• 主题:建筑涂料,汽车涂料,颜料,原材料
3d 插图彩虹的颜色抽象多彩在黑色背景上。

作者:Cynthia Challener,CoatingsTech 特约撰稿人

根据 Global Market Insights 的数据,到 2025 年,用于所有应用的颜料(有机、无机和特种颜料)的全球市场价值将超过 180 亿美元。油漆和涂料行业占 2017 年颜料销售额的最大部分,预计这一最终用途将以最快的速度增长。随着最终用户寻求更具成本效益、环保的解决方案,这些解决方案使用寿命更长,而且不仅仅起到保护和美化的作用,因此对油漆和涂料中使用的颜料的期望也越来越高。增加这种情况复杂性的一个新障碍是许多原材料的成本上升和供应有限。虽然这些问题给颜料制造商带来了挑战,

颜料原料挑战

随着颜料和涂料生产商对供应链、定价、可用性、区域法规、政治影响和消费者偏好的变化做出反应,全球颜料市场变得越来越活跃。除此之外,还增加了将涂料和颜料的新技术推向市场的活动。“在许多方面,”Sun Chemical Performance Pigments 涂料营销总监 Michael T. Venturini 说,“过去几个月的变化比过去几年的变化更具影响力。在过去的几个季度中,全球颜料市场的关键原材料成本出现了无法预料的增长。这些增长影响了颜料供应链的各个层面,从基础化学品到特种原材料。”

拥有强大供应链和良好供应链管理能力的公司绝对处于优势,因为即使在这些具有挑战性的条件下,它们也可以确保获得高质量的原材料。

这些成本增加的主要驱动因素是由于全球(尤其是中国)更严格地执行环境和安全法规而普遍缺乏原材料供应。DCC LANSCO 全球产品营销经理 Bruce Howie 解释说:“中国政府正在执行更严格的环境法规,这导致减少生产以限制排放,但也导致工厂关闭和公司合并。” 结果,他指出供应链已经萎缩,许多不同的颜料等级以一种或另一种形式受到影响。在某些情况下,无法获得高规格材料的颜料生产商正在购买低质量的原料,从而生产低质量的颜料。

扩展色彩空间

在性能和色调方面,人们期望不断创新。造型师希望为自己的客户扩展他们的产品组合,这需要颜料制造商开发新的色调。据豪伊说,他们还在试验新的颜料技术组合,以创造新的、明亮的、充满活力的色调。“该行业通过开发和测试新的颜料化学成分,继续推动’耐用颜色外壳的边缘’,”The Shepherd Color Company 的营销经理 Mark Ryan 说道。“我们一直在寻找更亮、更清洁、’更酷’和更耐用的颜料,通过我们的全球网络带给我们的合作伙伴,”他在谈到他的公司时说。

色素发展2

尤其是橙色空间中没有足够的颜料选择,而今天的方法是混合红色和黄色,这导致对颜色匹配的显着需求。为了解决这个问题,DCC LANSCO 开发了颜料橙 86,这是一种基于铋的橙色,可将铋基颜料的传统色域从绿色/柠檬黄色扩展到其他领域。据豪伊介绍,该公司还在开发一种有机群青颜料,它将把目前的群青颜料范围从蓝色/紫色扩展到黄色/红色/橙色。该颜料最初设计用于工程树脂,但 DCC LANSCO 将努力优化这些颜料,以最终引入油漆和涂料市场。

与此同时,Silberline Manufacturing Co., Inc. 重新开发了其研发能力,并将资源集中用于开发新的彩色铝片,这些铝片在许多不同的新色彩空间中突破了色度的极限——从更深、更亮的红色到高色度蓝色和绿色,根据公司技术服务和产品应用经理 Jason J. Kuhla 的说法。

专注于高性能颜料

Smithers Rapra 美洲运营总监 Ciaran Little 表示,高性能颜料 (HPP) 需要最终用户对各种性能特征进行认证,因此价格较高。“这个市场,包括特种和复合无机有色颜料 (CICP),2018 年价值 67.3 亿美元,2023 年达到 79.7 亿美元,同比增长 3.4%,”他说。同期的消费量将从 239,120 吨增加到 282,694 吨。油漆和涂料是 HPP 的关键最终用途,2018 年将占到 115,000 吨材料,价值超过 31 亿美元,占整个 HPP 市场价值的 47%。

在接下来的五年中,Smithers Rapra 预计 CICP 将经历最快的增长,尽管 Little 预计其他类别的 HPP,包括有机颜料、金属颜料、珠光颜料和特种颜料,在此期间也将表现相当不错。Little表示,在地理方面,亚洲将是增长最快的地区,其次是中东。北美和西欧等成熟市场的增长率最慢,但他指出仍有创新空间。“例如,墨西哥是一个有趣的增长市场,”他评论道。

