With the push for environmental protection, firms must develop eco-friendly coatings. But, eco-friendly coatings aren’t limited to water-based ones. If enterprises rush to develop water-based coatings, product homogeneity will inevitably occur. Besides water-based coatings, high-solid, solvent-free, and powder coatings are also eco-friendly. They should be the key development focus of the coatings industry. A report said the Asia-Pacific region will have the highest growth in powder coatings from 2017 to 2022. This applies to both value and volume. Powder coating technology is developing rapidly to adapt to the demand-driven market. The market drives the need to study different powders in coatings.
Visão geral do revestimento em pó
Introdução aos revestimentos em pó
O revestimento em pó surgiu na década de 1950. É um revestimento ecológico. Tem conteúdo sólido 100% e nenhum VOC. Economiza energia e reduz a poluição. Tem um processo simples, é fácil de automatizar e tem excelente desempenho de revestimento.
Powder coating is a powder coating composed of polymers, pigments, fillers and additives. Powder coating has no volatilization of its liquid medium. So, it has good ecological and environmental protection. It can form a thicker coating in one application, with very high efficiency. It also has great mechanical properties and chemical resistance. Its performance is excellent, too. Using powder coating saves energy and resources. Its utilization rate can reach 99%. It is safe and very cost-effective. It is a solvent-free coating. It meets the “four E” principles: economy, environmental protection, efficiency, and performance.
Visão geral do mercado de revestimentos em pó
O aumento da demanda por eletrodomésticos e veículos leves impulsionou a necessidade de revestimentos em pó. Um aumento na demanda de indústrias em países desenvolvidos e emergentes impulsionou o mercado de revestimentos em pó. Um relatório da Markets and Markets diz que o mercado global de revestimentos em pó atingirá US$ $134,9 bilhões até 2022. Ele crescerá em 6,75% anualmente de 2017 a 2022.
O mercado de revestimentos em pó da China tem a demanda de crescimento mais rápido do mundo. Isso se deve a muitos fatores. Eles incluem a rápida urbanização e o crescimento de moradias, construção e carros. Em 2016, a produção da indústria de revestimentos em pó da China atingiu 2,07 milhões de toneladas.
Revestimentos em pó são 11% da produção total de revestimentos do meu país. O 13º Plano Quinquenal diz: "até 2020, a indústria de revestimentos deve produzir cerca de 22 milhões de toneladas". Destes, 57% devem ser revestimentos econômicos e ecológicos. Em 2020, os revestimentos em pó aumentarão para 18%, com uma produção de 4 milhões de toneladas. O aumento dos revestimentos em pó aumentará a demanda por enchimentos em pó.
Análise da aplicação de diferentes materiais em pó em revestimentos em pó
Os enchimentos em revestimentos podem cortar custos. Eles também melhoram o desempenho do revestimento.
Por exemplo, eles podem:
- Melhore a resistência ao desgaste e a arranhões do revestimento.
- Reduza a flacidez durante o nivelamento do derretimento.
- Melhore sua resistência à corrosão e à umidade.
When choosing fillers for powder coatings, consider density, dispersion, particle size, and purity. In general, the higher the density, the lower the powder coating’s coverage. The dispersion of large particles is better than that of small ones. The filler is chemically inert. It must not react with some powder formula components, like pigments. The filler should be as white as possible. Powder coatings mainly use these materials: calcium carbonate, barium sulfate, talc, mica, kaolin, silica, and wollastonite.
Aplicação de carbonato de cálcio em revestimentos em pó
O carbonato de cálcio tem dois tipos: leve e pesado. O leve é o carbonato de cálcio precipitado. Todos os tipos de carbonato de cálcio e métodos de produção afetam o brilho do revestimento. Diferentes tamanhos de partículas têm um forte efeito sobre ele. O carbonato de cálcio geralmente não é recomendado para uso externo.
Carbonato de cálcio pesado é usado principalmente para substituir alguns outros materiais. Ele substitui parcialmente dióxido de titânio, pigmentos de cor, cálcio leve e sulfato de bário precipitado. Ele previne corrosão e substitui parcialmente pigmentos antiferrugem. Ele também é usado como um intensificador.
Ao usar carbonato de cálcio pesado em tintas internas, ele pode ser usado sozinho ou com talco. O carbonato de cálcio, comparado ao talco, é melhor. Ele pode reduzir a pulverização, melhorar a retenção de cor em tintas leves e aumentar a resistência ao mofo. No entanto, sua baixa resistência a ácidos dificulta sua aplicação em revestimentos externos.
O carbonato de cálcio leve tem um tamanho de partícula menor e mais uniforme do que o carbonato de cálcio pesado. Ele tem maior absorção de óleo e brilho também. O carbonato de cálcio leve pode ser usado onde o efeito de fosqueamento máximo é necessário.
Aplicação de sulfato de bário em revestimentos em pó
Existem dois tipos de sulfato de bário usados como pigmentos de corpo de tinta: natural e sintético. O produto natural é pó de barita. O produto sintético é sulfato de bário precipitado.
