من خلال تطوير مسحوق الطلاء والطلب على مسحوق الحشو ، سنتحدث عن تطبيقه واتجاه التطوير

في عصر عاصفة حماية البيئة، يعد تطوير الطلاءات الصديقة للبيئة هو الاختيار الحتمي للمؤسسات، ولكن الطلاءات الصديقة للبيئة ليست مجرد طلاءات مائية، إذا سارعت الشركات لتطوير الطلاءات المائية، فمن المحتم أن يكون هناك يكون تجانس المنتج. بالإضافة إلى الطلاءات ذات الأساس المائي، تعتبر الطلاءات عالية الصلابة والطلاءات الخالية من المذيبات والطلاءات المسحوقية أيضًا طلاءات صديقة للبيئة، والتي يجب أن تصبح اتجاه التطوير الرئيسي لصناعة الطلاءات.

الوضع العام لطلاء المسحوق

1. مقدمة لطلاء المسحوق

بدأ طلاء المسحوق في الخمسينيات من القرن الماضي، وهو عبارة عن محتوى صلب بنسبة 100٪، ولا يتم إنتاج مركبات عضوية متطايرة (VOCs) بواسطة طلاءات صديقة للبيئة، مع توفير الطاقة، وتقليل التلوث، وعملية بسيطة، وسهلة لتحقيق الأتمتة الصناعية، وممتازة أداء الطلاء وغيرها من الخصائص.

مسحوق الطلاء عبارة عن طلاء مسحوق يتكون من البوليمرات والأصباغ والمواد المالئة والمواد المضافة. لأنه لا يوجد تطاير للوسط السائل، فهو يتمتع بحماية بيئية وبيئية جيدة؛ يمكن لطلاء المسحوق أن يشكل طلاءًا أكثر سمكًا في تمريرة واحدة، مما يتميز بكفاءة إنتاج عالية للغاية؛ الخصائص الميكانيكية والمقاومة الكيميائية لطلاءات المسحوق ممتازة، ولها خصائص طلاء ممتازة؛ استخدام مسحوق الطلاء يمكن أن يوفر الطاقة والموارد، ويمكن أن يصل معدل الاستخدام إلى 99%، وهو آمن للاستخدام وله اقتصاد متميز؛ لذلك، كطلاء خالٍ من المذيبات، فإن طلاء المسحوق يتوافق مع مبادئ "الأربعة E" المشهورة عالميًا للاقتصاد وحماية البيئة والكفاءة العالية والأداء الممتاز.

2. نظرة عامة على سوق مسحوق الطلاء

مع تزايد الطلب على الأجهزة الكهربائية والمركبات الخفيفة، زاد الطلب على مسحوق الطلاء. يؤدي الطلب المتزايد من صناعة الاستخدام النهائي في البلدان المتقدمة والناشئة أيضًا إلى تحفيز نمو سوق طلاء المسحوق.

بفضل الترويج المشترك لعدد من العوامل، وخاصة التطور السريع للتحضر والنمو المشترك للإسكان والبناء والسيارات، فإن معدل نمو الطلب في سوق مسحوق الطلاء في الصين يحتل المرتبة الأولى في العالم، والتطور السريع لمسحوق الطلاء سيقود حتما نمو الطلب على حشو المسحوق.

تحليل تطبيق مواد المسحوق المختلفة في مسحوق الطلاء

لا يمكن للحشوات في الطلاءات تقليل تكاليفها فحسب، بل تلعب أيضًا دورًا كبيرًا في تحسين أداء منتجات الطلاء. على سبيل المثال، تحسين مقاومة التآكل ومقاومة الخدش لفيلم الطلاء، وتقليل ترهل الطلاء عند ذوبانه وتشغيله، وتحسين الأداء المضاد للتآكل، وتحسين مقاومة الرطوبة.

يجب أخذ عوامل مثل الكثافة وأداء التشتت وتوزيع حجم الجسيمات والنقاء في الاعتبار عند اختيار مواد الحشو لطلاءات المسحوق. بشكل عام، كلما زادت الكثافة، انخفضت تغطية مسحوق الطلاء؛ تشتت الجزيئات الكبيرة أفضل من تشتت الجزيئات الصغيرة. الحشو خامل كيميائيًا ويتجنب التفاعل مع مكونات معينة من تركيبة المسحوق، مثل الأصباغ؛ يجب أن يكون لون الحشو أبيضًا قدر الإمكان. تشتمل مواد المسحوق الشائعة الاستخدام في طلاء المسحوق بشكل أساسي على كربونات الكالسيوم، وكبريتات الباريوم، والتلك، ومسحوق الميكا، والكاولين، والسيليكا، والولاستونيت، وما إلى ذلك.