Ryan 发现塑料和涂料的颜料市场在世界各地都很强劲。“长期追求更高性能的产品,尤其是建筑产品,这意味着 Shepherd Color 专门从事的高度耐用的 CICP 市场的使用正在增加。当您查看应用程序或地理位置时,我们会看到所有细分市场越来越多地使用 CICP,”他说。他补充说,HPP 的最大发展是进一步采用红外反射黑色颜料,黄色和橙色颜料(如 BV Yellow、NTP Yellow 和 RTZ Orange)的兴起以高性能替代铬酸铅,以及利用易分散性(ED) 技术用于 IR 和黄橙色颜料。“除了高性能之外,这种 ED 能力将我们从 HPP 时代带入了超高性能颜料 (uHPPs) 时代。

更强大的功能

事实上,根据 Little 的说法,颜料开发最令人兴奋的领域之一是使用颜料来提供额外的功能。“这一趋势为颜料行业提供了许多机会,其中许多是在油漆和涂料应用中,”他说。

Howie 表示,被认为添加的功能因人而异,范围从赋予独特的特殊效果以增强耐用性(例如耐候性)到为“凉爽”涂料的配方提供太阳能反射。Kuhla 同意,效果颜料不仅仅是呈现独特的颜色或外观——它们还可以提供热反射、辐射阻挡和耐腐蚀性能。

例如,DCC LANSCO 认为,传统上必须预先混合和研磨的搅拌级颜料具有更大的功能,因为它们可以为客户节省时间和金钱并提高工厂运营效率。具有更高遮盖力的颜料是另一个例子。“具有增强遮盖力的钒酸铋只需涂一层,而有机颜料则需要两层或三层。消除那些额外的油漆涂层有助于减轻重量,并为航空航天市场等行业节省材料和劳动力,”Howie 指出。

太阳能反射颜料可能是市场上最知名的功能颜料。据瑞安说,他们仍在越来越多地使用旨在减少热量积聚的“冷”涂层。“最大的应用之一是使用红外反射颜料,特别是黑色颜料。黑色物体在暴露在阳光下时通常会升温最多,但 Shepherd Color Arctic 颜料有助于使深色比使用标准颜料配制时更凉爽,”他解释道。据瑞安说,Shepherd Color 已经优化了用于深色主色调和色调应用的产品,并应用了其 Dynamix Easy-Dispersed 技术,以实现该技术的快速原型设计和生产中的无缝放大。

Little 表示,这种“酷”的涂料趋势现在也正在转向汽车领域。“使用红外反射 HPP,冷漆在汽车 OEM 涂料领域发挥着越来越重要的作用,”他说。巴斯夫拥有一个被动温度管理平台,该平台结合了对红外辐射透明的底漆和红外反射填料。据该公司称,这种组合可以在明亮的阳光下将车辆的表面温度降低多达 20°C。“这相当于整个车队在汽车的整个生命周期内节省大量能源——主要是减少驾驶员空调的使用,以及耐久性的提高,”利特尔说。

他指出,纳米技术也被用来优化红外反射率。“用混合铁/钛氧化物纳米棒装饰云母薄片可以生产出近红外太阳反射率高达 80% 的产品,而且成本可能很低,”利特尔解释说。

增加色素功能对于无人驾驶或高级驾驶辅助系统 (ADAS) 车辆也很重要,这些车辆严重依赖视觉传感器,包括光检测和测距 (LiDAR) 系统,以帮助汽车保持在道路上并判断与其他车辆的距离车辆。Little 表示,需要进一步改进车辆涂料,以最大限度地提高这项技术的性能。Kuhla 补充道:“随着自动驾驶汽车的出现,推动的是创造功能性颜料,这些颜料可以配制到不同的汽车油漆层中,以使这些自动驾驶汽车中使用的检测系统更能识别车辆。” 作为一个例子,PPG 正在做的小点工作。“该公司正在改进其技术,以便更好地管理特定波长下涂层的反射率,这将在这里找到一个现成的市场,”他说。PPG 还致力于生产具有增强雷达反射率的涂层,这可以促进无人驾驶汽车对道路上其他车辆的可视化。

环境驱动因素

Little 表示,环境绩效和法规遵从性将继续成为 2018-2023 年行业的主要推动力。“创新将包括改进制造方法和用于制造颜料本身的材料。在某些应用中也将需要新的效果颜料,”他说。

一个显着的持续趋势是远离基于重金属的颜料(特别是铬酸铅)。Howie 表示,颜料制造商正在积极开发环保替代品,包括无机、有机和有机/无机混合解决方案。“DCC LANSCO 推出了包含所有这些选项的各种产品系列,因为铬酸铅没有单一、一对一的替代品;每种涂料配方都需要定制颜色匹配来生成量身定制的解决方案,结果通常会在一定程度上影响色调和性能,”他观察到。

