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建筑装饰用无机颜料

发表人:admin发表时间:2015-01-13

   摘要:介绍建筑装饰用无机颜料常用品种,各品种性能特点及国内外生产状况,为建筑装饰行业,特别是装饰涂料生产企业,提供参考。

   关键词:建筑装饰 无机颜料 涂料 环保无机颜料

   为使建筑物艳丽缤纷、多姿多彩,人们用彩色予以妆扮,而用于着色的颜料特别是无机颜料充当着非常重要的角色。随着现代工业、住宅建筑、高层建筑的发展,建筑行业对拥有装饰性、保护性、耐久性及功能性的建筑涂料提出了更高的应用要求,建筑涂料今后发展将走向行业高端,即在低碳环保的前提下,保持与国际建筑涂料行业同步发展,并适应国家经济的发展需要,迎合宏观政策的导向。而占涂料重要成分的颜料也随之快速发展。

1.建筑装饰用无机颜料常用品种

    所谓颜料,指的是能使物体染上颜色的物质。颜料有可溶性和不可溶性、有无机和有机的区别。无机颜料又有天然无机颜料与合成无机颜料之分。天然产无机颜料,完全来自矿物资源,如天然产朱砂、红土、雄黄等。合成无机颜料则是通过化学反应合成的无机颜料,如钛白、铬黄、铁蓝、钛镍黄钛铬棕钴蓝钴绿铜铬黑镉红镉黄、立德粉、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄等。

    现代建筑装饰用无机颜料绝大部分是合成无机颜料,主要有钛白粉颜料、氧化铁颜料、铬系颜料和金属氧化物混相颜料(MMO)等。随着人们审美观念、环保观念的发展,无机颜料颜色日趋精美亮丽、性能日趋优质高档、产品日趋低碳环保。

1.1钛白粉

    钛白粉(二氧化钛)化学性质稳定,在一般情况下与大部分物质不发生反应,是建筑装饰重要的白色颜料,与其他白色颜料比较有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性、和化学稳定性,特别是没有毒性。

    用钛白粉制造的涂料,色彩鲜艳,遮盖力高,着色力强,用量省,品种多,对介质的稳定性可起到保护作用,并能增强漆膜的机械强度和附着力,防止裂纹,防止紫外线和水分透过,延长漆膜寿命。

1.2 立德粉

    立德粉又称为锌钡白,为无毒白色粉末,不溶于水,与酸作用分解放出硫化氢,与硫化氢和碱不起作用。它耐热性良好,可改善耐候性,防藻,降低成本以及其具有优异的遮蔽力的白度。立德粉遮盖力差于钛白粉,是仅次于钛白粉的第二大白色无机颜料。

1.3氧化铁颜料

    在各类无机颜料中,氧化铁颜料的产销量仅次于钛白粉,是第二个量大面大的无机颜料,属第一大彩色无机颜料。氧化铁颜料颜色多,色谱较广,遮盖力较高,主色有红、黄、黑三种,通过调配还可以得到橙、棕、绿等系列色谱的复合颜料,具体品种主要有以下几种:氧化铁红,氧化铁黄,氧化铁黑,氧化铁蓝,氧化铁绿,氧化铁棕等。氧化铁颜料有很好的耐光、耐候、耐碱及耐溶剂性,还具有无毒性等特点,广泛应用于建筑材料行业中。

1.4 铬系颜料

    铬系颜料属无机颜料 , 主要成分为铬酸盐 , 有铅铬黄、钼铬红、防锈颜料三大系列二十多个品种 。具有着色力高、稳定性好、耐光性、耐化学品性好等特点。由于该产品具有一定毒性 , 因此仅限于工业用, 不能用于食品、玩具等行业。

1.5镉系颜料

    镉系颜料是一种以硫化镉为主要组分的无机颜料,其色谱很宽广,从浅黄至桔红、红,直到紫酱色,只要有镉黄镉橙镉红

    镉系颜料色泽鲜艳,具有耐光、耐晒;耐候性优良;耐高温;遮盖力强;着色力强;不迁移、不渗色等特点。

    镉系颜料属于非环保无机颜料

1.6金属氧化物混相颜料环保型彩色混相无机颜料或MMO颜料)