Em revestimentos em pó, o sulfato de bário precipitado pode melhorar o nivelamento e o brilho. É compatível com todos os corantes. Pode fazer com que os revestimentos em pó atinjam a espessura ideal e uma alta taxa de revestimento no processo de pulverização.
Os enchimentos de pó de barita são usados em primers industriais e revestimentos automotivos. Esses revestimentos precisam de alta resistência, poder de enchimento e inércia química. Eles também são usados em acabamentos de alto brilho. Em tintas látex, o pó fino de barita pode substituir um pouco de dióxido de titânio. Seu alto índice de refração (1,637) o torna um pigmento branco translúcido.
Aplicação de pó de mica em revestimentos em pó
O pó de mica é composto de silicatos complexos, e suas partículas são escamosas. Ele tem excelente resistência ao calor, ácido e álcali. Ele também afeta a fluidez de fusão de revestimentos em pó. Ele é usado em revestimentos em pó resistentes ao calor e isolantes. Ele também pode ser um enchimento para pó de textura.
Dos muitos tipos de mica, a estrutura da sericita é como a do caulim. Ela tem propriedades de minerais de mica e argila. Seu uso em revestimentos pode melhorar muito sua resistência às intempéries e permeabilidade à água. Também pode melhorar sua adesão, resistência e aparência. Ao mesmo tempo, partículas de corante podem entrar na camada intermediária de treliça do pó de sericita. Isso evita que a cor desbote por um longo tempo. Além disso, o pó de sericita também tem a função de antialgas e antimofo. Portanto, o pó de sericita é um enchimento multifuncional com excelente relação preço-desempenho para revestimentos.
Aplicação de talco em revestimentos em pó
O talco, também conhecido como silicato de magnésio hidratado, é diretamente triturado do minério de talco. As partículas são cristais em forma de agulha. Elas parecem gordurosas. São macias e não muito abrasivas. Elas têm boa suspensão e dispersibilidade e certa tixotropia. Elas afetam muito a fluidez de fusão de revestimentos em pó. Então, elas são frequentemente usadas para pós de textura. Atualmente, elas são usadas em vários primers, revestimentos intermediários, tintas para placas de trânsito, revestimentos industriais e revestimentos arquitetônicos internos e externos.
Talc is cheap, but it has disadvantages, so its usage is limited. First, it has a large oil absorption. For low oil absorption, it must be mixed with fillers and low-oil-absorption barite powder. Also, it has low wear resistance. In high-wear situations, other fillers must be added to compensate. Thirdly, talc with non-metallic minerals is not fit for exterior coatings that need high weather resistance. The impurities can react with acids, like acid rain. Also, talc has matting properties, so it is not used in high-gloss coatings.
Aplicação de sílica em revestimentos em pó
O quartzo em pó poroso pertence a um tipo de sistema de sílica. É seguro e amplamente utilizado em muitos revestimentos, como: pó, retardante de fogo, à prova d'água e anticorrosão. O quartzo em pó poroso e barato pode reduzir o custo dos revestimentos em pó. Ele pode substituir o sulfato de bário para reduzir o bário solúvel. Isso atenderá aos padrões ambientais.
Além disso, revestimentos em pó geralmente usam sílica pirogênica como um auxiliar antiaglomerante. A sílica pirogênica é um pigmento de corpo superior e um agente de controle de reologia de revestimento. Ela tem excelente desempenho. Em revestimentos líquidos, ela controla a reologia por: espessamento, tixotropia, anti-flacidez e cobertura de bordas. Em revestimentos em pó sólidos, ela melhora o fluxo de pó e previne aglomeração e fluidização.
Aplicação de Caulim em Revestimentos em Pó
O caulim pode melhorar as propriedades de tixotropia e antissedimentação. A argila calcinada não afeta a reologia. Mas, como a argila não tratada, pode matizar, aumentar o poder de cobertura e a brancura. Esses efeitos são semelhantes ao pó de talco.
Caulim tem alta absorção de água. Não ajuda com tixotropia ou na fabricação de revestimentos hidrofóbicos. O tamanho de partícula dos produtos de caulim está entre 0,2-1μm. Caulim com partículas grandes tem baixa absorção de água. Tem um bom efeito de fosqueamento. Caulim com um tamanho de partícula pequeno (menos de 1μm) pode ser usado para revestimentos semibrilhantes e internos.
O caulim pode ser dividido em caulim calcinado e caulim lavado. Em geral, a absorção de óleo, opacidade, porosidade, dureza e brilho do caulim calcinado são maiores do que os do caulim lavado.
Aplicação de microesferas de vidro ocas em revestimentos em pó
Microesferas de vidro ocas são pós esféricos minúsculos e ocos. Elas são leves, têm um grande volume e são baixas em condutividade térmica. Elas têm alta resistência à compressão, são isoladas e resistem à corrosão. Elas são atóxicas, bem dispersas e estáveis.
