如今,室內建筑涂料的作用遠不止遮蓋墻壁和天花板上的瑕疵,它們通常在整體裝飾方案中發揮關鍵作用,并與家具和房間附件一起選擇。此外,今天的消費者期望這些涂料對環境的影響最小,氣味也很低,同時也能提供許多性能特性,從高遮蓋能力到耐沾污性等等。消費者也越來越希望室內建筑涂料具有先進的功能,從抗菌性到降解空氣中有害化學物質的能力。隨著這些涂料市場的不斷擴大,人們對更高、更多樣化性能的需求不斷增長。在成熟經濟體健康的建筑行業和新興市場收入不斷增長的推動下,2018年全球室內建筑涂料行業的價值以6.4%的年復合增長率增加到398億美元,根據IMARC集團的數據,到2024年將達到578億美元。
許多基本屬性
ChemQuest集團和ChemQuest技術研究所的副總裁Aggie Lotz說,“不透明度和亮度是室內建筑涂料的兩個最重要的屬性,以及顏色,許多研究都圍繞著顏色的趨勢進行”。陶氏涂層材料公司建筑涂料營銷總監斯坦·庫克(StanCook)表示:“室內涂料最重要的屬性是為表面提供顏色和保護。”
啞光也正在成為一種強烈的消費者欲望。“從顏料的角度來看,對于室內建筑涂料來說,顏色一致性是客戶渴望的最重要的屬性”,Sun Chemical公司涂料市場總監邁克爾·T·文圖里尼補充說,“我觀察到的是,人們期望的是無論何時以及無論是哪罐油漆,顏色都將是無縫匹配的。這對確保顏料顏色的一致性、修補的一致性和加入的劑量提出了很大的要求“。
根據 Kelly-Moore 涂料公司產品經理Nate Hardy的說法,“室內建筑涂料的其他所需屬性因項目和涂裝工作的總體需求而有所不同。如廚房、浴室、商業建筑、學校、門和裝飾等使用較多或交通繁忙的區域,可能需要具有較高耐久性的涂層,以提供對清潔、潮濕、擦傷和損壞的抵抗力。然而,在人流量低的區域,如居住空間或辦公室,最重要的屬性可能是涂層的美觀性,因此涂層最重要的屬性取決于具體的項目和期望的結果,“他解釋說。
克萊恩工業和消費者部門油漆和涂料技術負責人Mark Coward指出,針對住宅消費者,比如在高濕度地區,高端涂料中含有防止霉菌和霉菌形成的添加劑,而在廚房和餐廳,涂料應該提供抗指紋和防止食品染色的功能。另一方面,商業和機構的客戶,更喜歡低VOC、高光澤以及低氣味的涂料同時具有快速的干燥時間,以便于施工后快速恢復服務。他總結道:“消費者和承包商期待一種價格有競爭力的低VOC涂料,這種涂料使用起來很容易,噴濺或流淌最少,可以最大限度地隱藏/覆蓋,能承受日常的磨損,并能提供客戶需要的顏色。”
消費者也越來越希望室內建筑涂料具有先進的功能,從抗菌性到降解空氣中有害化學物質的能力。
然而,室內建筑涂料的一些基本要求取決于施工工具。除了品牌忠誠度外,承包商還需要施工快速容易的涂料、具有良好的遮蓋性、裝飾性和產生最少的廢料。阿科瑪液體樹脂全球營銷總監埃里克Dumain指出,“一般來說,油漆如何通過刷涂,輥涂,或噴涂來施工是一個關鍵的選擇標準”。此外,對于商業和機構工作,油漆必須有適當的規格參數。另一方面,DIY涂料消費者會受到營銷廣告、可用調色板、社交媒體趨勢和第三方測試報告(即消費者報告)的影響。
根據Dumain的說法,他們正在尋找對于裝飾有助益的東西,如耐久性,耐沾污性,和單道涂層遮蓋。他補充說,一個總體趨勢是,對于走廊使用的涂料需要提高涂層的耐磨損能力,而對于裝飾涂料則需要提供優異的砌塊和硬度,浴室涂料則必須表現出優越的耐潮濕性。OMNOVA解決方案的全球營銷總監Pablo León Escobar評論說:“保護已經演變成一個更復雜的概念,包括耐污漬、拋光和以前被理解為正常磨損的其他條件。表面的可清洗性也是加強保護的一部分,特別是關于啞光飾面和紋理化應用方面”。
