涂料制备论文

涂料制备技术的发展 班级2012专业 学号 姓名 摘要:本文分析了涂料的总体特点以及主要论述了国内外建筑涂料的研究现状。具体概括了我国特种涂料——防水材料、防火涂料、地坪涂料、氟碳涂料、纳米复合涂料、伪装涂料、防污涂料、重防腐涂料等的现状研究并介绍了涂料的发展方向。 关键词:发展方向,特种涂料,水性涂料,特点,研究现状 前言 涂料,在中国传统称为油漆,涂料是一种材料,这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面,形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。这样形成的膜通称涂膜,又称漆膜或涂层。”早期大多以植物油为主要原料,故被叫做“油漆”。不论是传统的以天然物质为原料的涂料产品,还是现代发展中的以合成化工产品为原料的涂料产品,都属于有机化工高分子材料,所形成的涂膜属于高分子化合物类型[1]。 涂料的用途极为广泛,没有涂饰的现化生活是很难想象的。涂料工业是建筑和工业领域的配套工业,也是使用原材料最为广泛的工业之一。涂料按照其用途,可分为建筑涂料、工业涂料和特种(功能)涂料三大类[2]。 1 涂料具备的特点: 1.1具有反射光、发光、吸收和反射红外线、吸收太阳能、屏蔽射线、标志颜色等光学性能方 面的作用;还有防噪声、减振、卫生消毒、防结露、防结冰等各种不同作用等。 1.2长期具有保光保色性。 1.3涂料外观光泽,色泽细腻等。 1.4对底材或对旧漆膜的附着力强。 1.5具有硬度、冲击、柔韧性等。 2.涂料的研究现状 2.1建筑涂料 2.1.1国外建筑涂料研究现状 工业发达国家,建筑涂料为消费比例最大的一类涂料,约占涂料总产量的50%左右。 目前,国外涂料生产正向规模化、集团化、自动化方向发展,从树脂合成到涂料的制备,采用规模效益,如反应装置达到了40一60立升,设备先进,自动化高.工艺稳定。涂料制备 采用封闭式配料系统和自动输送系统。自动称量,自动调色,自动包装。生产效率高.人均年 生产量平均达到100吨。 发达国家不仅在涂料品质上进行严格控制。还在施工规范、结构设计上进行控制。国外乳胶涂料占整个建筑涂料量的70一80%左右.品种有乙烯-醋酸乙烯类,醋酸乙烯—叔碳酸乙烯类.醋酸乙烯—丙烯酸酯类,苯乙烯—丙烯酸酯类,纯丙烯酸酯类等[3]。溶剂型涂料占20一30%左右,主要是高性能外墙涂料,其品种有醇酸及其改性树脂、丙烯酸及其改性树脂、环氧及其 改性树脂、聚氨酪及其改性树脂等。 2.1.2国内建筑涂料的研究现状 在我国建筑涂料中,聚乙烯醇类低档涂料约占40%,并有逐年下降的趋势。而内外墙乳胶 漆占40%,溶剂型涂料占20%左右,主要是室内木质装饰漆和外墙涂料。 目前内墙涂料主要品种是聚醋酸乙烯、聚醋酸乙烯-丙烯酸酪、聚苯乙烯—丙烯酸、乙烯-醋酸乙烯类乳胶漆和聚乙烯醇类涂料[4]。 外墙涂料分乳胶涂料和溶剂型涂料两类。乳胶涂料中以聚苯乙烯—丙烯酸酯和聚丙烯酸类品种为主;溶剂型涂料中以丙烯酸酪类、丙烯酸聚氨酪和有机硅接枝内烯酸类涂料为主,还有 各种砂壁状和仿石型等厚质涂料。 地面涂料以聚氨酯和环氧树脂类涂料为主。 2.2我国特种涂料的研究现状 我国涂料工业面临巨大的挑战,涂料市场的竞争将是前所未有的,国内企业要想在市场中占有一席之地,新技术、新产品的开发是关键。特种涂料的开发将成为21世纪中国涂料市场的开发热点。