1. تطبيق كربونات الكالسيوم في مسحوق الطلاء

تنقسم كربونات الكالسيوم إلى كربونات الكالسيوم الخفيفة (كربونات الكالسيوم المترسبة) وكربونات الكالسيوم الثقيلة. بغض النظر عن نوع كربونات الكالسيوم والطريقة المستخدمة لإنتاجها، فإن أحجام الجسيمات المختلفة تؤثر بشدة على لمعان الطلاء.

بالإضافة إلى استخدامه للزيادة، يتم استخدام الكالسيوم الثقيل بشكل أساسي لاستبدال ثاني أكسيد التيتانيوم والأصباغ الملونة جزئيًا، واستبدال الكالسيوم الخفيف وترسيب كبريتات الباريوم، ومقاومة التآكل، واستبدال الأصباغ المضادة للصدأ جزئيًا.

عند استخدام الكالسيوم الثقيل في الدهانات المعمارية الداخلية، يمكن استخدامه بمفرده أو مع بودرة التلك. بالمقارنة مع التلك، فإن كربونات الكالسيوم تقلل من معدل الطباشير، وتحسن الاحتفاظ بالألوان وتزيد من مقاومة العفن في الدهانات ذات الألوان الفاتحة. ومع ذلك، بسبب ضعف مقاومة الأحماض، فإنه يعيق تطبيقه في الطلاءات الموضعية.

بالمقارنة مع الكالسيوم الثقيل، يحتوي الكالسيوم الخفيف على حجم جسيمات صغير ونطاق توزيع ضيق لحجم الجسيمات، وامتصاص عالي للزيت وسطوع، ويمكن استخدام الكالسيوم الخفيف حيث يكون الحد الأقصى لتأثير التلميع مطلوبًا.

2. تطبيق كبريتات الباريوم في مسحوق الطلاء

هناك نوعان من كبريتات الباريوم المستخدمة كأصباغ لأجسام الطلاء: طبيعية وصناعية، المنتج الطبيعي يزن مسحوق الصاري، والمنتج الاصطناعي يسمى كبريتات الباريوم المترسبة.

في مسحوق الطلاء، يمكن لكبريتات الباريوم المترسبة أن تعزز التسوية والاحتفاظ باللمعان لطلاءات المسحوق، ولها توافق جيد مع جميع الأصباغ. يمكنه تحقيق سمك الطلاء المثالي في عملية الرش ومعدل تطبيق المسحوق مرتفع.

تستخدم حشوات مسحوق الباريت بشكل رئيسي في البادئات الصناعية والطلاءات المتوسطة للسيارات التي تتطلب قوة عالية للفيلم، وقوة تعبئة عالية وخمول كيميائي عالي، وكذلك في المعاطف الخفيفة التي تتطلب لمعانًا عاليًا. في دهانات اللاتكس، نظرًا لمؤشر الانكسار العالي للباريت (1.637)، يمكن أن يكون لمسحوق الباريت الناعم وظيفة الصباغ الأبيض الشفاف، والذي يمكن أن يحل محل جزء من ثاني أكسيد التيتانيوم في الطلاء.

3. تطبيق مسحوق الميكا في مسحوق الطلاء

مسحوق الميكا عبارة عن تركيبة سيليكات معقدة، والجزيئات تشبه القشور، مع مقاومة ممتازة للحرارة، ومقاومة الأحماض والقلويات، والتي لها تأثير على سيولة ذوبان مسحوق الطلاء، ويستخدم بشكل عام في طلاءات المساحيق المقاومة للحرارة والعازلة، ويمكن استخدامه كمواد مالئة لمساحيق النسيج.

من بين العديد من المعادن الشبيهة بالميكا، يشبه التركيب الكيميائي للسيرسيت التركيب الكيميائي للكاولين، وله مجموعة متنوعة من خصائص معادن الميكا ومعادن الطين. عند تطبيقه في الطلاء، يمكن أن يحسن بشكل كبير مقاومة الطقس ونفاذية الماء لفيلم الطلاء، ويعزز التصاق وقوة فيلم الطلاء، ويحسن مظهر فيلم الطلاء. في الوقت نفسه، من السهل أن تدخل جزيئات الصبغة إلى الطبقة الشبكية من مسحوق السيرسيت، وذلك للحفاظ على اللون لفترة طويلة. بالإضافة إلى ذلك، مسحوق السيرسيت لديه أيضًا وظيفة مكافحة الطحالب والعفن الفطري. ولذلك، فإن مسحوق السيرسيت عبارة عن حشو متعدد الوظائف مع نسبة أداء وسعر ممتازة للطلاءات.