可持續性是新涂料技術研究的關鍵動力。最終用戶(包括消費者和制造商)尋求的涂料可以用更簡單的技術進行施工,具有較低的能源消耗,并減少涂料相關的廢棄物。同時人們對基于再生材料的植物性樹脂和涂料也越來越感興趣,環境法規繼續變得更加嚴格,這可能會影響建筑涂料,而對可持續產品(低/不含VOCs和異氰酸酯-、NMP-、BPA-、甲醛-和無金屬)的價值的日益認識,正導致對‘綠色’涂料的更高需求,特別是LEED和其他第三方認證對室內建筑涂料市場越來越重要。
轉向更大的功能性
室內建筑涂料的另一個關鍵轉變是從裝飾性向功能性的轉變。涂層的主要功能驅動因素仍然是美觀性和保護性;客戶希望涂層表面看起來很好,隨著時間的推移減少磨損,并且能夠很容易地維護,”Hardy評論道,“涂料必須保持他們的顏色和光潔度,附著在基層上,抗損傷,并能夠被清潔和潤色。有些涂料還需要有特殊的功能,如防潮、防霉或耐化學性,以防止暴露在特定環境中“。一般情況下,根據Coward 的說法,人們正在尋求改變他們家的內部外觀,使他們更加個性化以適應他們獨特的品味,在一定程度上創造出一種由涂料所帶來的“外觀”。他們希望通過使用各種功能來保持這種外觀的持久性,并保持新鮮。因此,更多“必需的”多功能涂料,可以是抗菌,防腐,自我清潔和/或自愈性。
DSM公司工業涂料行業經理MichaelBurriss指出,“消費者需要的功能將減輕他們的痛苦程度,并提供未滿足的需求。然而,他們并不是在尋找特定的功能,而是要滿足他們的需求“。
阿克蘇諾貝爾創新與洞察營銷總監Jan Van Dongen表示,目前仍在尋找的特性有:耐沾污性/易于清洗、抗劃痕/防擦傷。前者將使涂層更持久,保持清潔時間更長,而后者將使涂層保持明亮的時間更長,特別是在交通繁忙的地區。
庫克說,“總的來說,所有的客戶都在尋找具有更多功能的油漆和涂料。油漆和涂料被要求提供超出傳統裝飾和保護功能的性能,從抗微生物性和吸聲性能到減少甲醛等等。“ 庫克說,底面合一是高級功能化涂料的一個例子。他說:“這些產品最初是從粘結劑技術解決方案開發出來的,同時提供出色的防污漬功能,又不損害高檔室內建筑涂料面漆的經典涂層性能。”據Van Dongen說,易清潔涂料也已上市數年,但仍在針對新一代產品進行改進。他指出,市場上也早已經有了抗劃痕和更加明亮的涂層顏色的解決方案,但在這里,新的真知灼見層出不窮,使得不斷改進產品性能能夠實現。
Coward 指出,表面活性劑具有越來越廣泛的兼容性和改進的增稠劑技術,并結合具有更好經濟性的顏料,使得更多的顏料被用于建筑領域。最近,由親水性基團和疏水基團組成的潤濕分散性添加劑在干燥后使親水性基團朝向顏料顆粒,而疏水基團向外進入涂料,使整個涂料膜疏水,從而降低了吸水率。據BYK公司的美國木器漆客戶經理Christopher Mosinski 介紹,“這些添加劑提供了很好的顏料穩定性和粘度降低,同時也盡量減少對其他重要性能的負面影響,如耐沾污性”。
對DSM涂料樹脂公司的建筑涂料行業經理盛大·拉米雷斯來說,涂料行業擁有水性涂料這一事實證明了對功能性的需求。他說:“在整個行業中,我們已經能夠開發出水分散性的聚合物。設計的每一個油漆都有一個預期的功能,其部分功能是減輕消費者的痛苦,并滿足未被滿足的需求。例如,快干樹脂的研發,同時也促進了涂層優秀光澤發展。通過添加不同的功能性,受到腐蝕與剝落的涂層會具有較好的韌性。涂料的發展趨勢一直朝著提高效率的方向發展。涂裝是一項艱苦的工作,當我們可以使消費者更容易涂裝的時候,這就是實用性。
