功能性粉末涂料的主要研究發(fā)展方向包括以下的幾個(gè)方面。
(1)重防腐粉末涂料(管道專用重防腐涂料、鋼纜專用重防腐粉末涂料、鋼筋專用重防腐粉末涂料、耐紫外線重防腐粉末涂料等)。
(2)低溫固化粉末涂料(110~140℃/15~20min完成固化)。
(3)絕緣型粉末涂料(電工部件專用絕緣粉末涂料、耐高溫絕緣粉末涂料等)。
(4)高光澤裝飾性粉末涂料(汽車專用產(chǎn)品)。
(5)UV固化粉末涂料(主要用于板材、塑料、木材等)。
(6)耐輻照粉末涂料,用于核能發(fā)電站的防護(hù)。
(7)耐高溫粉末涂料(180~200℃)。
在重防腐領(lǐng)域具有更大應(yīng)用前景的熱固性粉末樹(shù)脂主要有環(huán)氧、聚酯、環(huán)氧一聚酯、聚氨酯、丙烯酸、丙烯酸一聚酯、丙烯酸一環(huán)氧、丙烯酸一氟樹(shù)脂等。由原本單-的環(huán)氧樹(shù)脂粉末涂料,發(fā)展為環(huán)氧聚酯混合型粉末涂料占主導(dǎo)地位;聚酯TGIG粉末涂料、聚氨酯粉末涂料也普遍應(yīng)用,丙烯酸聚氨酯粉末涂料嶄露頭角。
高固體分重防腐涂料
提高重防腐涂料的固體分含量,減少VOC是重防腐涂料的主攻方向。固體含量在65%以上便可稱為高固體份涂料,高固體分重防腐涂料優(yōu)點(diǎn)包括有效減少VOC排放量。
目前對(duì)高固體分重防腐涂料的研發(fā)思路主要為:以縮聚反應(yīng)及自由基聚合來(lái)制備低聚物;開(kāi)發(fā)低相對(duì)分子質(zhì)量化、低極性化和粒子化的改性樹(shù)脂,以實(shí)現(xiàn)高固體化。
此外,活性稀釋劑的添加也是高固體化研究思路之一。研究熱點(diǎn)在于開(kāi)發(fā)和應(yīng)用高分子量、低粘度的樹(shù)枝狀聚合物,如聚酯、聚氨酯等;以及其施工時(shí)產(chǎn)生的縮孔、流掛等問(wèn)題的防治。
下面列舉兩個(gè)高固體分防腐涂料研究進(jìn)展。
(1)國(guó)內(nèi)已有學(xué)者采用改性環(huán)氧和聚氨酯預(yù)聚物制備高固體分重防腐涂料,固含量達(dá)97%,-次涂覆厚度在150um以上,涂層針孔不到普通防腐涂料的1/3,性能良好;國(guó)外已研制出固含量高達(dá)95%的高固體分重防腐涂料,己在油田及水電工業(yè)上取得良好的應(yīng)用效果。
(2)歐洲現(xiàn)有汽車涂裝流水線都將采用高固體分防腐涂料取代固體分溶劑型涂料;美國(guó)DuPont公司已有80%高固體涂料應(yīng)用于汽車涂料中。我國(guó)與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家在這-領(lǐng)域技術(shù)研究與應(yīng)用上的的差距均十分明顯。
輻射固化重防腐涂料
輻射固化涂料是利用中、短波(300~400nm)UV光的輻射能量引發(fā)涂料中的低分子預(yù)聚物或齊聚物的聚合及交聯(lián)反應(yīng)而得到固化漆膜。這類涂料固化快、不需外加熱、節(jié)省能源,可配制成無(wú)溶劑產(chǎn)品,適用于各種基材。
這些優(yōu)點(diǎn)使輻射固化涂料在近幾年來(lái)成為非常活躍的研究開(kāi)發(fā)領(lǐng)域,在發(fā)達(dá)國(guó)家已獲得應(yīng)用。
目前,UV固化涂料的研究熱點(diǎn)集中于解決其在低溫下進(jìn)行固化的技術(shù)問(wèn)題,如醇溶性UV固化涂料的開(kāi)發(fā)等。
我國(guó)的UVCC產(chǎn)業(yè)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比,在品種、質(zhì)量、市場(chǎng)規(guī)模、研究開(kāi)發(fā)方面均存在較大差距。國(guó)內(nèi)中、低檔UV固化涂料近年來(lái)以兩位數(shù)增長(zhǎng),但色漆、形狀復(fù)雜的工件的UV固化進(jìn)展緩慢,水性涂料、汽車涂料的UV固化仍處在研究試驗(yàn)階段。
今后輻射固化重防腐涂料研究方向是開(kāi)發(fā)低粘度高固化速率的低聚物、低毒性高活性的單體、高效光引發(fā)體系;開(kāi)發(fā)多品種UV固化體系及設(shè)備,大力發(fā)展光固化水性及粉末重防腐涂料。
