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往期热点回顾:涂料工业的现状及发展趋势

信息来源:paintkey.com  时间:2010-07-02  浏览次数:157

  涂料产品品种越来越多,应用范围也不断扩大,涂料工业已成为化学工业中一个重要的独立生产工业部门。我国目前涂料产量约为200万吨以上,其中工业涂料占60%,近年来需求量以3.4%的平均速度增长。
  20世纪90年代,世界发达国家进行了“绿色革命”,促使涂料工业的发展向“绿色”涂料方向大步迈进。以工业涂料为例,在北美,1992年常规溶剂型涂料占49%,到2002年降为26%;水性涂料、高固体份涂料、光固化涂料和粉末涂料由1992年的51%到2002年将增加到74%。在欧洲,常规溶剂型涂料由1992年的49%将降到2002年27%;而水性涂料、高固体涂料、光固化涂料和粉末涂料将由1992年的51%到2002年将增加到73%。今后十年,水性涂料将是成熟的技术,而60%以下固体含量的溶剂型涂料则是衰退中的技术。
  目前,涂料研究的方向其一是涂料应用的自动化,所提供的产品施工简便和安全,特别是产品涂装的自动化;其二是向环保型涂料方向发展;其三是增加新的组成成分,使涂料在涂后发生新的化学变化而构成涂膜,以及将由一次施工只能得到薄涂层转变为得到厚涂层,涂膜层数也将由繁琐的的多道配套简化为简单施工,涂膜的干燥过程也将利用各种物理、化学反应而大大缩短。
  一、水性涂料的发展
  随着各国对挥发性有机物及有毒物质的限制越来越严格,以及树脂,配方的优化和适用助剂的开发,预计水性涂料在金属防锈涂料、装饰涂料、建筑涂料等方面的应用替代溶剂型涂料将取得突破性进展。
  乳胶涂料是指在水性涂料中,乳胶涂料占绝对优势,如美国的乳胶涂料占建筑涂料的90%。乳胶涂料的研究成果约占全部涂料研究成果的20%,研究较多的方向有以下几个方面:(1)成膜机理的研究。这方面的研究主要是改善涂膜的性能。(2)施工应用的研究。美国、日本、德国等国家已生产出金属防锈底、面漆,在市场上颇受欢迎。
  热塑性乳胶基料常用丙烯酸聚合物、丙烯酸共聚物或聚氨酯分散体,通过大分子量的颗粒聚结而固化成膜。乳胶颗粒的聚结性关系到乳胶成膜的性能。近几年来,着重于强附着性基料和快干基料的研制,以及混合乳胶的开发。一般水性乳胶聚合物对疏水性底材,附着性差,为提高乳胶附着力,必须注意乳胶聚合物和配方的设计,使其尽量与底材的表面接近,并精心选择合适的聚结剂,降低水的表面张力,以适应底材。新开发的聚合物乳胶容易聚结,聚结剂用量少也能很好的成膜,现已在家具、机器等塑料制品上广泛应用。
  新研制的乳胶混合物弥补了水稀释醇酸/刚性热塑性乳胶各自的不足,通过配方设计,已解决了混溶性和稳定性差的问题。水性聚氨酯涂料是近年来迅速发展的一类水性涂料,除具有一般聚氨酯涂料的高强度、耐磨等优异性能外,且对环境无污染,中毒和着火的危险性小。由于水性聚氨酯树脂分子内存在氨酯键,所以水性聚氨酯涂料的柔韧性、机械强度、耐磨性、耐化学药品及耐久性等都十分优异,欧、美、日均视其为高性能现代涂料品种而大力研发。
  二、粉末涂料发展迅速
  在涂料工业中,粉末涂料属于发展最快的一类。由于世界上出现了严重的大气污染,环保法规对污染控制日益严格,要求开发无公害、省资源的涂料品种。因此,无溶剂、具有保护和装饰综合性能的粉末涂料,便因其具有独有的经济效益和社会效益而获得飞速发展。
  粉末涂料的主要品种有环氧树脂、聚酯、丙烯酸和聚氨酯粉末涂料。近年来,聚氨酯粉末以其优异的性能令人注目。