事實上,今天的一些室內建筑涂料具有“智能”功能,盡管這種涂層的定義可能有很大差異。對于Van Dongen來說,用于室內應用的智能涂料可能是抗菌或無菌涂料;具有主動空氣凈化能力;顯示隔熱涂層等的熱活性;提供隔音;或充當傳感器。Escobar認為智能功能包括自清潔特性、氣味吸收技術和監測醫院消毒或特定房間溫度變化的熱變色能力,他說還包括抗微生物涂層,提供抗霉菌和/或發霉形成。Hardy補充說,智能涂料是透氣,釋放污漬,自清潔以及銹轉換等,以滿足特定的項目需要。他總結道:“智能功能的核心是超越美觀和保護的屬性效益。”
需要達到平衡
開發這些高級功能性涂料需要有能力平衡許多相反的性能和期望。“我們往往忘記的最大挑戰之一是,涂層是非常薄的一層。例如,物理學定律限制了薄涂層對隔熱和隔音性能的影響。以能夠被市場接受的產品成本來創造功能性室內建筑涂料同樣也是很困難的“。Hardy觀察到,現有技術已經能夠生產具有超高性能的涂料。但不幸的是,這項技術是昂貴的,并不總是滿足建筑涂裝的預算“。對此,Escobar表示同意,有許多原材料和工藝技術可以從其他行業獲得和轉讓,并且在涂料方面取得相對成功,但這是要付出代價的。他說:“消費者、承包商和零售商必須愿意采用這些新功能,以獲得增值,盡管此類涂料的價格較高。”
配方設計人員不僅要找到降低粘度和穩定顏料的最佳方案,而且要盡量減少對水的敏感性和耐沾污性的影響。
Ramirez說,平衡每個應用場景的關鍵性能需求也是至關重要的。“例如,在墻壁涂料中,一些關鍵的性能要求是低VOCs、耐洗滌、耐擦洗和耐沾污。”實現這些需求可以成為一種平衡行為。在考慮加入一種功能時,這個問題尤為明顯,例如與各種基材,特別是工程現場基材的附著“。Hardy補充說,在配制功能性涂料時還存在其他挑戰,如各成分的相容性。他解釋說:“通常情況下,當添加一種成分來改善功能時,其他功能就會受到負面影響。”例如,Mosinski指出在水性涂料中需要潤濕和分散添加劑,這反過來又需要找到消除其親水性對這些性能的負面影響的方法。他解釋說:“對于配方設計師來說,很重要的一點事,不僅要找到降低粘度和穩定顏料的最佳解決方案,而且要盡量減少對水的敏感性和耐沾污性的影響。”
用于室內應用的智能涂料可以是抗菌或無菌涂料;具有主動凈化空氣的能力;顯示隔熱涂層等的熱活性;提供隔音;或充當傳感器。
出于環保的考慮,需要創造的配方是零VOC,無氣味,不包含許多傳統成分,這使情況變得復雜起來。Dumain斷言,“設計師和配方設計人員在材料選擇方面的自由度較低”。最后,Van Dongen指出,必須牢記安全,這對于與電力相互作用的功能涂層來說可能是特別具有挑戰性的。Coward說,尋找多功能原材料和簡化配方往往是最好的方法。
許多探索的領域
室內涂料是水性的,因此,通常是丙烯酸酯。有些涂料是以純丙烯酸酯為基礎的,而另一些則依靠丙烯酸雜化樹脂來增加性能的范圍。根據Van Dongen的說法,對于許多功能,在配方中加入其他成分可以產生預期的效果,但是對于一些屬性,如易清潔和防刮涂層,樹脂的性質和質量顯然是很重要的。“了解所使用的樹脂化學物質不太重要,更重要的是了解正在試圖解決的問題。一種樹脂或化學品并不能做到這一切。配方設計師需要在他們的工具箱中的多種技術,以能夠開發出性能最好的產品,以應對客戶的挑戰,“Burriss 說。他還指出,聚合物的設計已經變得更加復雜,以平衡各種性能要求,今天需要“開箱思考”來識別對它們具有多功能的樹脂化學物質,如雜化混合物。此外,Burriss強調,需要對配方中使用的所有成分有更深入的了解,而不僅僅是關注樹脂或聚合物本身。
正在探索生物材料和/或回收材料的公司將具有優勢,因為這些成分代表著不同的化學成分,并提供了利用新的聚合和交聯技術的機會。
隨著這種理解的增加,原材料供應商和配方設計師將繼續開發更先進的室內建筑涂料,使其功能越來越復雜。“因為每一種油漆成分在整體性能中起著重要作用,許多原材料制造商正在努力創新以滿足消費者的需求,”Coward說。他還預計,最終用戶將愿意支付“改變游戲規則”的涂料,帶來切實的利益。