    金属氧化物混相颜料环保型彩色混相无机颜料是由多种金属氧化物经高温固相反应而生成的具有环保无毒的高性能无机颜料。在国外称MMO颜料(Mixed Metal Oxide Pigment)或CICP(Complex Inorganic Color Pigment)

    环保型彩色混相无机颜料涵盖的颜色品种较多,不同元素的融入即能对原产品进行改性,并赋予新的功能与色相品种,目前国际上主要有钛铬棕钛镍黄钴绿钴蓝铜铬黑、铁铬黑、铁锰黑、铁锌铬棕、钛锰棕、钛铌黄、铋黄、铁铬绿等。 

    环保型彩色混相无机颜料中,通过紧密结合在主晶格里的金属失去了它们的化学、物理和生理学上的特性。所有环保型彩色混相无机颜料完全不溶,呈化学惰性,具有非常优异的耐高温、耐光牢度和耐候等性能,且不透明。

    环保型彩色混相无机颜料与大部分涂料树脂具有良好的相容性,在几乎所有的有机和无机溶剂中不渗色、不迁移,其耐光性、耐候性、耐高温性、耐酸耐碱性均达到最高级,即使在用白色颜料冲淡时也对光,热,气候和化学品也同样具有优良牢度。因而其特别适用于对耐光性、耐候性、耐温性等要求高的室外建筑涂料。

    值得一提的是,该颜料大部分具有非常优异的反射红外线功能,用于外墙涂料可起到隔热降温效果,同时具有仿叶绿素功能,可用于军事建筑伪装涂料。

2  建筑装饰用无机颜料的历史

    无机颜料的生产有悠久的历史,公元前2000-3000年发明了铅白的生产方法,公元一世纪开始了红丹和黄丹的生产。1704年,普鲁士人Diesbach发现了铁蓝的制法,19世纪初制得锌白(氧化锌),从而逐渐代替了毒性较大的铅白。1818年,铬黄问世。1828年,出现了群青。1874年锌钡白开始了工业生产,1916年,世界上第一个钛白粉厂诞生。从此,钛白粉以其优异得性能代替了大多数白色颜料,产量增长迅速,一跃成为颜料产量之首,这些无机颜料自问世,其首用途就是建筑工艺装饰。

    无机颜料生产工艺比较成熟,大多数产品的价格低廉,产品具有较高的耐光性、耐热性和耐候性,着色力和遮盖力都较高。不少颜料品种经历住了长时间的考验,除了铅白,碱式碳酸铜等被毒性小、性能好的品种所替代外,大多数产品如铅铬黄、铁蓝、群青、红丹、氧化锌、氧化铁等,至今仍在沿用。

    随着国际环保要求日益严厉,环保无机颜料如环保型钛白、环保型碳黑、环保型氧化铁颜料及环保型彩色混相无机颜料将得到普遍的开发与广泛应用,而非环保型无机颜料将逐步淡出历史舞台。

3 建筑装饰用无机颜料行业发展趋势与概况

    随着经济的发展,人们生活水平、可支配收入和文化水平的不断提高,人们也在不断地改善着自己的居住和办公环境,建筑装饰涂料被广泛的应用,人们对其所含污染物的危害越来越重视。而人们约有80%以上的时间是在室内度过的,所以关注及控制室内污染是改善环境质量、提高人体缝康水平的一个重要任务,人们在改善居住环境的同时,对装饰材料尤其是涂料的要求越来越高,尤其是功能更多、污染更低、档次更高的装饰涂料越来越受到青睐。

    这些年来,建筑涂料业发展迅速,加之高科技的应用,新的品种不断涌现,工艺上也打破以往以抹涂为主的传统工艺,出现了以喷涂为主,滚涂、刷涂、抹涂以及多种做法的复合工艺。从整个涂料的发展来看,它正在朝水性化、高档化、功能化、载体化方向发展,而用于占主要成分的颜料将赋予多样化、环保化。