4. تطبيق بودرة التلك في مسحوق الطلاء

التلك، المعروف أيضًا باسم سيليكات المغنيسيوم المائي، يتم تصنيعه عن طريق سحق التلك مباشرة. الجسيمات عبارة عن بلورات تشبه الإبرة، ولها ملمس زلق، وملمس ناعم، وكشط منخفض، ولها تعليق وتشتت جيدين ودرجة تسييل معينة، والتي لها تأثير كبير على سيولة ذوبان مسحوق الطلاء، وغالبًا ما تستخدم في مساحيق النسيج. في الوقت الحاضر، يتم استخدامه في العديد من البادئات، والطلاءات المتوسطة، ودهانات إشارات الطرق، والطلاءات الصناعية والطلاءات المعمارية للاستخدام الداخلي والخارجي.

بودرة التلك غير مكلفة، ولكن لها عيوب ولذلك يتم استخدامها بكميات محدودة. بادئ ذي بدء، امتصاص الزيت أكبر. في حالة انخفاض امتصاص الزيت، يجب دمجه مع مواد مالئة ومسحوق الباريت مع امتصاص منخفض للزيت؛ ثانياً، مقاومة التآكل ليست عالية، وينبغي إضافة حشوات أخرى للتعويض عن الحاجة إلى مقاومة تآكل عالية؛ بالإضافة إلى ذلك، فإن بودرة التلك التي تحتوي على معادن غير معدنية أخرى ليست مناسبة للطلاءات الخارجية التي تتطلب مقاومة عالية للطقس لأن المعادن الشوائب من السهل أن تتفاعل مع الأحماض (مثل المطر الحمضي)؛ بالإضافة إلى ذلك، يتمتع التلك بخصائص التلميع، لذلك لا يتم استخدامه بشكل عام في الطلاءات شديدة اللمعان.

5. تطبيق السيليكا في مسحوق الطلاء

مسحوق الكوارتز المسامي هو نوع من نظام السيليكا، والذي يُعرف بأنه آمن للاستخدام، وقد تم استخدامه على نطاق واسع في طلاءات المسحوق، والطلاءات المقاومة للحريق، والطلاءات المقاومة للماء، والطلاءات المضادة للتآكل، وما إلى ذلك. يمكن لمسحوق الكوارتز المسامي الرخيص أن يقلل من تكلفة مسحوق الطلاء، وفي نفس الوقت استبدال كبريتات الباريوم لتقليل محتوى الباريوم القابل للذوبان في المنتج، والذي يلبي متطلبات حماية البيئة.

بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يتم استخدام السيليكا المدخنة كمضافات سائبة ومضادة للتكتل لمساحيق الطلاء. السيليكا المدخنة عبارة عن صبغة متعددة الوظائف وعامل تحكم في الريولوجيا للطلاءات ذات الأداء الممتاز. في الطلاءات السائلة، تشمل وظائف التحكم الريولوجية ما يلي: سماكة، متغيرة الانسيابية، مقاومة الترهل، تغطية الحواف؛ في أنظمة طلاء المسحوق الصلب، يتم تعزيز التدفق الحر للمساحيق، ويتم منع التكتل والتسييل.

6. تطبيق الكاولين في مسحوق الطلاء

يمكن للكاولين تحسين مقاومة الانسيابية والترسيب. ليس للطين المكلس أي تأثير على الخواص الريولوجية، ولكن يمكن أن يكون له نفس تأثير التلميع وزيادة التغطية وزيادة البياض مثل الطين غير المعالج، والذي يشبه التلك.

يتمتع الكاولين عمومًا بامتصاص عالي للماء، وهو غير مناسب لتحسين الانسيابية للطلاءات وغير مناسب لتحضير أفلام الطلاء الكارهة للماء. يتراوح حجم جسيمات منتجات الكاولين بين 0.2 و1 ميكرومتر. يتميز الكاولين ذو حجم الجسيمات الكبير بامتصاص منخفض للماء؛ يمكن استخدام الكاولين (أقل من 1 ميكرومتر) ذو تأثير التلميع الجيد وحجم الجسيمات الصغيرة في الطلاءات شبه اللامعة والطلاءات الداخلية.