Dumain說,研究人員正在探索新的混合和多相技術,以提供耐沾污的系統,并在零VOC下提供更高水平的塊和硬度。在顏料領域,Venturini指出,他們的愿望是在特定的顏色空間中不斷提高可持續性、耐光性、分散性,并在必要的價格點上實現這些發展。
陶氏公司有興趣通過開發技術來簡化涂裝過程,這些技術可以結合起來提供一種涂層,使涂裝準備過程大大減輕,顯著降低勞動強度,更省力。Cook說:“這是一項非常苛刻的要求,但它將為市場的一部分提供服務,這部分市場通常需要解決方案,以提高速度和效率,同時盡量減少除塵和EHS方面的擔憂。”
Van Dongen指出,由于不同地方的規定不同,殺菌/抗菌涂料的選擇有限,因此也需要開展工作。阿克蘇諾貝爾還對作為傳感器的安全導電涂層感興趣,這是一個具有挑戰性的目標。他說:“創建一個功能系統需要幾個層次,為了使損失最小化,它必須對所有客戶都是安全的。”可以改善室內空氣質量的技術--從化學物質到粒狀物質--的各個方面都在研究之中,但大多數技術仍處于探索階段。根據Van Dongen的說法,圣杯將可能是一種涂料,它能從進入房間的光線中產生電能,但這項技術與目前范圍內的任何技術都相去甚遠。
在ACA最近發布的美國涂料工業市場分析(2018-2023)中,ChemQuest還確定了幾個值得注意的發展領域,包括:多表面用多功能顏料;通過油漆技術進行照明和其他應用的連通性和/或傳導性;在涂料中加入生物殺滅劑和/或細菌抗藥性(老年人擔心一種嚴重的葡萄球菌感染會危及生命);家用廚房、醫療設施、酒店和其他可能引起氣味/油脂問題的場所的氣味吸收/抗油脂性;防止氡產生區域的氡堵塞;以及可變墻壁技術,通過太陽能影響(一天中的某個時間),暴露在人工照明下,或通過電話發送的控制,顏色會發生變化。
研究人員正在探索新的混合和多相技術,以提供耐沾污系統和更高水平的塊和硬度在零VOC。
多重期望總是一個因素
在這些新型功能涂料的發展基礎上,上述關鍵趨勢將繼續是重要的前進方向。“可持續性將影響室內建筑涂料市場,并將在涂料的發展過程中發揮作用,無論其功能與否功能化”Venturini堅持。Dumain說,提高應用效率、解決日常問題以及降低商業和住宅自助式工作的勞動力成本的技術將成為需求,而這些涂料將需要更多的功能。“消費者將繼續尋找解決共同問題的新方案,但不再愿意為性能犧牲成品表面的外觀,”Hardy斷言。他們還將尋找更符合成本效益的產品,更好的便利性,減少維護時間和成本,Escobar補充說。Van Dongen總結說:“客戶將期望在性能和健康方面獲得更多的增值效益;從被動到主動涂層。”
Dumain說,面對對涂料用材料不斷收緊的限制,要實現這些目標,就需要一種新的解決問題的方法。他指出,阿科瑪公司正在與其客戶合作伙伴合作,并期待著開發有效的解決方案。Coward稱,Clariant也正在將其產品定位于油漆和涂料市場,以滿足增強功能的需求,同時變得更加環保,并應對全球化的市場。他說:“隨著行業的轉變和材料在成本結構和功能上的變化,可以將新的方法納入建筑市場。”根據Hardy的說法,事實上,合作將是必要的,以幫助該行業克服它們所面臨的挑戰,即需要平衡適當的性能和市場的價格需求。
Van Dongen說,正在探索生物材料和/或再生材料的公司將具有優勢,因為這些原料代表著不同的化學成分,并提供了利用新的聚合和交聯技術的機會。他還說,特別是對于室內涂料,外觀仍然是極其重要的。支持客戶選擇正確的顏色組合的顏色指導,將與選擇正確的功能性配方一樣重要,顏色可視化技術和顏色科學將為景觀帶來重大變化。
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