助劑是當(dāng)今涂料和油墨的成功配方中的關(guān)鍵組分。在涂料和油墨中使用的助劑很多;本文重點(diǎn)介紹了5種主要的類型,包括流變改性劑、分散劑、泡沫控制劑、增滑/耐磨劑和潤濕劑。這5種助劑在2017年的消費(fèi)量為115萬t, 價(jià)值43.8億歐元中國涂料在線coatingol.com。它們占涂料和油墨中助劑總使用量的70%及總銷售額的60%。其他類型的助劑包括殺菌劑、干料、阻燃劑、光穩(wěn)定劑、增塑劑等。
2017年,全球涂料消費(fèi)量為4 300萬t,價(jià)值1 152.6億歐元,而油墨需求量接近400萬t,價(jià)值153.7億美元。涂料的年增長率為4%,而油墨產(chǎn)量的年增長率預(yù)計(jì)為2%。水性涂料占涂料產(chǎn)量的55%,其中,85%的產(chǎn)量(以噸計(jì))為建筑涂料,其余的為工業(yè)涂料。相反,油墨產(chǎn)量中水性油墨的比例只有15%。水性涂料的年增長率為5%,而水性油墨的年增長率為3%。溶劑型涂料占涂料總產(chǎn)量(以噸計(jì))的38%,溶劑型油墨占油墨總量的1/3。油基油墨(碳?xì)浠衔铩⒅参镉偷?過去是領(lǐng)先的油墨產(chǎn)品,其產(chǎn)量占了48%。溶劑型涂料中,約30%為建筑涂料,其年增長率為2%,而70%為工業(yè)涂料,其年增長率為3%。而溶劑型和油基油墨的年增長率僅為1%。100%固體分的涂料技術(shù)包括輻射固化涂料、粉末涂料和其他100%固體分的液體涂料,而油墨主要是輻射固化類油墨。100%固體分的涂料占7%,100%固體分的油墨占3%。
雖然本文中僅歸納了5種主要的助劑類型,但是它們包括20多種廣泛的化學(xué)和產(chǎn)品種類,有數(shù)千個(gè)產(chǎn)品。盡管有一些產(chǎn)量大的助劑類型,但也有許多非常特殊的助劑,可以改善每一個(gè)涂料或油墨配方的性能。對產(chǎn)量小,但非常特殊的助劑會(huì)實(shí)施溢價(jià)。
這5種主要助劑的使用量大致和涂料及油墨的產(chǎn)量一致,其中,92%用于涂料中,其余則用于油墨中。表1匯總了2017年的助劑消費(fèi)量(按照類型和行業(yè))。首當(dāng)其沖的是流變改性劑,占助劑產(chǎn)量(以噸計(jì),后同)的近40%和產(chǎn)值的36%(以美元計(jì),后同)。流變改性劑的種類很多,包括合成水性類(產(chǎn)量占46%,含水)、無機(jī)類(25%)、纖維素類(17%)和其他溶劑型合成類(11%)。有一些產(chǎn)品中采用了多種流變改性劑,以獲得最佳的穩(wěn)定性和施工性能。
第二大類是分散劑,其產(chǎn)量占了20%,產(chǎn)值占18%。分散劑用于穩(wěn)定和優(yōu)化涂料和油墨中使用的550萬t顏料的外觀以及少量填料。它們的類型眾多,其中產(chǎn)量大的聚丙烯酸類型主要是用來穩(wěn)定建筑涂料中的TiO2顏料,還有不少特殊聚合物結(jié)構(gòu)的分散劑,產(chǎn)值占總產(chǎn)值的55%以上。
泡沫控制劑占助劑產(chǎn)量和產(chǎn)值的16%。所使用的技術(shù)包括從產(chǎn)量大和較老的礦物油產(chǎn)品,到表面活性劑、聚合物或有機(jī)硅產(chǎn)品。超過3/4的泡沫控制助劑產(chǎn)量用于水性配方中。
