從20世紀90年代初開始,世界發達國家進行了“綠色革命”,促進了涂料工業的發展向“綠色”涂料方向大步邁進。據專家說明,“綠色”重防腐涂料工業開發近10年的進展,產生的主要品種包括無溶劑涂料、粉末涂料跟水性涂料,具體又可分為高固體分涂料或無溶劑涂料、熱固性重防腐環氧粉末涂料、水性環氧涂料。關于高固體分涂料或無溶劑涂料。據專家說明,隨著人類對環保重視程度的加深,高固體分甚至有100%固體分涂料應運而生。普通防腐涂料中均含有大約40%左右的可揮發物,它們絕大多數為有機溶劑,在涂料施工后揮發到大氣中,感染了環境。所以提升涂料的固含量,降低其揮發分,對涂料的應用及其工業發展擁有十分重要的意義。國外已研制出固體含量高達95%的防腐涂料,這個涂料性能優異,已在油田及水電工業上應用,并獲得非常好效果。
熱固性重防腐環氧粉末涂料又稱熔結環氧粉末,開發于上世紀五六十年代,完成了工業化生產,30多年來經過繼續的發展完善,這項技術已經走勢成熟,迄今為止已有105km以上的管道運用了熔結環氧粉末。據專家說明,我國熔結環氧粉末技術起步較晚,上世紀80年代才開始引進跟消化國外先進的環氧粉末及工藝、設備。據預測粉末涂料份額從全球來看,目前占工業涂料的10%左右;而西歐的粉末涂料最成熟,已占到15%以上。市場供略大于求。生產增速將持續在8%左右,可逐步消化前兩年發展過快的狀況。
產品品質、性能、環保指標角度也有長足進步
國際巨頭阿克蘇、杜邦、PPG宣威、羅門哈斯等大型涂料企業均看好我國粉末涂料市場,紛紛在我國拓展粉末涂料業務,國內企業也紛紛上馬,形成了群雄逐鹿的局面。將來我國粉末涂料市場將形成四大需求。最快增長領域是船舶工業、管道工業。最大需求產業是汽車工業。重要應用方向是熱敏材料。運用前景廣闊的是建筑跟戶外設施。為滿足化工、冶金、核電、石油、天然氣、輸水等重腐蝕環境下的異型構件跟管道等長效防腐的需求,我國科學院金屬研究所張立新等人,研制出了SEBF熔融結合環氧涂料,跟SLF高分子復合環氧涂料2大系列重腐蝕防護涂料。SEBF熔融結合環氧粉末涂料是熱固性單組分粉末涂料,它擁有耐磨跟結合力強等特點。SLF是雙組分無溶劑常溫快速固化型高分子合金涂料,它也擁有較好的物理跟化學性能。
中國重防腐粉末涂料專用環氧樹脂跟固化劑已完成國產化,利用酚醛樹脂中的酚羥基或羥甲基跟環氧基反應完成對環氧樹脂的改性,酚類固化劑因跟環氧樹脂結構相似,所以相容性好,制得的涂膜耐蝕性、韌性遠優于酚醛環氧體系。因此應用更加廣泛,PH-1酚類固化劑固化環氧時主假如通過酚羥基跟環氧基發生醚化反應交聯成膜的。當然固化經歷中仲羥基也能跟環氧基反應。因為空間位阻效應及反應活性原因,反應極其微弱。催化劑有季胺類、咪唑類、硼化物等。一般咪唑較為常用,咪唑環上的亞氨基跟環氧基團進行反應生成的加成物相當于叔胺起催化作用。
水性環氧涂料――采納環氧樹脂水乳液作為環氧基組份,水溶性胺類作為固化劑,配制作成雙組份水性環氧樹脂防腐底漆,適使用于對溶劑散發要求極為嚴格的非水下鋼結構,而且在硬度、抗腐蝕性、施工配套性等角度都擁有跟溶劑型環氧涂料相當的性能,有效地降低了VOC含量,是防腐涂料的發展方向。典型的水乳型環氧防腐涂料以苯乙烯、丙烯酸及其酯類作單體,環氧樹脂作改性劑,采納非離子跟陰離子表面活性劑的混合乳化劑,過硫酸鉀作為引發劑進行乳液聚合,得到環氧樹脂、丙烯酸樹脂乳液。
據專家說明,在涂布后利用丙烯酸的羧基跟環氧樹脂的環氧基之間發生的交聯反應,使涂料固化、成膜,兼有丙烯酸樹脂跟環氧的優點,既擁有良好的耐水性、耐熱性、耐光性,又擁有良好的附著力、耐溶劑性等優點。
水分散型防腐涂料最大特點是以水為主要溶劑取代普通涂料中的二甲苯、汽油等溶劑,不只降低了成本,且減少了環境感染,并能防火跟易于運輸貯存,因而有廣闊的應用前景。據專家說明,北京有色金屬研究總院的崔大為等人實驗證明:樹脂上的親水基團在常溫下可以跟有機成鹽劑形成有機鹽,使樹脂具備良好的水溶性;而在高溫烘烤條件下,成鹽劑可以較快的揮發,同時樹脂上某些特定基團可以跟親水基團作用,使成膜固化后的樹脂幾乎不含親水基,在別的添加劑的共同作用下,最終漆膜呈現出憎水性。
根據這一原理,開發出耐高溫堿性水腐蝕的水性防腐涂料。重防腐涂料正沿著高性能、高效率、低能耗跟低感染的方向前進。良好的高耐蝕性樹脂跟新型顏料、填料的開發是重防腐涂料發展的核心;開發長效型綠色環保涂料是今后涂料發展的方向,進行環境因子作用機制研究、開發新型涂料原材料以及建設涂料的環境影響評價數據庫,有助于這一目的的完成。
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