涂料粘合剂工艺学论文.docx

湖北工业大学涂料粘合剂工艺学论文 摘要：涂料工业属于近代工业，但涂料本身却有着悠久的历史。早期的画家使用的矿物颜，是水的悬浮液伙食用水或清蛋白来调配的，这就是最早的水性涂料。70年代以来，由于环境保护法的制定和人们环境保护意识的加强、各国限制了有机溶剂及有害物质的排放，从而使油漆的使用受到种种限制。70-80 年代作为当代水性涂料的代表乳胶漆得到了一定的发展，但推广应用却进入了低谷。90年代至今，不光乳胶漆的质量性能大大提高，在价格上也慢慢被人们接受。特别是以荷兰、日本为首的多国大型涂料公司进入我国市场，真正揭开了现代水性涂料的新篇章。关键词：水性涂料 历史 分类 存在问题 发展方向正文历史：涂料，在中国传统名称为油漆，但我们平常所说的油漆只是其中的一种。其是指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、连续的固态薄膜的一种材料。这样形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层。【1】因早期的涂料大多以植物油为主要原料，故又称作油漆。现在合成树脂已大部分或全部取代了植物油，故称为涂料。涂料并非液态，粉末涂料是涂料品种一大类。其作用主要有四点：保护，装饰，掩饰产品的缺陷和其他特殊作用，提升产品的价值。 涂料工业属于近代工业，但涂料本身却有着悠久的历史。中国是世界上使使用天然树脂作为成膜物质的涂料大漆最早的国家。早期的画家使用的矿物颜，是水的悬浮液伙食用水或清蛋白来调配的，这就是最早的水性涂料。真正懂得使用溶剂，用溶剂来溶解固体的天然树脂，制得快干的涂料是19世纪中叶才开始的。所以从一定意义上讲，溶剂型涂料的使用历史远没有水性涂料那么久远。最简单的水性涂料是石灰乳液，大约在一百年前就曾有人计划向其中加入乳化亚麻仁油进行改良，这恐怕就是最早的乳胶漆。从20世纪30年代中期开始，德国开始把聚乙烯醇作为保护胶的聚醋酸乙烯酯乳液作为涂料展色使用。到了50年代，纯丙烯酸酯乳液在欧洲和美国就已经有限售，但是由于价格昂贵，其产量没有太大增加。进入60年代，在所有发展的乳状液中，最为突出的是醋酸乙烯酯-乙烯，醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯共聚物也有所发展，产量有所增加。70年代以来，由于环境保护法的制定和人们环境保护意识的加强、各国限制了有机溶剂及有害物质的排放，从而使油漆的使用受到种种限制。75%的制造油漆的原料来自石油化工，由于西方工业国家的经济危机和第三世界国家调整石油价格所致，在世界范围内，普遍要求解约能源和解约资源。基于上述原因，水性涂料，特别是乳胶漆，作为代油产品越来越引起人们的重视。水性涂料的制备技术进步很快，特别是乳液合成技术进步更快。 70-80 年代作为当代水性涂料的代表乳胶漆得到了一定的发展，但推广应用却进入了低谷。乳胶漆要和风行全国的内墙涂料进行价格竞争，其结果是身败名裂，甚至被相当部分的建筑商和装饰业所否定，同时风行一时的瓷砖又把外墙乳胶漆的市场夺去了大半。90年代至今，不光乳胶漆的质量性能大大提高，在价格上也慢慢被人们接受。特别是以荷兰、日本为首的多国大型涂料公司进入我国市场，真正揭开了现代水性涂料的新篇章。凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性涂料。水性涂料包括水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料（乳胶涂料）3种。