工业涂料树脂综述2.doc

工業塗料樹脂綜述 工業塗料原材料必須以符合政府對空氣和水質量、工地上毒性以及有害廢物處置控制規定的原則進行生產。塗料和樹脂供應商認識到，他們的原材料不僅包含引起空氣和水污染的成分，也包含引起安全和廢物處置問題的成分。為應付這些問題的挑戰，他們採取了措施進行改革。商家進行的變革不僅體現在傳統塗料的形式與基質的變化，而且體現在其他施工和固化塗料原材料方法的發展上。其中的某些發展體現在電塗、蒸汽沈積、蒸汽固化、輻射固化和粉末塗料等領域。這些變化引發了現代樹脂技術的許多進步。這些進步的結果是，如今在設計塗料時不僅要具備與使用要求相匹配的性能特點，還要符合政府部門的規定。因此，生產商最終要面臨不斷增長的要求，不僅僅在於塗料的質量，還在於環保問題的沖擊、工人的安全以及經濟性。過去，塗裝系統的選擇取決於兩個問題的答案：使用的要求是什麽，以及最佳的施工方法是什麽？如今又有了第三個問題：被選用的塗料是否合乎政府的規定？這第三個問題的答案將決定塗料樹脂的類型、要求的塗裝遍數，在某種程度上還包括塗料的物理狀態。第二個問題的答案將決定塗料的物理狀態和所需的塗裝設備。由於第三個問題的答案太過複雜，我們在此不加以討論，而對採用較傳統方法進行施工的工業塗料材料的性能特點、樹脂類型和物理狀態進行一個概述。“如今，塗料不僅要具備與使用要求相匹配的性能特點，還要符合政府部門的規定。生產商最終要面臨塗料質量、環保問題、施工安全性以及經濟性等各方面不斷增長的要求。”塗料分類為方便討論，這裏將塗料按照其在塗裝系統中的用途、樹脂類型以及物理狀態進行分類。第一類塗料是根據其在塗裝系統中的用途分類 底漆、單層瓷漆、二道底漆和面漆。“塗裝系統”一詞包括單層塗層和多層塗層兩種含義。“底漆是塗裝系統的基礎。它保護基層不受腐蝕，並且是後道塗層最合適的基礎。單層瓷漆不僅起到底漆的作用，而且可以滿足輕負載的使用要求。”二道底漆有許多功能，包括可作過渡塗層以及確保足夠的塗膜厚度。面漆為整個系統提供全面的抵禦環境因素侵襲的保護。第二種分類方式是按照樹脂類型：醇酸、環氧、聚酯、聚氨酯及乙烯基樹脂。樹脂類型很大程度上決定了塗料的最終性能特點。讀者必須牢記，塗料特殊性能不僅僅取決於樹脂，還取決於特殊配方所使用的顏料和添加劑。第三種分類方式是按照工業塗料的物理狀態：傳統溶劑型、水性、高固含量、百分之百固含量的液體、雙組分液體以及粉末塗料。有時候塗料的物理狀態有助於決定特殊產品所需使用的塗料類型，但它更經常決定的是塗料施工設備。如前所述，工業塗料的性能特點取決於它們的樹脂類型。下列文字敘述了最常用的樹脂以及用於工業塗料的其他一些樹脂品種的特性，希望對讀者選擇適當的產品塗裝系統有所裨益。丙烯酸樹脂以該樹脂為基礎的塗料價格中等，仍被用於汽車及器械（製造）工業，有烘烤型和氣幹型兩種，物理狀態有溶劑型、高固含量、水性和粉末塗料。丙烯酸以在室外使用條件下良好的保色性和保光性而著稱，並具有出色的耐燒損性。若配方恰當並與其他樹脂和改性劑共同使用時，其產品具有出色的粘結性、耐磨性和硬度。此外還具有良好的耐化學性、耐腐蝕性和抗沖擊性能。丙烯酸粉末塗料的性能與液體丙烯酸塗料類似。醇酸樹脂由於其配方的多樣性，當單獨使用或用乾性油和其他樹脂改性時，這種低至中價位的樹脂被廣泛應用於從機床到玩具的製造產品中。快速氣幹型、低溫固化型或強制乾燥型醇酸可用於諸多要求短期耐久性的室外應用場合。這種塗層替代了纖維素酯和油性樹脂漆，曾一度成為工業塗料市場的主流，至今仍佔據著相當的市場份額。