1. Erfüllung immer strengerer Umwelt- und Technikvorschriften
2. Additive für wasserdichte Beschichtungen
3. Anti-Graffiti-Additive
4. Beschichtungsadditive, die die Selbstreinigung von Beschichtungen fördern
5. Neue Nanotechnologie
Mit der kontinuierlichen Stärkung des Umweltbewusstseins der Menschen und der Verbesserung des täglichen Lebens legen Länder auf der ganzen Welt immer mehr Wert auf wasserbasierte Architekturlacke. Es wurden entsprechende Vorschriften erlassen, die den Gehalt an flüchtigen organischen Verbindungen in Architekturlacken streng begrenzen. Der Anteil lösemittelhaltiger Lacke wird immer kleiner, und wasserbasierte Architekturlacke treten an ihre Stelle.
Mit dem Aufkommen verschiedener Gebäude, insbesondere von Hochhäusern, haben funktionelle Architekturlacke zunehmend die Aufmerksamkeit der gesamten Gesellschaft auf sich gezogen. Funktionelle Architekturlacke umfassen hauptsächlich Brandschutzbeschichtungen, wasserdichte Beschichtungen, Schimmel- und Insektenschutzbeschichtungen, Rost- und Korrosionsschutzbeschichtungen, antistatische Beschichtungen, schallabsorbierende Beschichtungen, Wärmedämmbeschichtungen und elastische Funktionsbeschichtungen. Dabei können Additive den Beschichtungen viele spezielle Funktionen verleihen, und die Produktqualität und der Entwicklungsstand der Additive spiegeln auch die Produktqualität und den Entwicklungsstand der Beschichtungen wider.
Entwicklungstrend von Additiven für wasserbasierte Beschichtungen
1.
Erfüllung immer strengerer Umwelt- und TechnikvorschriftenMit dem zunehmenden Bewusstsein für die Verwendung von Industrierohstoffen, die ökologische und umweltschutzbezogene Anforderungen erfüllen, werden auch die Lieferanten von Beschichtungsrohstoffen dazu verpflichtet, immer mehr Umwelt- und Rechtsvorschriften zu erfüllen, und organische Lösungsmittel in verschiedenen Beschichtungssystemen werden nach und nach durch Wasser ersetzt. Dieser jüngste Trend spiegelt sich in Industriebeschichtungen und Beschichtungen für Transportfahrzeuge wider; bisher wurden traditionelle hochglänzende lösemittelbasierte Acrylharze, Urethan-Acrylharze und Urethan-Polyesterharze nach und nach durch verschiedene wasserbasierte Harze und Komposit-modifizierte Harze ersetzt.
2.
Additive für wasserdichte BeschichtungenBau-Wasserabdichtungsbeschichtung ist eine wasserdichte Funktionsbeschichtung für Gebäudeaußenwände. Sie wird allein oder in Kombination mit Verstärkungsmaterialien oder im Schichtbau auf die wasserdicht zu machende Basisfläche der Außenwand aufgetragen und kann eine kontinuierliche, nahtlose, wasserdichte Schicht mit einer bestimmten Dicke bilden, um die Anforderungen an Wasserabdichtung und Durchdringungsschutz von Dächern, Untergrundbauwerken, Böden und anderen Teilen von Industrie- und Zivilgebäuden zu erfüllen. Derzeit basieren konventionelle wasserdichte Beschichtungen hauptsächlich auf den Eigenschaften der filmbildenden Substanzen, wie z. B. Polyharnstoff-Zweikomponenten-Härtung, Einkomponenten-Feuchtigkeitshärtung, Sprühpolyharnstoff, Acrylemulsion und modifizierter Asphalt, die relativ ausgereift entwickelt sind. Die Verwendung von Additiven, um Architekturbeschichtungen eine wasserdichte Funktion zu verleihen, ist noch ein relativ neues Forschungsthema. Es gibt zwei Vorteile bei der Modifizierung von Beschichtungen durch Additive. Erstens: Wenn sie reaktive Endgruppen haben, können sie mit dem filmbildenden Harz reagieren und pfropfen, wodurch ein dauerhafter Modifikationseffekt erzielt wird; zweitens: Wenn sie als Nachträgliche Zugabe verwendet werden, wird der Auswahlbereich des filmbildenden Harzes erweitert, und die Verbundleistung der Beschichtung kann durch die synergistische Wirkung verschiedener Additive verliehen werden.