我国各种功能型涂料——防水材料、防火涂料、地坪涂料、氟碳涂料、纳米复合涂料、伪装涂料、防污涂料、重防腐涂料、卷材涂料、水性聚氨酯涂料和隔热涂料等。 防水材料:新型防水材料发展迅速,产量逐渐增长,在工业和民用建筑中得到广泛的应用。防水材料已从单一的纸胎油毡逐步发展到目前的纸胎油毡、改性沥青防水卷材、高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和刚性防水材料等六大类产品,基本上形成了门类比较齐全的工业体系,制造防水材料所需的原材料绝大部分可以自给。设备制造能力大大提高,已开发出改性沥青防水卷材和三元乙丙橡胶防水卷材的成套生产设备。 防火涂料:防火涂料是一种对底材起物理保护作用并具有阻燃耐火功能的涂料,其中最重要的是发泡型防火涂料,它能在一定温度下发泡,形成防火隔热层,我国的防火涂料以钢结构防火涂料为主。钢结构建筑中钢材受热到600℃左右会软化而丧失结构强度,因此需要这种涂料来保护。超薄型(2~3mm)钢结构防火涂料曾是国内空白,一直依靠进口,自从国内涂料企业和有关研究院校协同攻关后,现已开发出可与国外先进产品相媲美的超薄型钢结构防火涂料等,其物理性能及重要性能指标、耐火极限等均不亚于国外同类产品。虽然目前有些阻燃助剂如多聚磷酸铵、磷酸三聚氰胺等原材料与国外相比尚有差距,但以上这些努力已使我国防火涂料技术和水平距离国际先进水平不远。 地坪涂料:地坪涂料是随着改革开放的大潮孕育产生的涂料品种,随着国外生产企业不断进入中国,其用途和影响不断在扩大。现在地坪涂料的应用领域扩展到家居和商业市场,其生产的品种也由单纯的溶剂型发展到水性、无溶剂型,功能由单一的防护扩大到耐磨型、抗静电型、防滑型和自流平型等多种。 氟碳涂料:我国涂料行业着重于氟碳涂料研究的主要原因是氟碳涂料具有优异的性能。彩钢板、高层建筑、露天大型物件、高速列车、桥梁和电视塔等难以施工的场所,以及一些要求高温 防腐蚀之处,甚至船舶防污损等,都是氟碳涂料大显身手之地。国内业界几经努力,现在终于有了自制的氟碳树酯及其涂料,品种有FEP氟碳树酯粉末涂料、热固性FEVE氟碳树酯涂料、三氟氯乙烯、烷烯基酯多元共聚氟碳树酯涂料、四氟乙烯-乙烯基酸多元共聚树酯涂料、三氟氯乙烯-乙烯基醚树酯涂料和水性氟碳树酯涂料等,广泛应用于防腐、卷材、建筑等领域。 纳米复合涂料:要使纳米材料在涂料里发挥作用,必需有2个前提,一是纳米材料在涂料里的稳定性要好,二是纳米材料能在涂料里保持良好的分散状态。目前,国内已在建筑涂料领域里取得了良好的成果,即用纳米材料可提高建筑外墙涂料的耐候性和增强内墙涂料的抗菌效果,并正在进行产业化准备工作;纳米材料在工业涂料中的应用,诸如提高涂层的耐磨性、涂料的导电效果以及功能性涂料方面已取得初步成效,从而使我国在纳米复合涂料方面的研制和开发上了新的台阶。 伪装涂料:目前单项反侦察手段的伪装涂料技术如光学伪装涂料、近红外伪装涂料、红外伪装涂料、伪装降温涂料、防雷达伪装涂料等均已取得良好成果并付诸应用,而针对多重侦察手段的兼容性光谱吸收及多功能兼容涂料等方面的研究开发也已取得重要进展。 防污涂料:目前,防污涂料主要是通过漆膜中防污剂(毒料)的逐步出来防止海洋生物污损的[5]。世界各工业发达国家加紧进行代有机锡的防污剂的开发,我国也不甘落后,现已开发出采用铜、锌之类自抛光防污涂料以及无毒防污涂料等,其效果也不亚于有机锡类。此外,还开发出具有我国特色的辣椒素防污涂料系统,赶上了国际先进水平。 