  三、高固体份涂料发展动向
  在环境保护措施日益强化的情况下,高固体份涂料有了迅速发展。其中以氨基、丙烯酸和氨基──丙烯酸涂料的应用较为普遍。近年来,美国Mobay公司开发了一种新型汽车流水线用面漆。这种固体份高、单组份聚氨酯改性聚合物体系,可用于刚性和柔性底材上,并且有优异的耐酸性、硬度以及颜料的捏合性。
  四、光固化涂料的进展
  光固化涂料也是一种不用溶剂,很节省能源的涂料,主要用于木器家具等。在欧洲和发达国家的木器家具用漆的品种中,光固化型市场潜力大,很受大企业青睐。主要是木器家具流水作业的需要,美国现约有700多条大型光固化涂装线,德国、日本等大约有40%的高级家具采用光固化涂料。
  五、几种特种涂料的态势和发展
  1.防污涂料
  近年来,荷兰Sigma公司研制成功一种新型不含锡防污涂料。它的自抛光性与现有含锡防污涂料相同。最近,日本的关西涂料公司新开发的一种对水中生物无毒性的不含有机锡和氧化亚铜的名为CaptainCrystal的船用防污涂料。作为改善地球环境的这种涂料,能有效防止生物附着在船底上,持续时间可达5年。
  2.防腐涂料
  国外十分重视长效防腐涂料的发展,主要品种有无机富锌漆、环氧沥青、乙烯基树脂、厚浆型氯化橡胶、无溶剂环氧聚酰胺和无溶剂环氧砂浆涂料等。用20%~30%的片状玻璃粉填入双酚A型环氧树脂、间苯二甲酸不饱和聚酯、环氧丙烯酸树脂等基料中组成的长效防腐涂料,用于海洋设施的涂装,其防腐寿命超过10年。
  3.阴极电泳涂料
  这类涂料国外发展很快,并取得了许多新的成就。其中最有代表的是开发了厚膜型阴极电泳涂料、低温固化型和彩色阴极电泳涂料。厚膜阴极电泳涂料是美国PPG公司研制成功电泳涂料,使一次成膜比较厚,外观平整,各项性能均优良;低温固化型阴离子电泳涂料是80年代末,日本神东涂料公司和日本油脂公司共同开发的新品种。该涂料的标准固化条件为:130/20分钟或160/5分钟;彩色阴极电泳涂料是日本关西涂料公司开发的,以环氧树脂为基础,采用特殊异氰酸酯交联,并配以第三成份丙烯酸树脂,可在电泳中均一沉积形成复合层涂膜。这种技术可使环氧树脂系阴极电泳涂料彩色化,也提高了涂层的耐候性。边棱防锈型阴极电泳涂料,要求减少涂膜溶融时的流动性,提高涂膜的边棱覆盖率,以改善阴极电泳涂料边棱的防腐蚀性。我国应重点开发膜厚30~40微米,耐盐雾1000小时的厚膜型阴极电泳漆和耐盐雾720小时以上的普通型阴极电泳漆。
  六、其他有关方面的发展态势
  为了适应涂料产品性能提高和品种增加的需要,要不断提高所需颜料的性能,更广泛地利用有机颜料,如偶氮系、酞菁系和具有优良耐晒、耐溶剂性能的蒽醌系颜料。
  在涂料中扩大使用辅助材料对涂料的发展也越来越显重要。如紫外线吸收剂应用于涂料中,能提高耐光性;抗氧化剂能提高耐老化性;随着水性涂料的发展,湿润剂的品种将不断扩大;在利用紫外线干燥的涂料中,需要利用光固化剂。这些辅助材料在今后将被更广泛地利用。
  计算机在涂料工业中的应用可使涂料配方改进、大工业生产、生产设施的设计最佳化,且能迅速解决涂料的研究、生产、应用和销售等方面所出现的技术和管理问题。
  随着涂料需求量和产品品种的增加,涂料生产工艺也需不断改进。改进的总趋势是进一步简化工艺过程,提高生产率。实现连续化、自动化生产。今后射流技术、可控硅技术、纳米技术等将在涂料工业中广泛应用,从而使生产的自动化程度达到新的水平。

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