يمكن تقسيم الكاولين إلى كاولين مكلس وكاولين مغسول. بشكل عام، فإن امتصاص الزيت والعتامة والمسامية والصلابة للكاولين المكلس أعلى من الكاولين المغسول.

7. تطبيق الخرز الزجاجي المجوف في مسحوق الطلاء

الخرز الزجاجي المجوف عبارة عن مسحوق كروي مجوف صغير، يتميز بمزايا الوزن الخفيف والحجم الكبير والموصلية الحرارية المنخفضة وقوة الضغط العالية والعزل ومقاومة التآكل وعدم السمية والتشتت والسيولة والاستقرار.

عند استخدامها في مسحوق الطلاء، يمكن للخرز الزجاجي المجوف القيام بما يلي:

(1) انخفاض العزل الحراري والعزل وامتصاص الماء. الجزء الداخلي من الخرز الزجاجي المجوف عبارة عن فراغ أو غاز رقيق، وهناك اختلاف في الكثافة والتوصيل الحراري بين راتنجات الإيبوكسي وراتنجات الإيبوكسي، لذا فهو يتميز بخصائص العزل الحراري، وهو حشو ممتاز للأسطح العالية. طلاءات مسحوق مقاومة للحرارة.

(2) يمكنه تحسين الخواص الفيزيائية والميكانيكية لطلاء المسحوق. تعمل حشوات الخرز الزجاجي المجوفة على زيادة صلابة وصلابة مسحوق الطلاء. ومع ذلك، فإن مقاومة التأثير تتناقص، ويرتبط الانخفاض بالمعالجة السطحية للخرز الزجاجي العازل. يمكن للمعالجة المسبقة باستخدام عامل التوصيل المناسب أن تقلل من تأثير صدمات المادة.

(3) انخفاض امتصاص الزيت. معدل امتصاص الزيت لأنواع مختلفة من الخرز الزجاجي المجوف لكل 100 جرام يتراوح بين 7 ملجم إلى 50 ملجم، وهذه المادة المالئة ذات معدل امتصاص الزيت المنخفض تزيد من كمية الحشو المقنعة أثناء عملية الإنتاج وتقلل من التكلفة الشاملة.

8. تطبيق الولاستونيت في مسحوق الطلاء

المكون الرئيسي للولاستونيت هو سيليكات الكالسيوم، بكثافة 2.9 جم / سم 3، ومعامل انكسار 1.63، وامتصاص زيت 30 ~ 50٪، وله هيكل يشبه الإبرة وسطوع جيد.

تصنع مسحوق الطلاء عمومًا من مسحوق الولاستونيت الطبيعي، والذي تتم معالجته من الولاستونيت الطبيعي. يمكن استخدام الولاستونيت كصبغة فيزيائية واستبدال بعض الصبغات البيضاء في الطلاءات، حيث يلعب دورًا في التغطية والزيادة وتقليل تكلفة الطلاء. نظرًا للتوصيل الكهربائي الجيد، فإنه غالبًا ما يستخدم في طلاء مسحوق العزل الإيبوكسي. يحتوي Wollastonite على بنية بيضاء تشبه الإبرة تعمل على تحسين خصائص الانثناء والشد لطلاءات المسحوق.

اتجاه تطوير حشوات المساحيق لطلاءات المسحوق

1. المعالجة السطحية لحشو المسحوق

حشوات مسحوق الطلاء قطبية، في حين أن راتنجات طلاء المسحوق قطبية للغاية، مما سيؤدي إلى ضعف التوافق بين الاثنين، مما سيكون له تأثير سلبي على معالجة طلاء المسحوق وأداء الطلاء. لذلك، عادة ما يكون من الضروري معالجة حشو المسحوق بالطرق الفيزيائية (طلاء السطح وامتزاز السطح) أو الطرق الكيميائية (استبدال السطح، والتحلل المائي، والبلمرة والتطعيم، وما إلى ذلك)، بحيث يمكن تقليل قطر الجسيمات للركام بشكل كبير. أو يمكن تحسين سيولة النظام، ويمكن تحسين أداء المعالجة والجودة الواضحة (مثل اللمعان وسطوع اللون وما إلى ذلك) والقوة الميكانيكية للطلاء.