Quando usadas em revestimentos em pó, as microesferas de vidro ocas podem desempenhar as seguintes funções:
- (1) Isolamento térmico, isolamento e baixa absorção de água. As microesferas de vidro ocas têm um vácuo ou gás rarefeito dentro. Isso cria uma diferença de densidade e condutividade térmica com a resina epóxi. Então, elas isolam bem o calor. Elas são um excelente enchimento para revestimentos em pó resistentes a altas temperaturas.
- (2) Pode melhorar as propriedades físicas e mecânicas de revestimentos em pó. Os enchimentos de microesferas de vidro ocas podem aumentar a dureza e a rigidez dos revestimentos em pó. No entanto, a resistência ao impacto diminui. O grau de diminuição depende do tratamento de superfície das microesferas de vidro ocas. Usar o agente de acoplamento certo para pré-tratamento pode reduzir sua resistência ao impacto.
- (3) Baixa absorção de óleo. A taxa de absorção de óleo de microesferas de vidro ocas varia. Está entre 7mg e 50mg por 100g. Este enchimento de baixa absorção de óleo aumenta a quantidade de enchimento disfarçada durante a produção. Reduz o custo geral.
Aplicação de wollastonita em revestimentos em pó
Wollastonite é principalmente silicato de cálcio. Tem uma densidade de 2,9g/cm3, um índice de refração de 1,63 e uma absorção de óleo de 30-50%. Tem uma estrutura em forma de agulha e bom brilho.
Revestimentos em pó geralmente usam pó de wollastonita natural, que é processado a partir de wollastonita natural. A wollastonita pode ser um pigmento corporal. Pode substituir algum pigmento branco no revestimento. Melhorará a cobertura e reduzirá os custos de tinta. Sua boa condutividade o torna uma escolha comum para revestimentos em pó isolantes de epóxi. A wollastonita é um material branco, semelhante a uma agulha. Pode melhorar as propriedades de flexão e tração dos revestimentos em pó.
Tendência de desenvolvimento de cargas em pó para revestimentos em pó
Tratamento de superfície de cargas em pó
Os enchimentos de revestimento em pó são polares. As resinas de revestimento em pó são extremamente polares. Isso causará baixa compatibilidade entre elas e prejudicará o desempenho do revestimento. Portanto, geralmente é necessário tratar os enchimentos em pó. Use métodos físicos (revestimento de superfície e adsorção) ou métodos químicos (substituição, hidrólise, polimerização e enxerto) para reduzir o tamanho das partículas dos agregados ou melhorar a fluidez do sistema. Isso melhora o processamento do revestimento, a qualidade da superfície (brilho, brilho da cor) e a resistência mecânica.
Micronização de cargas em pó
Uma proporção constante de resina para enchimento em revestimento em pó é essencial. Teoricamente, partículas menores de enchimento produzem melhores propriedades mecânicas e de superfície. Se o tamanho da partícula de enchimento for reduzido ao do dióxido de titânio (0,2-0,5 μm), o titânio aglomerado na fórmula pode ser isolado. Isso criará melhores centros de dispersão. Isso melhorará o poder de cobertura do dióxido de titânio. Este é o princípio de separação espacial de enchimentos micronizados. Da mesma forma, os enchimentos micronizados também podem reduzir a quantidade de pigmento usada.
Nanotecnologia de enchimento em pó
Os nanomateriais mais comumente usados são nanodióxido de silício, nanodióxido de titânio e nanocarbonato de cálcio. O nanodióxido de titânio é relatado como transparente. Ele pode melhorar as propriedades mecânicas e a absorção de UV dos revestimentos. Ele também pode aumentar muito a resistência às intempéries de revestimentos em pó em verniz de acabamento automotivo. Os nanomateriais são partículas muito finas com alta atividade de superfície. Eles se aglomeram e floculam facilmente. Portanto, o tratamento de superfície de nanoenchimentos, o método de adição e a seleção do equipamento de dispersão, a quantidade de nanomateriais adicionados aos revestimentos em pó e como dispersá-los na resina base são a chave para a aplicação de nanomateriais em revestimentos em pó. Ao projetar revestimentos em pó, escolha os enchimentos com base nos requisitos de desempenho. Isso alcançará o melhor efeito.
Funcionalização de cargas de revestimento em pó
O objetivo dos revestimentos em pó funcionais é melhorar suas propriedades. Isso inclui seus aspectos físicos, químicos e mecânicos. Ou adicionar novas funções a eles. Pós de caulim e wollastonita produzem revestimentos em pó isolantes elétricos. Eles podem reduzir custos e melhorar o isolamento. Hidróxidos de alumínio e magnésio podem retardar chamas. Eles podem produzir revestimentos em pó retardantes de chamas. Eles também podem controlar a reologia, melhorar a adesão, controlar o brilho e melhorar o poder de cobertura. Assim, os enchimentos para revestimentos em pó devem deixar de apenas cortar custos. Eles devem se concentrar em pesquisas para desenvolver novos enchimentos de alto desempenho e baixo custo. Isso é para atender às crescentes demandas de revestimentos em pó.