環氧樹脂以這種中至高價位樹脂為基礎的油漆以其出色的粘結性著稱，被廣泛用作底漆。然而，由於其用其他樹脂改性後所具備的多樣化特性，它也可用作面漆和單層瓷漆。雙組分的環氧塗層被用於耐腐蝕性要求極高的場合。它最大的弱點是耐紫外線輻射能力差，最終導致塗層的保色性和保光性均較差。由於其較高的耐熱性，環氧樹脂在電子器械中廣泛用作裝飾塗層，也可用作電氣絕緣。環氧塗料粉末的應用也非常廣泛。聚酯樹脂可單獨使用，也可與其他樹脂一起配製成木器清漆或金屬蓋板的預塗層。由於價格居中，並具有良好的耐候性、韌性和乾燥快速的特點，它們被用來替代許多其他種類的塗料材料。聚酯粉末塗料被用於許多室內和室外的塗料中。聚氨酯聚氨酯漆被用來塗刷從卡車到火車的各種交通工具。它們也作為清漆廣泛應用於汽車工業中。其價格高於聚酯而低於環氧樹脂，由於其出色的性能特點如耐候性、彈性、耐磨損性和耐化學性，因而聚氨酯的應用在不斷增加。塗料品種有粉末塗料和單、雙組分液體塗料，可以配製成氣幹型、強制乾燥型或烘烤型；若選用適當的改性劑和催化劑，可大大減少固化時所需耗費的能量。乙烯基樹脂。乙烯基塗料以良好的韌性和耐久性著稱，被廣泛應用於飲料罐的內外塗層，以及汽車內部塗層或商用機器的外部塗層。除用作薄膜漆外，乙烯基塗料也用於對薄膜厚度要求較高的場合作為有機溶膠和塑性溶膠。也許乙烯基塗料最顯著的厚膜應用是作為工具把手塗層。乙烯基粉末塗料也經常用於這些厚膜場合。以下是對一些不太常用的塗料樹脂的描述。由於它們較低的用量及其在塗料中所起的特殊作用，對它們作一個較為詳盡的描述。“樹脂類型很大程度上決定了塗料的最終性能特點。”氨基樹脂這類樹脂中較著名的是三聚氰胺樹脂和酚醛樹脂，它們被用來對其他樹脂進行改性，增加耐久性。纖維素酯樹脂。這類樹脂最重要的用途是將硝酸纖維素連接劑與昂貴的溶劑一起，用於低固含量快幹漆中。雖然它們被用於汽車塗裝已有多年，這類材料的保色性和保光性卻不為人們所注意。纖維素酯的使用起源於20世紀20年代，至今仍在使用。油性樹脂。油性樹脂漆以乾性油（如亞麻油）為基礎，雖曾一度廣泛應用於維修漆，但其用途仍被限於產品精整。其產品多為低價位的底漆和氣幹及強乾面漆。酚醛樹脂。酚醛樹脂烘烤型漆價格居中，具備出色的耐腐蝕性和耐化學性。除用作金屬製品底漆外，還可用於對耐化學性和耐熱性要求較高的場合。聚醯胺樹脂這類樹脂的應用之一是作為雙組分環氧樹脂基塗料的硬化劑。另一個應用是尼龍用於要求有高度耐久性的特種粉末塗料。聚烯烴樹脂。施工方法有火焰噴塗、熱熔融塗裝法以及作為粉末塗料使用。其用途在一定程度上收到限制。然而，聚乙烯基塗料被廣泛應用於複合食品包裝材料。有機矽樹脂。這類樹脂價格高，用作發動機和排氣管的耐熱塗料，此外由於其出色的耐紫外線輻射能力而被用於航空用途。合成橡膠樹脂。產品為彈性塗料，通常具有良好的耐水性和耐化學性，其用途限於產品塗裝。改性樹脂。許多塗料都用改性樹脂為原料或將它與其他樹脂結合使用。比較顯著的用途包括 ：丙烯酸醇酸樹脂、丙烯酸聚氨酯樹脂、醇酸三聚氰胺樹脂、環氧聚酯樹脂、環氧聚醯胺樹脂、矽酮醇酸樹脂、矽酮聚酯樹脂和乙烯基醇酸樹脂。要預測一種用樹脂改性的塗料性能比較困難，比如，經過共聚改性、含30%矽酮醇酸樹脂的塗料性能與混和改性值得的塗料是不同的。本概述意在使讀者更廣泛地瞭解工業塗料原材料配方的多樣性。這種多樣性也造成了材料的主要缺陷當一項性能增強時，另一項性能就減弱了。但當某個特殊的產品需要塗裝時，其塗裝系統的選擇必須以特殊的性能需求為基礎，而並非將