涂料的75年:涂料工业的历史演变| PCI杂志

数百年来，全球油漆和涂料行业在推动新产品创新方面发挥了关键作用，这些创新用于美化、保护和延长我们周围世界的有用寿命——从基础设施和建筑环境到日常消费品。

涂层不仅增加了表面处理的美感，而且长期以来，它们都是一种高度耐用的保护屏障，防止腐蚀、磨损、极端温度、化学物质和其他恶劣条件的退化。此外，许多涂料通过最大化能源效率、减少垃圾填埋和抑制CO来支持可持续性₂排放。

作为咔啉这标志着75年的重要里程碑，让我们借此机会反思油漆和涂料行业的悠久历史，以及它是如何从早期发展到今天我们所看到的近1650亿美元的全球行业的。

对油漆和涂料工业的历史影响

3万多年来，人类一直用油漆作为一种装饰或保护涂层．在最早的时候，洞穴居民和猎人用粗糙的颜料描绘他们的日常生活，其中一些时至今日仍在展出。

时间快进到19世纪初，世界上第一批油漆和清漆工厂在工业化国家建立起来。几百年来，油漆配方一直以相对高昂的成本小批量生产，消费者对预拌涂料和涂料的需求不断增加，使生产用于更广泛消费的涂料成为一项非常有利可图的投资。

这一演变的两个主要影响因素是工业革命和汽车工业的大规模生产——两者都为油漆和涂料打开了广阔的新市场。随着对防腐和其他特殊用途涂料的需求持续增长，涂料配方的进步迅速跟上，以满足消费者的需求。从福特T型车，到儿童玩具和最新型号的收音机，生产线上生产的几乎每一种消费品都使用了涂料。

在第二次世界大战之前的几年里，消费者开始认识到某些涂料成分固有的健康和环境风险。为了应对这些日益增长的担忧，涂料制造商开始使用二氧化钛——一种于1918年引入市场的无机白色颜料——作为铅和其他毒素的更安全替代品。

到了20世纪中期，传统上用于油漆和涂料配方的天然油被合成树脂所取代。大约在这个时候，斯坦利·洛帕塔(Stanley Lopata)是一名训练有素的化学家，他是一家制造商的代表，向化工行业销售耐腐蚀设备。在拜访一位客户时，他注意到某些“玻璃内衬”罐的损坏，这些罐对制造过程至关重要。为了找到解决这一问题的方法，洛帕塔开发了一种碳基液体修复产品，名为Furan C4H40——这是1947年圣路易斯Carboline公司成立的催化剂。

1950年，Carboline推出了Carbozinc 11，这是一种自固化的无机锌底漆，彻底改变了钢铁制造的涂装工艺。在开发之前，锌底漆必须使用固化后的溶液喷洒到油漆钢构件上进行固化。没过多久，碳锌11就开始取代我们国家钢桥上的含铅涂料。这种创新在20世纪60年代到80年代初的工业建设热潮中发挥了关键作用，当时州际公路建设正在扩大，除冰盐的使用也在激增。

由于这一时期给行业带来了重大变化，从20世纪50年代开始，卡波林继续在国际上扩展其涂料和衬里业务，从加拿大、意大利和法国开始。到20世纪60年代初，卡波林已经成长为一家市值200万美元的上市公司。

1958年，艾森豪威尔总统说服国会通过了《国家航空航天法》，仅仅十年后，尼尔·阿姆斯特朗就成为了第一个在月球上行走的人。到20世纪70年代初，美国宇航局的太空计划点燃了佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪角航天中心垂直组装大楼的发展。它是当时建造的最大的建筑，位于北美腐蚀最严重的沿海地区之一，传统的油漆系统在六个月内就失效了。现在，这个发射场被认为是一个历史性的地标，多年后一直被碳锌11保护着。

大约在这个时候，核电市场也对涂料行业产生了重要影响，美国开始在全国建设商用核反应堆。为了应对这一蓬勃发展的市场，卡波林开发了安全壳应用的安全相关核涂料。1979年，由于技术故障和人为失误，三里岛2号核电站发生了美国最严重的商业核事故。然而，由于卡波林公司的涂层防止了安全壳内钢铁和混凝土表面的放射性污染，损害被降到最低。

石油和天然气市场在20世纪70年代初达到顶峰，在二战后的几十年里，随着石油需求的迅速增长，石油和天然气市场迅速增长。这为油漆和涂料行业提供了巨大的机会。事实上，Carboline公司的耐腐蚀涂层被应用在Gullfaks平台上，该平台是北海最赚钱的开发项目之一。

在此之前，其酚醛、热解混凝土和碳酸盐产品系列的创新使卡波林渗透到海洋、桥梁和商业建筑市场。的引入Carbomastic 151970年，维修油漆作为一种新的施工和维修应用的二合一工具发生了革命性的变化。

1981年，卡波琳的收购PlasiteLine使该公司得以渗透到轨道车和运输市场。这最终发展到生产各种储罐的保护内衬，包括压裂罐和水箱，跨越多个行业。几年后，1985年，卡波林被RPM国际公司。该公司目前是专业涂料、密封剂和建筑材料领域规模达61亿美元的全球领先企业。

由于20世纪90年代的新法规要求保护环境不受罐泄漏可能造成的污染，因此二级密封的需求就产生了。为了满足这一需求，Carboline获得了Semstone二级密封内衬线。

当1996年夏季奥运会的主办权授予亚特兰大时，这座城市匆忙地准备它的体育场——快速完成它。在这个项目中，卡宝林开发了第一款高摩擦有机锌底漆，加速了钢铁制造的应用和运输。