3.1 世界颜料行业发展趋势

   据ceresana研究机构对全球颜料市场的分析,2006年全世界的有机、无机和特种颜料市场总量约为740万吨,年增长率为2.9%。到2016年,总量将提升至980万吨。在数量上,亚洲拥有最高的增长速度,其次是欧洲和北美地区。2006年达到176亿美元的销售额,主要在欧洲,其次是北美地区和亚洲。预计2016年将达到278亿美元,年增长率为5%。

3.2 中国在世界无机颜料市场的地位

    中国是世界无机颜料初级品的重要贡献者。中国生产的立德粉、氧化铁、铬颜料、钛白粉对世界消费市场的贡献率依次为100%、38%、32%和13%。而属于低碳环保型的彩色金属氧化物混相MMO无机颜料才刚刚开始起步,对世界消费市场的贡献率不到1%,具有广阔大的发展空间。

    目前,中国已经是世界最大的氧化铁、立德粉和铬颜料生产国,钛白粉产量仅次于美国。近年来随着能源和原材料价格上涨,同时世界发达国家钛白粉已进入产品成熟期,投资增产的可能性不大,预计今后几年的年均增长率将仅为1.4%。这使得跨国公司都把未来钛白粉的发展希望寄托在亚洲,特别是中国,钛白粉生产已经开始向中国转移。

3.3 中国主要无机颜料发展状况

    目前,在我国宁波、山东、辽宁营口等地都正在建设的大型氯化法钛白粉项目,据分析,它们都将在2011年前后建成投产,这些项目的投资商分别来自美、日、澳等国家。根据目前已有的内外资扩建新建计划和在建项目,预计2010年前后,我国钛白粉产能将达到约160万吨/年,有望超过美国成为世界第一大钛白粉生产国。氯化法工艺钛白粉产能将会有显著增长,产品品质也大幅提高,中国有望成为名副其实的世界无机颜料制造中心。

    中国氧化铁行业也有同样的前景,国外著名的氧化铁制造商同样看好中国市场。德国拜耳公司、英国洛克伍德公司、海明斯公司都在中国沿海发达城市如上海、浙江富阳、江苏常熟、太仓、广东深圳等地建立了独资或合资企业。现在江浙沪及广东沿海地区已成为境外企业氧化铁生产基地,这些企业的产能已达到12万吨/年,占国内氧化铁总产能的15%。

    国外无机颜料生产向中国的转移,在加速中国成为世界无机颜料生产基地和销售市场的同时,也加剧了中国无机颜料业的市场竞争。

    由于彩色金属氧化物混相无机颜料(MMO颜料)环保无毒,且耐热、耐久,它已成为代替铅镉颜料和生产高耐热性和高耐久性涂料的重要颜料,收到人们的广泛关注和重视,在国内,以湖南巨发科技有限公司为代表,生产的产品将在整个彩色无机颜料行业掀开新的历史篇章。而含铅与镉等重金属的铬颜料与镉颜料受到越来越多的环保限制,终将淡出历史的舞台

  从产业链角度来讲,经过前30多年的发展,从矿产资源开采,矿物精选,到加工,再到精细化加工,中国颜料产业链已基本完备。从技术水平来讲,中国的颜料厂商的研发水平在近几年得到了长足发展,创新能力不断提高。预计在未来几年中国颜料行业的整体生产技术水平将步入世界前列。从行业结构来讲,经过多年快速发展,中国颜料企业盲目扩产,重复建设的现象大大减少。企业开始转向规模化,产品多元化,高端化发展,集约式发展。总之,中国颜料产业逐渐走向成熟,这将提升中国颜料产业的国际地位,从而进一步扩大中国颜料的国际市场。

