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涂料工業現狀及發展趨勢

發布時間:2019-04-20 新聞來源: 百度百科 瀏覽量:
  涂料產品品種越來越多,應用范圍也不斷擴大,涂料工業已成為化學工業中一個重要的獨立生產工業部門。我國目前涂料產量約為200萬噸以上,其中工業涂料占60%,近年來需求量以3.4%的平均速度增長。
  20世紀90年代,世界發達國家進行了“綠色革命”,促使涂料工業的發展向“綠色”涂料方向大步邁進。以工業涂料為例,在北美,1992年常規溶劑型涂料占49%,到2002年降為26%;水性涂料、高固體份涂料、光固化涂料和粉末涂料由1992年的51%到2002年將增加到74%。在歐洲,常規溶劑型涂料由1992年的49%將降到2002年27%;而水性涂料、高固體涂料、光固化涂料和粉末涂料將由1992年的51%到2002年將增加到73%。今后十年,水性涂料將是成熟的技術,而60%以下固體含量的溶劑型涂料則是衰退中的技術。
  目前,涂料研究的方向其一是涂料應用的自動化,所提供的產品施工簡便和安全,特別是產品涂裝的自動化;其二是向環保型涂料方向發展;其三是增加新的組成成分,使涂料在涂后發生新的化學變化而構成涂膜,以及將由一次施工只能得到薄涂層轉變為得到厚涂層,涂膜層數也將由繁瑣的的多道配套簡化為簡單施工,涂膜的干燥過程也將利用各種物理、化學反應而大大縮短。

  一、水性涂料的發展
  隨著各國對揮發性有機物及有毒物質的限制越來越嚴格,以及樹脂,配方的優化和適用助劑的開發,預計水性涂料在金屬防銹涂料、裝飾涂料、建筑涂料等方面的應用替代溶劑型涂料將取得突破性進展。
  乳膠涂料是指在水性涂料中,乳膠涂料占絕對優勢,如美國的乳膠涂料占建筑涂料的90%。乳膠涂料的研究成果約占全部涂料研究成果的20%,研究較多的方向有以下幾個方面:(1)成膜機理的研究。這方面的研究主要是改善涂膜的性能。(2)施工應用的研究。美國、日本、德國等國家已生產出金屬防銹底、面漆,在市場上頗受歡迎。
  熱塑性乳膠基料常用丙烯酸聚合物、丙烯酸共聚物或聚氨酯分散體,通過大分子量的顆粒聚結而固化成膜。乳膠顆粒的聚結性關系到乳膠成膜的性能。近幾年來,著重于強附著性基料和快干基料的研制,以及混合乳膠的開發。一般水性乳膠聚合物對疏水性底材,附著性差,為提高乳膠附著力,必須注意乳膠聚合物和配方的設計,使其盡量與底材的表面接近,并精心選擇合適的聚結劑,降低水的表面張力,以適應底材。新開發的聚合物乳膠容易聚結,聚結劑用量少也能很好的成膜,現已在家具、機器等塑料制品上廣泛應用。
  新研制的乳膠混合物彌補了水稀釋醇酸/剛性熱塑性乳膠各自的不足,通過配方設計,已解決了混溶性和穩定性差的問題。水性聚氨酯涂料是近年來迅速發展的一類水性涂料,除具有一般聚氨酯涂料的高強度、耐磨等優異性能外,且對環境無污染,中毒和著火的危險性小。由于水性聚氨酯樹脂分子內存在氨酯鍵,所以水性聚氨酯涂料的柔韌性、機械強度、耐磨性、耐化學藥品及耐久性等都十分優異,歐、美、日均視其為高性能現代涂料品種而大力研發。

  二、粉末涂料發展迅速
  在涂料工業中,粉末涂料屬于發展最快的一類。
  由于世界上出現了嚴重的大氣污染,環保法規對污染控制日益嚴格,要求開發無公害、省資源的涂料品種。因此,無溶劑、具有保護和裝飾綜合性能的粉末涂料,便因其具有獨有的經濟效益和社會效益而獲得飛速發展。
  粉末涂料的主要品種有環氧樹脂、聚酯、丙烯酸和聚氨酯粉末涂料。近年來,聚氨酯粉末以其優異的性能令人注目。

