ไทต์ สัณฐานวิทยาของผงเฟลด์สปาร์ประกอบด้วยอนุภาคเป็นก้อนกลมที่มีขอบและมุม เมื่อเทียบกับสารตัวเติมบล็อกทรงกลมหรือธรรมดา สามารถสร้างฟิล์มเคลือบที่มีความหนาแน่นมากขึ้น ให้ความต้านทานการสึกหรอสูงและทนต่อการขีดข่วนให้กับฟิล์มเคลือบ และปรับปรุงประสิทธิภาพของฟิล์มเคลือบ ประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อน

• ซิลิกา

สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: ธรรมชาติและประดิษฐ์

ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ ได้แก่ ผลึกซิลิกา นั่นคือ ทรายควอทซ์ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในการเตรียมสีหินจริงสำหรับสถาปัตยกรรม

นอกจากนี้ยังมีซิลิกอนไดออกไซด์ธรรมชาติอสัณฐานคือดินเบา เนื่องจากมีความหนาแน่นและความพรุนต่ำ จึงมักใช้ในการเคลือบผนังภายในเพื่อดูดซับและขจัดกลิ่นไม่พึงประสงค์ นอกจากนี้ ดินเบายังมีเอฟเฟกต์ไอออนิก ซึ่งสามารถย่อยสลายโมเลกุลของน้ำให้เป็นไอออนบวกและไอออนลบ ทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันที่รุนแรงและมีผลในการฆ่าเชื้อ

ผลิตภัณฑ์ประดิษฐ์ ได้แก่ ซิลิกาตกตะกอนและซิลิกาฟูมสังเคราะห์

ซิลิกาตกตะกอนที่กระจายตัวสม่ำเสมอในฟิล์มเคลือบสามารถสร้างพื้นผิวที่ขรุขระระดับไมโคร ซึ่งทำให้แสงสะท้อนแบบกระจายและมีผลในการปูที่รุนแรง

ซิลิกาฟูมสังเคราะห์หรือที่เรียกว่าไวท์คาร์บอนแบล็คมีผลทำให้หนาขึ้นและแสดง thixotropy บางอย่างในสารเคลือบ ในระบบอะคริลิกสูตรน้ำ การนำซิลิกามาใช้อาจลดความต้านทานการเสื่อมสภาพของฟิล์มเคลือบได้ ทั้งนี้เนื่องจากสิ่งเจือปนของโลหะไอออนที่มีอยู่ในซิลิกาจะทำให้ฟิล์มเคลือบได้รับการย่อยสลายด้วยแสงออกซิเดชันภายใต้การฉายรังสีอัลตราไวโอเลต และกลุ่มซิลานอลในช่องซิลิกาจะส่งเสริมปฏิกิริยาการสลายตัวด้วยแสงด้วย

• เบนโทไนท์

คุณสมบัติพื้นฐาน: โครงสร้างชั้นพิเศษทำให้เบนโทไนท์มีคุณสมบัติพิเศษ เช่น การดูดซึมน้ำ บวม ไทโซโทรปี รีโอโลยี ฯลฯ

เบนโทไนท์ส่วนใหญ่ใช้เป็นสารช่วยในการเคลือบ เช่น สารเพิ่มความข้น สารป้องกันการตกตะกอน สารช่วยกระจายตัว ฯลฯ เพื่อป้องกันการตกตะกอนของเม็ดสีและสารตัวเติมในสารเคลือบ

ตามประเภทของเบนโทไนต์ เบนโทไนต์ที่มีแคลเซียมและเบนโทไนต์ที่มีโซเดียมเป็นส่วนประกอบหลัก ส่วนใหญ่จะใช้ในการเคลือบแบบน้ำ ในขณะที่เบนโทไนต์อินทรีย์ส่วนใหญ่จะใช้ในการเคลือบด้วยตัวทำละลาย และเบนโทไนต์ที่มีลิเธียมสามารถใช้ในการเคลือบแบบน้ำ .

• อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์

ในฐานะที่เป็นสารหน่วงไฟ อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์มีความเสถียรทางความร้อนที่ดีและมีหน้าที่หลักสามประการคือ สารหน่วงไฟ การปราบปรามควัน และการบรรจุ เป็นสารตัวเติมอนินทรีย์ที่สำคัญที่สุดในสารเคลือบสารหน่วงไฟ หลักการหน่วงไฟคืออะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ปล่อยน้ำที่อุณหภูมิสูง ปฏิกิริยาดูดความร้อนเกิดขึ้น และน้ำจะระเหยและใช้พลังงานเพิ่มเติม หลังจากที่อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์สลายตัว จะเกิดชั้นกั้น ซึ่งสามารถชะลอการไหลของออกซิเจนและอัตราการสร้างก๊าซอื่นๆ สารตกค้างของอะลูมิเนียมออกไซด์ที่เกิดขึ้นจะถูกสะสมบนพื้นผิวเพื่อแยกออกซิเจนและบรรลุผลในการยับยั้งการเผาไหม้ นอกจากนี้ การดูดกลืนแสงอัลตราไวโอเลตต่ำของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับระบบเคลือบยูวีบ่ม

ภาพรวมตลาดของอุตสาหกรรมการเคลือบ

ความต้องการที่เพิ่มขึ้นในตลาดสารเคลือบส่วนใหญ่เกิดจากการเติบโตของการลงทุนในอุตสาหกรรมก่อสร้าง การพัฒนาอุตสาหกรรมยานยนต์ การเพิ่มขึ้นของประชากรในเมือง และการพัฒนาเศรษฐกิจโลก ตามข้อมูลจาก World Paint and Coatings Industry Association (WPCIA) ยกเว้นปี 2015 ตลาดสารเคลือบทั่วโลกมีแนวโน้มเติบโตจากปี 2012 ถึง 2019 โดยในปี 2019 ตลาดสารเคลือบทั่วโลกมีมูลค่า 172.8 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ เพิ่มขึ้น 4.8% เมื่อเทียบกับปี 2561

การแข่งขันในตลาดสารเคลือบทั่วโลกนั้นดุเดือด เนื่องจากประเภทการเคลือบจำนวนมากและความต้องการขั้นปลายในอุตสาหกรรมต่างกันมาก จึงทำให้มีบริษัทจำนวนมากและอุตสาหกรรมค่อนข้างกระจัดกระจาย จากมุมมองของภูมิภาค เอเชียแปซิฟิก ยุโรป และอเมริกาเหนือเป็นภูมิภาคชั้นนำในอุตสาหกรรมการเคลือบระดับโลก ภูมิภาคเอเชียแปซิฟิกเป็นตลาดสารเคลือบที่ใหญ่ที่สุดในโลก ภูมิภาคเอเชียแปซิฟิกคิดเป็น 57% ของยอดขายในปี 2019 เพิ่มขึ้น 7% เมื่อเทียบกับปี 2018

 

ที่มาของบทความ: China Powder Network