  随着中国经济的强劲增长,国内相关行业对颜料的消费需求增长迅速。未来我国颜料市场的发展前景十分广阔,我国将成为颜料产业的主要生产国和净出口国。

4中国主要无机颜料生产经营状况分析

4.1  钛白粉

     中国已是世界第二大钛白粉产销国,对世界市场的影响正日益凸显。近几年,由于中国经济的飞速发展,涂料产业也在逐步扩张,这为颜料带来了不小的市场,钛白粉的产销量更是得到了很大突破,最新统计数据显示:2009年,全国钛白总产量达104.66万吨,创历史最高纪录,比上年净增25.94万吨,增幅为32.9%。在2009年产量中,金红石型为55.25万吨,占钛白总产量的52.8%,比上年增加19.4万吨,增幅为54.1%;锐钛型产品为45.98万吨,占钛白总产量43.9%,比上年增加70131吨,增幅为18.0%。2010年以来,国内经济环境稳定向好,钛白行业产销非常平稳,据业内人士预测,按2009年的行业平均开工率(产能利用率)70%计,2010年的全国钛白粉产量有可能达到120万~140万吨,到2015年时的扩产计划都能实现,届时我国钛白粉的年总产量将在160万~190万吨。未来几年,中国或将进入钛白粉发展黄金期。

 

4.2  氧化铁

    2007年中国氧化铁统计的产量约为78万吨,2008年约62万吨,2009年约56万吨,连续三年的数据都呈下降趋势,2010年以来,行业景气度出现上升迹象,订单数量增加,氧化铁颜料企业开工率也在不断提高。虽然2010年的形势总体看好,但也存在原材料涨价幅度大于产品的涨价幅度等一些新的不确定因素,所以氧化铁产业及各个企业仍然面临一个艰苦的磨炼期。

   此外,世界四大氧化铁制造商都已在中国建厂,产品主要是针对国际市场,他们也成为中国氧化铁的主要出口商。2006年国内通过洛克伍德、海明斯、朗盛、香港国泰集团出口的氧化铁达16.6万吨,占中国氧化铁出口总量的47%,其出口增速都在全国平均水平以上。

4.3  立德粉

    2005年中国13家立德粉生产企业总产能30.3万吨,产量约为21.7万吨,全行业平均开工率为72%,产品内销13.7万吨;出口8万吨,出口均价为369美元/吨;进口72吨,进口均价为2884美元/吨。中国是世界立德粉主要生产国,但2005年后以后全行业经营情况出现下滑趋势。

4.4  铬系颜料

    2006年铬系颜料行业16家企业共生产铬系颜料44977吨,比上年增长23%。其中铬黄产量最大,占55%;其次是柠檬铬黄,占17%;钼铬红占9%;锌铬黄占3%;其他铬系颜料占16%。产品结构未有大的调整。2007年铬系颜料销售量为42274吨,比上年增长16%,产销率为94%,较上年下降5个百分点,表明库存增加。实现销售收入6.15亿元,比上年增长14%。国内市场铬系颜料产品平均价格为1.45万元/吨,钼铬红价格最高,达到3万元/吨;其次是锌铬黄,价格为1.62万元/吨;其他铬系颜料价格在1.26万~1.36万元/吨。

    国内外市场趋于饱和 2006年铬系颜料比上年增产8377吨,其中有3669吨用于满足国内消费市场的增长,2205吨用于扩大净出口,剩余2503吨则只能作为库存,库存量比上年增长1252%。库存量随着产量增长而激增,表明国内外铬系颜料市场均已趋于饱和,铬系颜料产量上升空间有限。

4.5 金属氧化物混相颜料环保型彩色混相无机颜料或MMO颜料)

    由于MMO颜料的环保无毒与高性能,现已开始被建筑装饰行业所重视,并被广泛得到应用。2005年,MMO颜料世界产量5万多吨。欧美市场为2.9万吨,东南亚需求约1.5万吨。我国市场需求2005年为2100吨,到2009年已达近5000吨。近年来世界产量和销售量平均每年都以20%以上的幅度递增,市场潜力巨大。当前国内市场仍有85%以上的商品生产依赖于发达国家的一些知名企业。