2. حشو المسحوق جيد

عندما تكون نسبة راتنج مسحوق الطلاء إلى الحشو ثابتة، من الناحية النظرية، كلما كان حجم جسيمات الحشو أصغر، كانت خصائص السطح والخصائص الميكانيكية لفيلم الطلاء أفضل. إذا تم تقليل حجم جسيمات الحشو إلى مستوى مشابه لحجم جسيم ثاني أكسيد التيتانيوم (0.2~0.5μm)، فيمكن عزل التيتانيوم متعدد الكربونات المنتج في الصيغة، ويمكن تشكيل مراكز تشتت أكثر فعالية، وقوة الاختباء. يمكن تحسين ثاني أكسيد التيتانيوم، وهو مبدأ الفصل المكاني للحشو الناعم. وبالمثل، يمكن للحشوات الدقيقة أن تقلل أيضًا من كمية الصبغة المستخدمة.

3. تكنولوجيا النانو لحشو المسحوق

المواد النانوية الأكثر استخدامًا هي نانو السيليكا، نانو ثاني أكسيد التيتانيوم، ونانو كربونات الكالسيوم. يُذكر أن ثاني أكسيد التيتانيوم النانوي يتمتع بالشفافية، ويمكنه تحسين الخواص الميكانيكية وامتصاص الطلاء فوق البنفسجي، ويمكن استخدامه في ورنيش تراكب السيارات، والذي يمكن أن يحسن بشكل كبير مقاومة الطقس لطلاءات المسحوق. نظرًا لأن المواد النانوية عبارة عن جزيئات دقيقة جدًا، فإن النشاط السطحي مرتفع جدًا، ومن السهل التكتل والتلبد، وبالتالي فإن المعالجة السطحية لحشوات النانو، واختيار طرق الإضافة ومعدات التشتيت، وكمية المواد النانوية المضافة في مسحوق الطلاء، و إن كيفية التفريق في الراتنج الأساسي هي المفتاح لتطبيق المواد النانوية في مسحوق الطلاء. في تصميم تركيبة طلاء المسحوق، يمكن اختيار مواد حشو مختلفة وفقًا لمتطلبات أداء المنتج لتحقيق أفضل النتائج.

4. تفعيل حشو مسحوق الطلاء

اتجاه تطوير طلاء المسحوق الوظيفي هو تحسين الخواص الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية لبعض جوانب طلاء المسحوق، أو إعطاء مسحوق الطلاء وظيفة جديدة. على سبيل المثال، يتم استخدام مسحوق الكاولين والولاستونيت في إنتاج مسحوق الطلاء العازل كهربائيًا، والذي لا يمكنه تقليل تكلفة مسحوق الطلاء فحسب، بل يمكنه أيضًا تحسين العزل الكهربائي. لهيدروكسيد الألومنيوم وهيدروكسيد المغنيسيوم تأثيرات مثبطة للهب، والتي يمكن تحويلها إلى طلاءات مسحوقية مثبطة للهب، ويمكنها أيضًا التحكم في الريولوجيا، وتحسين الالتصاق، والتحكم في اللمعان، وتحسين قوة الإخفاء، وما إلى ذلك. لذلك، يجب أن تتحول حشوات طلاء المسحوق من التكلفة البسيطة الاختزال إلى الأبحاث الوظيفية الأخرى، وتطوير المزيد من الحشوات الجديدة بأداء ممتاز وسعر منخفض لتلبية احتياجات التطوير المستمر لطلاءات المساحيق.

طلاء المسحوق هو طلاء صديق للبيئة موفر للطاقة وموفر للموارد ومنخفض التلوث. نظرًا للطلب المتزايد على الطاقة في دول العالم، أصبح تقليل استهلاك الطاقة وحماية البيئة من التوجهات التنموية الرئيسية. لذلك، فإن تطوير مسحوق الطلاء الذي يمكن معالجته في درجات حرارة منخفضة، والذي يتمتع بمقاومة عالية للطقس، وزخرفي للغاية ويمكن تطبيقه بشكل رقيق، سيكون هو الاتجاه الرئيسي للتطوير في المستقبل. بسبب الطلب على مسحوق الطلاء، فإن الطلب على حشوات المساحيق مثل كربونات الكالسيوم، والكوارتز، ومسحوق الميكا، والتلك، والكاولين سيزداد حتمًا. كما أن متطلبات الدقة والتشغيل وتعديل سطح حشوات المساحيق تزداد أكثر فأكثر.