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涂料工业的技术发展趋势:将主要体现在“四化”

 周工解涂 2022-02-24




涂料工业的技术发展趋势将主要体现在“四化”——水性化、粉末化、高固体分化、光固化。

(1)涂料的水性化

在水性涂料中,乳胶涂料占绝对优势,此外,水分散体涂料在木器、金属涂料领域的技术、市场发展很快。水性涂料重要的研究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,优化配方组合,降低涂料的成本。

②施工应用的研究

近年来对金属包装用水基涂料作了大量研究并获得十分可喜的进展,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酯聚合物、聚氨酯分散体及其杂合乳液,通过大相对分子质量的聚合物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,以及混合树脂胶的开发。一般水性乳胶聚合物对疏水性底材(如塑料和净化度差的金属)附着性差,为提高乳胶附着力,必须注意乳胶聚合物的结构和配方设计,使其尽量与底材的表面能接近,并选择合适的聚结剂,降低体系的表面张力,以适应表面张力较低的市售塑料等基材的涂饰。新开发的聚合物乳胶容易聚结,聚结剂用量很少也能很好地成膜,现已在家具、机械和各种用具等塑料制品上广泛应用。

③水性聚氨酯涂料

这是近年来迅速发展的一类水性涂料,它除具有一般聚氨酯涂料所固有的高强度、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。由于水性聚氨脂树脂分子内存在氨基甲酸酯键,所以水性聚氨酯涂料的柔韧性、机械强度、耐磨性、耐化学药品腐蚀性及耐久性等都十分优异,均将其视为高性能的现代涂料品种大力研究开发。

由于能源危机,油性漆原材料的价格大涨,为水性漆的发展提供了机遇。当然,目前水性涂料的发展还面临着很多挑战,一是消费者的消费习惯能不能被环保和健康观念改变,二是生产厂家能不能在水性漆的物理性能方面有更大的改进和提高。另外,政策面的推动也应加强,广大民众的消费观念也需更新。因此,水性漆的发展需要研发机构、生产企业、政府和用户的多方共同努力。

(2)涂料的粉末化

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、100%地转化成膜、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,芳香族聚氨酯和脂肪族聚氨酯粉末以其优异的性能引人注目。

(3)涂料的高固体分化

涂料的粘度和树脂的含量成正比,如果能增加成膜物含量的同时,涂料的黏度增加不高,满足涂料施工的要求,那么这种涂料的溶剂使用量会大大降低,环境污染和生产成本都会大大降低,是未来涂料发展的方向之一。在环境保护措施日益强化的情况下,高固体分涂料有了迅速发展。采用脂肪族多异氰酸酯和聚己内酯多元醇等低黏度聚合物多元醇,可制成固体分高达100%的聚氨酯涂料,该涂料各项性能均佳,施工性好。用低黏度IPDI三聚体和高固体分羟基丙烯酸树脂或聚酯树脂配制的双组分热固性聚氨酯涂料,其固体含量可达70%以上,且黏度低,便于施工,室温或低温可固化,是一种非常理想的高装饰性高固体分聚氨酯涂料。

(4)涂料的光固化

光固化涂料也是一种不用溶剂、节省能源的涂料,最初主要用于木器和家具等产品的涂饰,目前在木质和塑料产品的涂装领域开始广泛应用。光固化涂料市场潜力大,很受大企业青睐,主要是流水作业的需要,美国现约有70多条大型光固化涂装线,德国、日本等大约有40%的木质或塑料包装物采用光固化涂料。最近又开发出聚氨酯丙烯酸光固化涂料,它是将有丙烯酸酯端基的聚氨酯齐聚物溶于活性稀释剂(光聚合性丙烯酸单体)中而制成的,它既保持了丙烯酸树脂的光固化特性,也具有特别好的柔性、附着力、耐化学药品腐蚀性和耐磨性。

环境压力正在改造全球涂料工业,一大批环境保护条例对VOC的排放量和使用有害溶剂等都作了严格规定,整个涂料工业已经或正在进行着调整。归根结底,全球市场正朝着更适应环境的技术尤其是水性漆、高固体、辐射固化和粉末涂料方向发展。

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