增滑/耐磨劑用于改變涂料或油墨的耐磨性、增滑性、抗粘連性和釋放性。它們占助劑產(chǎn)量的12%和產(chǎn)值的16%。蠟基產(chǎn)品占總產(chǎn)量的87%,價(jià)格較高的有機(jī)硅產(chǎn)品占13%。可以將有機(jī)硅和蠟組合使用,以優(yōu)化配方。蠟基產(chǎn)品可以微粉或水性或溶劑型分散劑/乳液的形式加入使用。在使用的蠟助劑中,約2/3是聚烯烴類型,其中,主要是聚乙烯蠟。其他較大的蠟產(chǎn)品種類有Fischer Tropsch蠟、PTFE蠟和石油蠟。潤濕劑占助劑產(chǎn)量的12%和產(chǎn)值的14%。它們是一類表面活性劑,有助于降低表面張力,從而解決在顏料和基材上的潤濕性,改善流動(dòng)和流平性能,并有助于改善其他性能。潤濕劑產(chǎn)量中,約55%為烷氧基表面活性劑,如烷基酚乙氧基化物、仲醇乙氧基化物等。這些表面活性劑通常在顏料研磨過程中加入。其他潤濕劑有炔二醇衍生物、有機(jī)硅、丙烯酸聚合物和含氟表面活性劑。78%的潤濕劑用于水性配方中。
助劑(按技術(shù))
如圖1所示,水性涂料中,5種助劑類型的總使用量為79.7萬t,占總量的69%。水性涂料助劑的年增長率為5%。在建筑涂料中水性涂料助劑的用量占84%,其余為在工業(yè)涂料中使用的助劑。工業(yè)涂料的助劑通常成本較高,其中有1/4為水性涂料助劑,產(chǎn)值30億美元。工業(yè)水性涂料領(lǐng)域,如汽車OEM和修補(bǔ)涂料、印刷罩光清漆、木家具涂料等,通常使用更專業(yè)的助劑。溶劑型涂料使用1/5的助劑,其中,80%用于工業(yè)涂料,其余的用于建筑涂料。因?yàn)槠嚨冉K端應(yīng)用領(lǐng)域需要高性能助劑,所以溶劑型涂料助劑的價(jià)值約占總產(chǎn)值的1/4。預(yù)計(jì)溶劑型涂料助劑的年增長率為3%。
助劑消費(fèi)量中,5%用于油基和溶劑型油墨,3%用于水性油墨。兩者總共使用了助劑總消費(fèi)額的10%。超過一半數(shù)量的油墨助劑為增滑/耐磨劑。流變改性劑和分散劑是用于油墨的第二大產(chǎn)量助劑。油基和溶劑型油墨助劑的年增長率預(yù)計(jì)僅為1%,而水性助劑的年增長率為3%。粉末涂料、輻射固化涂料和其他100%固體分液體涂料和油墨占了涂料及油墨助劑產(chǎn)量的2%和5%。用于100%固體分技術(shù)的助劑的年增長率為5%。
助劑(按區(qū)域)
2017年,亞太地區(qū)消費(fèi)了40%的助劑量,占總價(jià)值的38%,中國居于首位,占亞太地區(qū)消費(fèi)量的57%。該地區(qū)助劑消費(fèi)量的年增長率為7%,中國的年增長率為8%。印度僅占亞太地區(qū)助劑總消費(fèi)量的5.5%,但其年增長率為11%。日本和韓國的消費(fèi)量總共占了17%,但增長緩慢。
歐洲占全球助劑總量的28%,總產(chǎn)值的29%。歐洲是涂料和油墨的成熟消費(fèi)市場,其助劑年增長率預(yù)計(jì)為2%。北美的助劑產(chǎn)量和產(chǎn)值占了23%~24%,與歐洲一樣,北美具有成熟的增長前景。然而,盡管歐洲和北美增長緩慢,但各種助劑化學(xué)品之間的競爭日趨激烈,新產(chǎn)品日新月異。
南美洲和中美洲國家占助劑消費(fèi)量的5%。巴西的經(jīng)濟(jì)衰退阻礙了該地區(qū)助劑消費(fèi)量的增長。現(xiàn)在,預(yù)計(jì)助劑年增長率為3%。