重防腐涂料:重防腐涂料水性化是涂料行业的夙愿,国外现已对防腐蚀涂料所用的主体树酯——环氧树酯进行改性,从而消除了其水性化的不利影响,使其防腐蚀能力显著提高。重防腐涂料是一个由底、中间层到面漆所组成的一个系统。这一体系可减少98%的VOC,有利于环境保护。我国在水性重防腐涂料方面业已成功开发出底漆(水性无机富锌底漆)和中间漆(水性环氧防腐蚀涂料),其性能均不亚于相应的溶剂型涂料。环氧聚硅氧烷涂料耐腐蚀性与丙烯酸聚氨酯涂料相近,但耐候性则更好。由此可使重防腐涂料体系由底+中间层+面漆缩减为底+面漆,而性能更优。国内对这种防腐涂料也进行了开发,并取得了良好的效果。此外,国内还跟踪国外防腐蚀涂料新技术,成功开发出属于环氧聚硅氧烷涂料的第二代产品——丙烯酸聚硅氧烷涂料,其耐候性、防腐蚀性、耐机械损伤和耐磨性等方面性能优异。 卷材涂料:彩色钢板的发展为卷材涂料带来了商机,卷材涂料在涂料里属高附加值产品,其利润是普通涂料的数倍。与其他涂料领域不一样,卷材涂料的市场占有率是国内企业占优势。卷材涂料的发展方向是无卤厚涂层,无铬及无铅涂料,高固体份及水性、粉末、光固化涂料和低温固化涂料等环境友好型涂料,其品种将向隔热型、吸热型、放热型、防静电型、耐高冲击型、高耐候型、桔型、花纹型、多色彩型和自清洁型等方面发展。 3涂料的发展方向 涂料正朝着水性化、粉末化、无溶剂化、高固体化和辐射固化等低污染、无公害的方向发展。目前这些低污染、无公害涂料占全部涂料的70%以上,到2015年将占涂料的93%以上。 水性涂料是未来涂料的主力军,目前占世界涂料总量的30%以上[6],在涂料工业2个最大应用领域之一的建筑涂料里占有绝对优势,特别是在工业发达国家。在另一个最大应用领域——工业涂料中,水性涂料已占世界工业涂料的20%,到2010年将达到30%以上。 粉末涂料及其它无溶剂型、高固体分涂料。随着粉末涂料薄膜化、低温固化和快速换色技术的发展,粉末涂料可用于金属制作、家电、建筑、汽车、特种钢筋及管道方面。目前,高固分涂料研究开发的重点是低温或常温固化型和官能团反应型[7]。 功能性涂料如氟碳树脂涂料,喷涂聚脲弹性体(SPUA),有机一无机复合涂料,纳米材料在涂料中的应用,高装饰性涂料,隐身涂料,智能型涂料UV涂料等也在快速发展,而且占据越来越重要的位置。 4展望 随着人们对环境问题的关心,对于涂料的污染和毒性问题也越来越重视。涂料中大量使用溶剂,他们是大气污染的重要来源,因此发展无毒低污染的涂料是环境保护的需要[8]。总之,今后我国涂料工业将有四大发展趋势:一是企业向专业化、集团化、规模化方向发展;二是产品向高科技含量、高质量、多功能方向发展;三是品种向环保型方向发展,低污染、低能耗方向发展。 参考文献: [1] 倪玉德主编.涂料制造技术.北京: 化学工业出版社,2003,(1):68-69. [2] 武利民主编.涂料技术基础. 北京: 化学工业出版社,1999,1-2. [3] 苑金生.国外建筑涂料的发展趋势.装饰装修天地,1995,(10):3. [4] 张俊智、刘泽曦、竺玉书.我国涂料的发展及趋势.化工管理,1999,(4):35-37. [5] 薛福连.形形色色的功能性涂料.上海涂料,2006,44(7):32-35. [6] 董发勤,朱桂平等.新型生态环保涂料.材料导报,2003,17(9):36-38. [7] 燕来荣.我国涂料市场的发展现状及趋势.新材料产业,2004(4):9-14. [8] 洪啸吟,冯汉保.涂料化学.北京:科学出版社,1997,(1):1-5.