Additive sind einer der wichtigen Kernrohstoffe von Beschichtungen. Im Allgemeinen beträgt ihr Anteil an der Gesamtrezeptur der Beschichtung normalerweise nicht mehr als 1 % der Gesamtmenge. Obwohl ihr Anteil nicht groß ist, ist ihre Rolle sehr zentral und entscheidend. Sie können nicht nur verschiedene Qualitäts- und Leistungsmängel sowie Nachteile des Beschichtungsfilms für gewöhnliche Beschichtungen reduzieren, sondern auch die Produktionsstabilität, Lagerstabilität, Verarbeitungsstabilität und verschiedene physikalische Eigenschaften der Beschichtungen während Produktion, Verarbeitung, Transport und Lagerung gut steuern. Das Hinzufügen von wasserabweisenden Additiven zur Farbe kann der Farbe hydrophobe und wasserabweisende Effekte verleihen. Dies geschieht hauptsächlich durch die Verwendung einiger speziell modifizierter oberflächenaktiver Substanzen mit niedriger Oberflächenenergie, um die Oberflächenenergie des Beschichtungsfilms zu reduzieren, oder durch die Bildung einer gerichteten Anordnung der Ausstülpung hydrophober Gruppen auf der Oberfläche des Beschichtungsfilms, wodurch ein Lotuseffekt entsteht und der wasserabweisende und hydrophobe Effekt des Beschichtungsfilms realisiert wird, sodass die Retention von Wassertropfen nach der Verarbeitung der Außenwand reduziert werden kann, die Wasserbeständigkeit der Wand erheblich verbessert wird und die Lebensdauer verlängert wird.
3.
Anti-Graffiti-AdditiveAnti-Graffiti-Beschichtungen sind ebenfalls eines der heißen Forschungsthemen der letzten Jahre, von der Antifouling-Beschichtung von Schiffsrümpfen, Anti-Graffiti-Beschichtungen für Gebäudeaußenwände, Anti-Kugelschreiber-Kritzeleien für Haushaltssofas und Matratzen, Anti-Ölverschmutzung für Küchendecken bis hin zum Oberflächenschutz von Autos und U-Bahnen – sie werden weit verbreitet eingesetzt. Anti-Graffiti-Beschichtungen können die Schäden an der Beschichtung und sogar an der Oberfläche des Substrats durch mutwilliges Graffiti minimieren. Die Beschichtung kann auf die Innen- und Außenflächen von Schiffen, Fahrzeugen, Innen- und Außenwänden, Möbeln und Platten usw. aufgetragen werden, ohne das Erscheinungsbild der ursprünglichen Oberfläche der Beschichtung zu beeinträchtigen. Die Daten zeigen, dass Nordamerika in den letzten Jahren aufgrund des kontinuierlichen Wachstums der Nachfrage nach Anti-Graffiti-Beschichtungen in den USA, Kanada und Mexiko der Hauptmarkt für Anti-Graffiti-Beschichtungen weltweit ist, gefolgt von Europa, dem asiatisch-pazifischen Raum, Südamerika sowie dem Nahen Osten und Afrika. Darüber hinaus wird erwartet, dass Nordamerika in den kommenden Jahren die am schnellsten wachsende Region für den Markt für Anti-Graffiti-Beschichtungen sein wird, da die Nachfrage nach Anti-Graffiti-Beschichtungen in nordamerikanischen Ländern steigt.
Mit der Verbesserung des Lebensstandards der Menschen steigt auch die Nachfrage nach Beschichtungen. Je nach Schutzeigenschaften kann man sie in opferanodische Anti-Graffiti-, halbpermanente und permanente Anti-Graffiti-Beschichtungen unterteilen. Die opferanodische Anti-Graffiti-Beschichtung verwendet in der Regel Paraffinwachs. Nachdem die Oberfläche des Beschichtungsfilms verschmutzt ist, wird das Paraffinwachs mit einem Lösungsmittel oder heißem Wasser aufgelöst, um das Paraffinwachs zusammen mit dem Graffiti zu entfernen; sobald diese Methode angewendet wird, muss die Oberfläche des Substrats erneut beschichtet werden, und die Kosten sind relativ hoch. Die halbpermanente Anti-Graffiti-Beschichtung verwendet meist Acrylharz, Epoxid- oder Polyesterharz. Nach der Vernetzung realisiert sie die Anti-Graffiti-Funktion und kann mehr Graffiti widerstehen. Je schwerwiegender es ist, desto mehr verliert der endgültige Film seine Anti-Graffiti-Eigenschaften. Im Vergleich zu halbpermanenten Beschichtungen haben permanente Anti-Graffiti-Beschichtungen eine längere Beschichtungslebensdauer und eine haltbarere Anti-Graffiti-Leistung; sie werden im Allgemeinen durch Fluor- und Silikonharz realisiert, und der Mechanismus besteht auch darin, dem Beschichtungsfilm eine niedrige Oberflächenenergie zu verleihen, was ihn wasserabweisend und ölabweisend macht. Ölbeständige Stifte oder Kugelschreiber können auch dazu führen, dass sich Eis und Schnee leichter auf der Oberfläche ansammeln und leicht zu reinigen sind. Das kontinuierliche Wachstum des Marktes hat auch neue Entwicklungen für Anti-Graffiti-Additive gebracht, und verschiedene Additivunternehmen haben Additive mit Anti-Graffiti-Eigenschaften auf den Markt gebracht. Die Prinzipien davon lassen sich grob in zwei Typen unterteilen: einer wird durch Füllen mit Nanomaterialien realisiert, der andere durch die Verwendung von Substanzen mit niedriger Oberflächenspannung wie Silikon und Fluor. Letzteres ist häufiger verwendet, da es einfacher in Beschichtungen einzubringen ist, leicht zu konstruieren ist, und es gibt reaktive Silikonadditive, die direkt an der Aushärtung von filmbildenden Substanzen beteiligt sind. Es gibt zwei Arten von Anti-Graffiti-Additiven: reaktive und additive. Der Vorteil des reaktiven Typs besteht darin, dass er mit dem Harz gepfropft wird, um einen dichteren und haltbareren Film zu bilden, aber die Härte des Films ist höher, und die Transparenz des Beschichtungsfilms kann leicht beeinträchtigt werden. Der Vorteil des additiven Typs besteht darin, dass eine niedrige Dosierung einen guten Anti-Graffiti-Effekt erzielen kann. Eine niedrige Dosierung hat wenig Einfluss auf die Transparenz und den Glanz des Beschichtungsfilms, aber die Migration wird stärker sein, was dazu führt, dass die Haltbarkeit der Anti-Graffiti-Leistung des Beschichtungsfilms negativ beeinflusst wird.