水溶性涂料是以水溶性树脂为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇酸树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。尽管当前市场上水性木器漆品牌众多，但论据其主要成分的不同，不外乎分为以下四类： 第一类是以丙烯酸为主要成分的水性木器漆，主要特点是附着力好，不会加深木器的颜色，但耐磨及抗化学性较差，漆膜硬度较软，铅笔法则试为 HB ，丰满度较差，综合性能一般，施工易产生缺陷。因其成本较低且技术含量不高，是大部分水性漆企业推向市场的主要产品。这也是形成大多数人认为水性漆不好的原因所在。其优点是价格便宜。 第二类是以丙烯酸与聚氨酯的合成物为主要成分的水性木器漆，其特点除了秉承丙烯酸漆的特点外，又增加了耐磨及抗化学性强的特点，有些企业标为水性聚脂漆。漆膜硬度较好，铅笔法则试为 1H ，丰满度较好，综合性能接近油性漆。目前国内只有少数几家企业可以生产。 第三类是聚氨酯水性漆，其综合性能优越，丰满度高，漆膜硬度可达到 1.5-2H ，耐磨性能甚至超过油性漆，使用寿命、色彩调配方面都有明显优势，为水性漆中的高级产品，该 技术在全球只有少数几家专业公司掌握。在国内只有东莞鼎源实业有限公司率先完成了该核心技术的本土化，并拥有国家发明专利。其推出的“绿博”品牌水性漆价格相当于第二类水性漆。 第四类则是一些伪水性漆，使用时还要添加固化剂或化学品，比如“硬化剂”、“漆膜增强剂”、“专用稀释水”等等，有些也可以加水稀释，但溶剂含量很高，对人体危害更大，有些甚至超过油性漆的毒性，还有一些企业标为水性聚酯漆。消费者很容易分辨出来。 水性涂料存在的问题1. 水性涂料对施工过程中及材质表面清洁度要求高，因水的表面张力大，污物易使涂膜产生缩孔; 2. 水性涂料对抗强机械作用力的分散稳定性差，输送管道内的流速急剧变化时，分散微粒被压缩成固态微粒，使涂膜产生麻点。要求输送管道形状良好，管壁无缺陷。 3. 水性涂料对涂装设备腐蚀性大，需采用防腐蚀衬里或不锈钢材料，设备造价高。水性涂料对输送管道的腐蚀，金属溶解，使分散微粒析出，涂膜产生麻点，也需采用不锈钢管。 4. 烘烤型水性涂料对施工环境条件（温度、湿度）要求较严格，增加了调温调湿设备的投入，同时也增大了能耗。 5. 水性涂料水的蒸发潜热大，烘烤能量消耗大。阴极电泳涂料需在180烘烤；而乳胶涂料完全干透的时间则很长。 6. 水性涂料沸点高的有机助溶剂等在烘烤时产生很多油烟，凝结后滴于涂膜表面影响外观。 7. 水性涂料存在耐水性差的问题，使涂料和槽液的稳定性差，涂膜的耐水性差。水性涂料的介质一般都在微碱性（ph7.5ph8.5），树脂中的酯键易水解而使分子链降解，影响涂料和槽液稳定性，及涂膜的性能。 发展：随着环保概念的不断深入，水性涂料已经成为涂料企业和消费者的新宠，水性木器涂料作为环境友好产品，经专家和有关部委认证，被环保部列入了鼓励类产品，提供给各部门用于各项绿色政策，水性木器涂料也被列入国家重点支持的高新技术领域，申请企业研究开发费用也可以在税前进行抵扣，所以水性木器涂料的发展积极培育产业集群，发挥优质的模式，鼓励涂料企业整合运营和水性木器涂料的技术集成，通过企业的整合能力，推动中国涂料可持续发展。经济10多年的发展，目前技术逐步成熟，具备了大范围推广使用的条件，国家也给出了相关的政策和支持，利用发改委颁布的2011版的产业结合调整指导目录就鼓励水性木器涂料限制溶剂型涂料，北京市在今年的3月份规定了禁止三环内销售溶剂型的涂料，环保部环境经济政策给予水性木器涂料消费税的优惠，清洁生产示范方案当中国家给水性木器涂料重点资金的专项支持。