  三、高固體份涂料發展動向
  在環境保護措施日益強化的情況下,高固體份涂料有了迅速發展。其中以氨基、丙烯酸和氨基──丙烯酸涂料的應用較為普遍。近年來,美國Mobay公司開發了一種新型汽車流水線用面漆。這種固體份高、單組份聚氨酯改性聚合物體系,可用于剛性和柔性底材上,并且有優異的耐酸性、硬度以及顏料的捏合性。

  四、光固化涂料的進展
  光固化涂料也是一種不用溶劑,很節省能源的涂料,主要用于木器家具等。在歐洲和發達國家的木器家具用漆的品種中,光固化型市場潛力大,很受大企業青睞。主要是木器家具流水作業的需要,美國現約有700多條大型光固化涂裝線,德國、日本等大約有40%的高級家具采用光固化涂料。

  五、幾種特種涂料的態勢和發展
  1.防污涂料
  近年來,荷蘭Sigma公司研制成功一種新型不含錫防污涂料。它的自拋光性與現有含錫防污涂料相同。最近,日本的關西涂料公司新開發的一種對水中生物無毒性的不含有機錫和氧化亞銅的名為CaptainCrystal的船用防污涂料。作為改善地球環境的這種涂料,能有效防止生物附著在船底上,持續時間可達5年。
  2.防腐涂料
  國外十分重視長效防腐涂料的發展,主要品種有無機富鋅漆、環氧瀝青、乙烯基樹脂、厚漿型氯化橡膠、無溶劑環氧聚酰胺和無溶劑環氧砂漿涂料等。用20%~30%的片狀玻璃粉填入雙酚A型環氧樹脂、間苯二甲酸不飽和聚酯、環氧丙烯酸樹脂等基料中組成的長效防腐涂料,用于海洋設施的涂裝,其防腐壽命超過10年。
  3.陰極電泳涂料
  這類涂料國外發展很快,并取得了許多新的成就。其中最有代表的是開發了厚膜型陰極電泳涂料、低溫固化型和彩色陰極電泳涂料。厚膜陰極電泳涂料是美國PPG公司研制成功電泳涂料,使一次成膜比較厚,外觀平整,各項性能均優良;低溫固化型陰離子電泳涂料是80年代末,日本神東涂料公司和日本油脂公司共同開發的新品種。該涂料的標準固化條件為:130/20分鐘或160/5分鐘;彩色陰極電泳涂料是日本關西涂料公司開發的,以環氧樹脂為基礎,采用特殊異氰酸酯交聯,并配以第三成份丙烯酸樹脂,可在電泳中均一沉積形成復合層涂膜。這種技術可使環氧樹脂系陰極電泳涂料彩色化,也提高了涂層的耐候性。邊棱防銹型陰極電泳涂料,要求減少涂膜溶融時的流動性,提高涂膜的邊棱覆蓋率,以改善陰極電泳涂料邊棱的防腐蝕性。我國應重點開發膜厚30~40微米,耐鹽霧1000小時的厚膜型陰極電泳漆和耐鹽霧720小時以上的普通型陰極電泳漆。

  六、其他有關方面的發展態勢
  為了適應涂料產品性能提高和品種增加的需要,要不斷提高所需顏料的性能,更廣泛地利用有機顏料,如偶氮系、酞菁系和具有優良耐曬、耐溶劑性能的蒽醌系顏料。
  在涂料中擴大使用輔助材料對涂料的發展也越來越顯重要。如紫外線吸收劑應用于涂料中,能提高耐光性;抗氧化劑能提高耐老化性;隨著水性涂料的發展,濕潤劑的品種將不斷擴大;在利用紫外線干燥的涂料中,需要利用光固化劑。這些輔助材料在今后將被更廣泛地利用。
  計算機在涂料工業中的應用可使涂料配方改進、大工業生產、生產設施的設計最佳化,且能迅速解決涂料的研究、生產、應用和銷售等方面所出現的技術和管理問題。
  隨著涂料需求量和產品品種的增加,涂料生產工藝也需不斷改進。改進的總趨勢是進一步簡化工藝過程,提高生產率。實現連續化、自動化生產。今后射流技術、可控硅技術、納米技術等將在涂料工業中廣泛應用,從而使生產的自動化程度達到新的水平。
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