4.
Beschichtungsadditive, die die Selbstreinigung von Beschichtungen fördernDie städtische Umweltverschmutzung nimmt zu, wobei Staubverschmutzung und Gasverschmutzung besonders schwerwiegend sind. Die Fassaden von Hochhäusern, eine wichtige Landschaft der Stadt, werden immer stärker erodiert. Bautenanstriche können die Umgebung und Räume verschönern, aber aufgrund der schlechten Waschbarkeit herkömmlicher Farben werden die Wände nach längerer Zeit fleckig.
Nach dem Selbstreinigungsprinzip von Lotusblättern kann die Beschichtung durch die Auswahl und Modifikation von anorganischen Partikelmaterialien mit spezieller Struktur und Morphologie während des Trocknungs- und Filmbildungsprozesses eine mikroskopische konkav-konvexe Morphologie auf der Beschichtungsoberfläche bilden. Die mikroskopische Beschichtungsoberfläche mit konkav-konvexer Morphologie kann nicht nur Staubpartikel in einem schwebenden Zustand an der Beschichtungsoberfläche haften lassen, wodurch die Kraft zwischen den Staubpartikeln und der Beschichtungsoberfläche stark reduziert wird, sondern auch den Kontaktwinkel zwischen Wasser und der Beschichtungsoberfläche stark erhöhen. Dies ist förderlich für das Rollen von Wassertropfen auf der Oberfläche der Beschichtung; gleichzeitig werden gemäß dem Selbstschichtungsprinzip der Beschichtung hydrophobe Substanzen in die Emulsion eingebracht, sodass die Beschichtung während des Trocknungsprozesses der Filmbildung automatisch geschichtet wird und dadurch eine hydrophobe Schicht auf der Oberfläche der Beschichtung angereichert wird. Die hydrophobe Schicht ist vorteilhaft, um die Kraft zwischen Staubpartikeln und der Beschichtungsoberfläche weiter zu reduzieren und den Kontaktwinkel von Wasser zur Beschichtungsoberfläche weiter zu verbessern. Schließlich können die angesammelten oder adsorbierten Schadstoffpartikel unter der Erosion von Wind und Regen von der Beschichtungsoberfläche getrennt werden, um den Zweck der Selbstreinigung zu erreichen.
5.
Neue NanotechnologieEine wichtige Richtung für die Entwicklung von Fungiziden für Architekturbeschichtungen in der Zukunft ist die Verwendung von Nanotechnologie.
Die meisten derzeitigen Konservierungs- und Antipilzmittel sind organische Verbindungen, die mehr oder weniger gewisse Nebenwirkungen auf den menschlichen Körper haben. Die Entwicklung der Nanotechnologie hat die Technologie der antibakteriellen Mittel in eine neue Ära gebracht. Nanometer-TiO2, ZnO und andere Nanomaterialien sind für den menschlichen Körper ungiftig, haben ein breites antibakterielles Spektrum und eine ausgezeichnete thermische Stabilität. Der Wirkmechanismus von Nanomaterialien basiert auf der photokatalytischen Reaktion, um organische Stoffe zu zersetzen und eine antibakterielle Wirkung zu erzielen. Unter Sonnenlicht und in Gegenwart von Luft und Wasser werden atomarer Sauerstoff und Hydroxylradikale erzeugt, die mit organischen Stoffen in Bakterien reagieren können, um Kohlendioxid und Wasser zu erzeugen, mit einer kombinierten Wirkung gegen Schimmel und Bakterien. Zum Beispiel kann das nano-antibakterielle Pulver weit verbreitet in Innenwänden, Krankenhäusern, Lebensmittelwerkstätten usw. verwendet werden. Einige Länder haben begonnen, silberne antibakterielle Nanomaterialien zu entwickeln, die bei einer bestimmten Konzentration von Silberionen Mikroorganismen wirksam abtöten können.