这些年我国的涂料发展也是有很大的进步，整体水平有了很大的提高，如青岛专家介绍的，目前涂料已经有了很大的进步，已经有航空母舰的涂料等等，都填补了国家在这方面的空白。同时，中国涂料工业协会建议中国涂料工业协会与中国家具协会牵头，会同有关部门在一个地区，说服地区政府，率先改用水性木器涂料，在一个点上取得经验，然后在全国推广。中国涂料协会和中国家具协会牵头会同有关企业，进行攻关，包括设备和工艺，一旦技术成熟，就全面推广。当今关于木材保护涂料用的树脂的研究进展，主要是木质素的保护。这说明现今关注的对象不仅仅是涂层，还有面对木材的底材的特性。我们今天不仅仅是关注涂料本身涂层的性格，也研究把底材和涂料作为一个整体来保护。总结起来就是讲涂完这个木器以后如何延长它的寿命。木质素是木材里面很重要的东西，是水在木材里面的一个通道，也是细胞壁构成的主要部分，木质素对整个木材结构的构成是一个主要的部分。但木质素很容易收到UVA的侵蚀，通过综合的UVA的作用会发生降解。现今做的主要是阻止降解的发生。第一个很熟悉的方法就是假如UVA的稀释剂和过滤的方式。第二个就是自由基的捕捉剂这也是一个方法。通过延伸的方式就是把这两个比较容易的断的部分，通过一些溶剂把它稳定，通过这种方式来保护它。将其封闭之后，既使是接受了UVA的光照射之后也不会降解成小分子便可保持木材的完整性。 同时通过研究发现渗透的能力并不来自于聚合物的结构，更多的是首先木材本身的结构的影响。如果通过用助剂保护木质素很容易被冲洗掉，通过雨水等等很容易失去它的功能，自备衍生物会产生会稳定的保护和稳定的结构。试验两年之后的户外的试验的结果，我们发现新的树脂对木材的保护作用。如今， “水性”的春天来了。例如拜耳公司，近年相对水性涂料研究更重视另外一行业的水性推广。其中一个产品，是人造皮革的纺织皮革上，因为全世界80%的人造皮革涂层都是中国生产的，基本上都是油性的过程，中国有1500条人造皮革的生产线，尤其是温州、福建这一代的污染非常的严重，拜耳公司花了大量的时间，尤其是在浙江丽水建立了全水性的仿真涂层的生产线。【2】为什么说水性的春天来了？以前都是用油性的，从去年开始黏合剂的水性已经铺展到中国了，去年和两家运动的鞋长接触的比较多，一家是鸿星而科（音）一家是乔丹，工人就不用再戴口罩了，另外一个行业是高铁和地铁，就是上海和同济大学合作的两辆的地铁准备用拜耳的全水性的，再一个汽车原厂漆，其实中国在原厂漆并没有强制的标准说，原厂漆一定要这样，对于丰田和通用这样的大公司来说是一个形象的问题，所以他们宁可花大钱也要上水性线，除了木器家具这个行业，其他几个行业也看到了水性大趋势。全球VOC华性的有机化合物减排是一个大趋势，按欧洲无论是什么行业，标准是怎么规定的排气量就是每平方米可以释放多少VOC，是按照面积的，中国是内部的VOC的国标，不是按照涂多少平方米算的，欧美是按照你所涂的表面，每单位平方米所允许释放的VOC，按照下面这个表，应该硝基是头号的污染，还有酸固化等等，而最环保最节能减排的，就是能够在室温下固化的水性的原子材料，你可以想想不用烘干没有VOC的排量或者是很小的，这个以后的大方向。欧洲的木器漆已经占了60、70%的市场，是水性的，红的方框里面显示的是过去10、20年在欧洲欧洲木器漆市场光固化发展的最快，我们的木器漆市场，我们对水性的涂料是37%，这个37%是乳胶漆也算进去，乳胶漆的确是水性的，而且量非常的大，如果把乳胶漆抛开了，所有的行业都低于1%，1%是水性油漆，如果2%、3%，绝大多数是溶剂型的，但现在欧美国家水性已经占了60%以上。广东的企业比较多，意识到