Sun Chemical 还推出了多种用于替代重金属的高性能颜料,包括 Fanchon Yellow 184(钒酸铋)和 Yellow 138 用于绿色调黄色。“颜料的选择在很大程度上取决于客户的颜色和性能要求,”Venturini 观察到。“Fanchon Yellow 184 具有耐久性和耐光性,而 Fanchon Yellow 138 具有更高的颜色强度和耐久性,”他解释说。Sun Chemical 还为红色和橙色空间开发了耐用的替代品。

一个显着的持续趋势是远离基于重金属的颜料(特别是铬酸铅)。颜料制造商正在积极开发环保替代品,包括无机、有机和有机/无机混合解决方案。

据瑞安说,Shepherd Color 看到对高度关注物质 (SVHC) 的监管和计划压力越来越大,这可能导致采购挑战。“消除某些化学品的监管压力不会消失。如果找不到新的解决方案,那么颜色空间或其他属性将丢失。能够用新技术解决这些问题需要时间和费用,通常需要更昂贵的解决方案。” 然而,他确实指出,许多无机颜料固有的惰性使它们在这方面具有优势。“我们的无机颜料获得了广泛的监管批准,我们将继续投资开发新技术以取代存在安全问题的传统颜料,包括我们的 NTP 黄作为铬酸铅黄的高性能替代品。

第二个主要趋势是工业应用转向水性和高固体份涂料。“水性涂料需要先进的铝颜料,通常用磷酸盐或硅烷技术处理,以防止产生氢气,”Kuhla 说。Howie 表示,高固含量涂料还需要设计用于在具有更高研磨基料负载量的系统中使用的颜料,例如在更高的着色水平下增强流变稳定性。DCC LANSCO 已开发出一些有机颜料,可提供这种性能,同时最大限度地减少泡沫的产生,这对于高浓度涂料来说可能是一个问题。

响应汽车行业需求

外观是个人汽车购买决定的主要因素。因此,汽车制造商不断寻求创造新的独特外观,以突出和区分他们的车型。

Howie 表示,影响颜料发展的一个重要趋势是希望与特殊效果颜料组合使用的颜色具有更高的透明度。“高透明度颜料很重要,因为它们增加的色度、强度和透明度使配方设计师能够以前所未有的方式更新汽车油漆颜色,”文图里尼补充道。“这是配方设计师区分油漆颜色、突出车身设计以及最大化新效果颜料技术的外观和色度的全新方式,”他观察到。Sun Chemical 推出了新的基于有机苝的 Perrindo 超细颜料分散体,这是用于汽车 OEM 和修补涂料的即用型水性产品。

汽车制造商也在寻找不会随视角改变颜色的涂料,尤其是金属漆。根据 Howie 的说法,这些涂料需要使用旨在显示较少随角异色的颜料。

Kuhla 表示,汽车行业向水性涂料的转变正在推动在汽车外饰 OEM 涂料中使用经过二氧化硅处理的薄研磨铝片。二氧化硅封装的铝片提供这些涂层所需的放气稳定性,同时还赋予铝片剪切稳定性,使它们能够承受再循环的剪切应力并保持其颜色和外观特性。“增加的剪切稳定性允许使用薄研磨铝颜料,由于这些薄片具有极强的延展性,并且它们在汽车油漆生产线上的循环过程中容易损坏,因此过去不是可行的选择。

汽车制造商也在寻找不会随视角改变颜色的涂料,尤其是金属漆。

这种外观归因于这些薄片在薄膜表面的定向方式以及由于它们极薄而几乎没有边缘反射的事实。事实上,汽车外涂层的底涂层厚度层的减少正在推动更精细和更薄的具有高不透明度的研磨铝片的成功,这些铝片可以在实现这些薄膜构建所需的较低负载水平下覆盖基材。Kuhla 还指出,多层效果颜料在市场上越来越受欢迎和成熟,为以前使用当前薄片技术无法实现的效果带来了新的机会。

满足对建筑应用程序的期望

有一些显着的积极趋势影响着建筑涂料领域,这些趋势对颜料需求产生了连锁反应。Howie 表示,该领域的两次风格转变值得一提。“人们越来越喜欢硬木地板而不是地毯,这导致对木材着色剂和饰面以及用于配制它们的颜料和染料的需求不断增长。另外,随着涂料制造商将具有扩展调色板的创新涂料技术引入室内装饰应用市场,我们看到了从壁纸到绘画的转变。颜料创新促进了这种增长,反过来又推动了对新型颜料技术的更多投资,”他观察到。

然而,Venturini 表示,重要的是要记住,建筑涂料是一个竞争激烈的涂料领域,价值对客户很重要。“提高颜料的强度和效率是提供附加值的明确方法,”他说。Howie 同意人们对具有良好遮盖力和颜色强度的颜料越来越感兴趣。对于应用于灰泥、硅酸盐和其他高 pH 值基材的涂料,他指出客户正在寻找同时具有良好碱稳定性的颜料。

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