由于这十年为新的千年奠定了基础，21世纪初随着对涂料对环境影响的认识不断提高，提出了新的挑战。这导致了对环保解决方案的广泛需求，既能满足消费者和制造商的需求，又能遵守各种政府机构提出的环境法规。由于这一变化，涂料制造商开始逐步淘汰挥发性有机化合物(VOCs)用于水基和无溶剂涂料配方。

推动可持续性促进绿色化学

在过去的20年里，油漆和涂料行业通过采取积极的措施减少其对环境的影响，以满足不断变化的市场需求、监管发展和行业趋势。这包括在研发和可持续生产实践上投入更多资金，以便以更环保的方式开发新涂料——同时不影响产品性能。

这种环境管理运动导致了具有更绿色化学物质的创新技术的出现，如水基、粉末、紫外线(UV)固化和低排放涂料，最终促成了近年来生产过程中有害空气污染物(HAPs)和2022世界杯八强水位分析挥发性有机化合物(VOC)排放的大幅减少。

事实上,美国环境保护署(EPA)有毒物质排放清单报告显示，从1990年到2014年，涂料行业的排放量下降了81%。更显著的是，在此期间，毒性加权空气毒性排放量下降了94%。

在这些环保的解决方案中有Carboguard 890这是市场上首款高固相、vocs兼容的环氧树脂。在当时，Carboguard 890是一种创新的固化技术，它具有很强的耐化学品和耐磨性。

最近一个环氧树脂在工作中的例子是加州中部海岸地区的帕索罗伯斯污水处理厂。2017年6月，该市开始建设一个大型三级处理设施项目，以支持其建设可持续再生水系统的长期计划。这包括流量均衡池、布质介质过滤、紫外线消毒、一个循环水池和泵站以及一个营养收集反应堆。

由于其经常暴露在化学品和清洗中，该设施的外部管道、EOM设备、结构钢和内部衬里都涂有Carboguard 890，表面涂有Carbothane 134系列。Carboguard 510 SG，Plasite 4500年代而且沥青砂胶300也用于涂覆水盆，处理过的水箱和现有的澄清器。2020年，帕索罗伯斯工厂获得了全球水奖的年度污水项目奖。

此外，该行业通过高度重视最大限度地回收资源以减少生产浪费，制定符合特定安全要求的产品，并支持生命周期分析，以评估保护全球基础设施的环境效益，继续拥抱可持续性和社会责任。

根据环保局的危险废物报告从1995年到2013年，美国油漆和涂料行业的生产浪费几乎减少了一半，减少了48%。它还使回收废物总量增加了81%以上。最重要的是，97%的油漆和涂料生产设施的废溶剂现在被回收以供将来使用。

由于这些环保方面的进步，现在的涂料设计不仅更加可持续，而且在各种条件下——从恶劣的腐蚀性化学品，到极端温度和紫外线暴露——都能提供优越的性能和保护。

特种涂料配方打开了新市场的大门

在近一个世纪的过程中，油漆和涂料行业已经从小批量生产的通用，多用途的需求发展到高性能的涂料，专门配方，以满足无数应用的不同要求。

从食品包装内部的透明屏障涂层，到手机和平板电脑上使用的导电涂层，再到汽车制造商在装配线上使用的反光冷屋顶涂层和多组分饰面。

工业涂料的两个热门市场是防腐涂料和被动防火涂料，这两个市场都有望持续增长。事实上,到2024年，防腐涂料市场预计将达到325亿美元-复合年增长率为4% -而到2027年，被动防火市场规模预计将超过90亿美元．

在商业和工业市场，被动防火一直是卡宝林增长的主要动力，这一地位得到了公司在20世纪90年代末和21世纪初收购Nullifire、AD fire和NuChem的支持。仅仅十年后，卡波林在海上防火领域树立了新标准Pyroclad X12013年-使其成为市场上最全面的防火生产线。

然而，卡宝林业务的核心仍然是腐蚀控制涂层系统，这使其成为电力、食品和饮料、制药、采矿、棕水海洋、OEM和商业建筑等市场的关键参与者。

最近，carbine收购了这家总部位于俄亥俄州的公司Dudick Inc .)2021年6月开始营业。作为全球抗腐蚀和化学密封系统的领导者，Dudick进一步丰富了卡宝林在二级密封、地板和水/废水方面的产品组合。

不断变化的客户需求驱动对研发和创新的关注

随着客户需求的快速发展，涂料和涂料制造商正在加大对研发(R&D)、测试和产品创新的投入，以满足他们的需求并保持竞争优势。

迄今为止，Carboline已经推出了超过500种创新涂料，包括众所周知的产品线，如Carboguard, Bitumastic和Thermaline。2021年，卡波林向其最先进的全面防火实验室开放了大门，这是北美第一个也是唯一一个制造商拥有的实验室。这使得卡宝林的上市速度提高了两倍，避免了昂贵的第三方测试，并迅速满足了客户的需求。

它的一些最新产品包括Pyrocrete 341，为碳氢化合物火灾、喷射火灾和低温泄漏泄漏提供水泥被动防火保护Plasite XHT 400，专为石油加工船舶的消防管提供长期保护。这种衬里利用了Carboline正在申请专利的Supoxy系统，该系统通过高交联树脂提供极高的耐热性和耐化学性。

众所周知，涂料行业的工人经常暴露在各种各样的风险中——从使用危险化学品和危险机械，到在极端条件下工作，如在高空工作。在过去的十年中，涂料制造商高度重视建立健康和安全项目，不仅保护他们的员工，而且保护周围的社区。