新型綠色生物基重防腐涂料
⑴腰果殼油環(huán)氧重防腐涂料。由天然腰果殼油合成的改性環(huán)氧樹(shù)脂低粘度改性劑以及固化劑,在重防腐涂裝體系,特別是船舶涂料防腐體系中得到了廣泛應(yīng)用。該涂料體系既有低分子量脂肪胺體系的硬度與優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性能;又具備低分子聚酰胺體系的適用期長(zhǎng)、韌性好、毒性低的優(yōu)點(diǎn);還具備一般酚醛胺體系的快速固化和良好的附著力;該體系對(duì)涂裝表面處理要求不高,在不添加重金屬防腐顏料條件下,仍可達(dá)到重防腐涂料性能要求。
(2)美國(guó)谷蝦殼生物防腐涂料。美國(guó)能源部專家利用谷物、螃蟹殼、龍蝦殼等原料制備的生物防腐涂料對(duì)防止金屬生銹具有很好的效杲,控制溫度適當(dāng)時(shí),涂料能緊密附著于鋁及其他金屬表面,即使在苛刻的地?zé)岘h(huán)境中,仍具有良好的防腐效杲。
新型至防腐涂裝技術(shù)
聚脲重防腐涂料
聚脲彈性涂料是-種新型無(wú)溶劑、無(wú)污染的涂料產(chǎn)品和施工技術(shù);其疏水性強(qiáng),對(duì)環(huán)境溫度不敏感:可在水上/冰上涂覆成膜;在極惡劣的環(huán)境下也可正常施工;涂抹剛性與韌性兼具、涂層致密、連續(xù)、無(wú)接縫,阻隔效果好;涂層還具有耐磨、防水、抗沖擊、抗疲勞、耐老化、耐高溫、耐輻射等功能。
聚脲彈性涂料已在海洋燈塔、水池防水層、船舶、場(chǎng)館建筑及高速鐵路等工程建設(shè)中得到應(yīng)用。應(yīng)用實(shí)例包括:京津鐵路、奧運(yùn)場(chǎng)館、京滬高速、廈深鐵路、京石高鐵等。
缺點(diǎn)在于噴涂設(shè)備較為昂貴,噴涂施工要求較高;色彩、光澤及平整度較差。
水性長(zhǎng)效防腐帶銹涂料
帶銹表面允許少量鐵銹存在,節(jié)省除銹工時(shí)70%~80%,一股銹層厚度不超過(guò)50~60um;凡在大氣中存在半年之久的鋼材表面,或去除浮銹后經(jīng)鋼絲刷簡(jiǎn)單處理的舊鋼結(jié)構(gòu)表面,均可直接刷帶銹防銹涂料。
帶銹防銹涂料應(yīng)具有足夠的滲透能力,能充分浸潤(rùn)、滲透整個(gè)疏松多孔銹層,封閉整個(gè)涂層與鋼材表面;具有足夠的反應(yīng)性,能使銹層中活潑有害的鐵化合物經(jīng)轉(zhuǎn)化后變成穩(wěn)定的無(wú)害填料。
低表面處理水性長(zhǎng)效防腐帶銹涂料大多采用苯丙復(fù)合乳液、純丙乳液等樹(shù)脂為基料,加入三聚磷酸鋁、磷酸鋅、氧化鋅等活性防銹顏料制成,用于石油化工管道、煤氣罐體、汽車底盤(pán)、桿塔、抽油機(jī)等重防腐涂裝中。
水性帶銹涂料常溫干燥速度快、黏結(jié)力強(qiáng)、無(wú)毒、不燃,能與多種涂料配用。開(kāi)發(fā)有效的銹轉(zhuǎn)化劑及銹穩(wěn)定劑是低表面水性帶銹涂料應(yīng)用研究的重點(diǎn)。
結(jié)束語(yǔ)
為根除“涂料是環(huán)境的第二大污染源”的惡名,順應(yīng)涂料工業(yè)界向環(huán)境貢獻(xiàn)型發(fā)展的主方向,環(huán)保型重防腐涂料的研究開(kāi)發(fā)刻不容緩。
對(duì)于目前我國(guó)重防腐涂料的發(fā)展,提出以下的幾點(diǎn)建議。
(1)重防腐涂料研發(fā)過(guò)程中,應(yīng)加大水性重防腐涂料的科研力度、持續(xù)開(kāi)發(fā)環(huán)保型高檔粉末涂料、著力研究集各涂料環(huán)保型能于一身的水性或粉末型輻射固化重防腐涂料、以及平穩(wěn)發(fā)展我國(guó)具有一定科研優(yōu)勢(shì)的高固體分重防腐涂料。
(2)重防腐涂料涂裝過(guò)程中,要根據(jù)應(yīng)用工況的腐蝕情況進(jìn)行充分考慮,揚(yáng)長(zhǎng)避短,發(fā)揮各品種性能優(yōu)勢(shì),推動(dòng)涂料涂裝領(lǐng)域向環(huán)保、節(jié)能及高效型方向發(fā)展。
丹麥公路橋梁的承受鋼結(jié)構(gòu)上的厚膜水性重防腐涂料
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