    在国际经济复苏后,欧美、亚太市场的强劲需求,2011年MMO世界需求量将在30万吨以上。国内方面,现在市场销售量只有6000吨左右,而生产量不足2000吨,已呈现供不应求的趋势,湖南巨发科技有限公司一家生产量就占领了50%以上的国内份额,而随着人们对铬颜料与镉颜料危害性的认识加强,MMO逐渐替代,据分析,2011年国内需求量将高达9万吨。尚有巨大的发展空间。

5  2011年国内无机颜料市场发展现状及总趋势

  随着建筑行业的迅猛发展,建筑装饰用涂料对无机颜料需求量也越来越大,并且对产品质量也将有更高的要求。

    据笔者参加2011年中国涂料工业年会获悉,2009年中国涂料总产量已达755.44万吨,比2008年的661万吨增长了14.14%,已超越美国成为第一大涂料生产国,而2010年中国经济回暖速度明显,2010年的涂料产量接近1000万吨,而建筑涂料占据约35%的份额。预计涂料市场的增长应该在10%以上,相信2011年,在建筑装饰涂料产量大幅度增长的同时,对于无机颜料的需求量也将正比例提高,而对于国内的颜料企业,2011年必将是大有作为的一年。

    从具体数据上看,钛白粉已成为支撑颜料市场的一大产品分支之一,国内发展速度更是惊人,无论是2009年的104.66万吨的总产量,还是2011年的预期产量,都足以证明中国钛白粉产业已走向正轨,相信在国内钛白粉企业的共同努力之下,中国钛白粉产业也将得到更大的发展。

  相对于钛白粉行业的欣欣向荣,氧化铁行业的发展可能稍逊一筹,从2007年到2009年呈现逐年递减的形势,但是业内人士表示,主要原因是中国氧化铁产业正处于整合阶断,很多民营厂由于产能小且没有标准化污水处理设施,对于环境保护和产品质量都有着较大影响,行业整合后,这些小厂已被迫关闭,最终导致了氧化铁产量的下滑。但笔者从另一角度观察,虽然在行业整合的洗礼下,氧化铁产业暂时性的呈下滑趋势,但整合过后,必将有一批更正规化的大中型企业来接替这些市场,届时,中国氧化铁行业或将快速驶入发展新阶段。

  铬系颜料在颜料产业中仍然占有一定比例,这主要得益于涂料、塑料产业发展的带动。

    金属氧化物混相颜料(MMO颜料)由于符合国际国内倡导的环保发展趋势,在2011年将有强劲的增长,这主要得益于国内龙头企业,即湖南巨发科技有限公司与北京化工大学携手创建的3万吨MMO新材料项目即将上马。

6  无机颜料的毒性--含重金属无机颜料对建筑装饰用涂料污染问题

    颜料是建筑涂料中重要的组成部分,我们通常对颜料的主要要求是:遮盖力、细度、颜色、色牢度、吸油量等,而忽视了它对人类健康的影响。用于涂料中含铅的颜料也是很多的,例如:红丹、锌铬黄、铅铬黄、镉红镉黄、高铅酸钙等。铅能抑制血红素合成和溶血,由此造成贫血;对大脑、小脑、脊髓和周围神经也造成侵害;铅对肾的影响可使可逆性近曲小管功能失调,会造成小有机分子再吸收障碍等;此外,还可能导致血管痉挛等病变,如腹绞痛、铅中毒性脑病、神经麻痹;尤其值得注意的是它可通过胎盘、乳汁影响后代,婴幼儿由于血脑屏障发育未完善,对铅的毒性更敏感。铅系颜料在国外涂料中用量日益下降,而目前国内还大量使用。镉系颜料虽然价格昂贵,由于其耐久性好,涂料工业中仍有少量应用。

随着国际国内对低碳环保的日益重视,含重金属特别是喊铅、六价铬、镉、汞、砷成分的无机颜料将逐步被环保无机颜料替代,正因如此,具有无毒环保的MMO等颜料将展示其强大的生命力,并将最终取代铅铬镉颜料用广泛于建筑涂料。

  环保无机颜料-镉系颜料-巨发颜料网 http://www.jufa88.com/   欢迎转载,请保留出处!(巨发颜料色中仙王文强撰写 )


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