新时期涂料产品的技术发展趋势娄西中2012042123课件

新时期涂料产品的技术发展趋势

娄西中20120421

涂料企业和为涂料配套的上下游相关企业，今后应围绕（绿色、健康、安全、环保）主题进行研发与生产。涂料工业在国民经济发展中发挥了重要作用，是人民生产、生活不可或缺的基本物质。作为配套行业，涂料工业虽然不像支柱产业那样引人关注，但为支柱产业的发展提供了重要保障。

涂料企业和为涂料配套的上下游相关企业，今后应围绕（绿色、健康、安全、环保）主题进行研发与生产。涂料产品的性能指标，安全指标在符合各自产品标准的前提下，在涂料原材料与设备制造过程中，减少石油化工原料的使用，提高能效，降低二氧化碳排放量。其次，对于生产企业来说，提高生产效率、减低生产污水和废水、粉尘等污染物的排放，尽量的减少溶剂中挥发物的含量，做到低VOC标准，推进节能减排的科技创新是今后涂料企业和相关化工企业必须面对的发展中的首要问题。1.涂料行业现状中国经济的发展不仅刺激了股市“钢铁板块”、“汽车板块”、“房地产板块”、“石化板块”、“家电板块”等的上涨，备受人们关注，也推动了中国涂料产品市场需求(车用涂料、工业保护涂料、建筑涂料、木器涂料、卷材涂料、粉末涂料和各种功能性涂料)的全面走高，各类专用涂料市场一派兴旺。2.市场环境

涂料行业属于加工服务业，它与原材料供应商及涂装工艺和涂装过程控制密切相关，其上下游的变化直接影响行业的发展。我国涂料行业在大的经济背景和政策背景下，市场形态及消费倾向仍有一些变化。市场形态变化及其特点主要包括：

（1）市场需求日益品牌化;

（2）市场需求已从一般的产品本身赋予的价值向两极延伸;

（3）企业风险防范和决策机制的建立;

（4）企业的战略调整和战略布局加速;

（5）内需的涂料市场结构也发生了巨大变化;

（6）原材料的影响成为涂料行业发展高端产品的重要因素.

涂料行业今后应围绕（绿色、健康、安全、环保）主题进行研发与生产，重点是鼓励符合标准的环境友好型涂料的生产如：（水性木器、工业、船舶涂料，高固体分、无溶剂、辐射固化、功能性外墙外保温涂料等环境友好、资源节约型涂料生产）等。3.政策措施建议及科技发展规划

涂料行业发展的思路是大力发展以水性涂料为代表的环境友好型涂料，增加工业涂料、特种涂料品种并提高其产品用量，配套发展施工工艺，建立与健全涂料与无机颜料清洁文明生产工艺、节能减排标准，大力发展循环经济。

具体的对策和措施如下：⑴加大基础理论研究的投入。注重“

高性能绿色环保涂料”和“以可再生

资源为原料的涂料”的开发和利用。⑵全面推进涂料水性化，高固体分醇酸

涂料份额提高20%；⑶禁止溶剂法氯化橡胶生产和替代，禁

止使用DDT、TBT等有机锡防污漆；

4.重点发展方向

（1）应用基础和科学原理研究

●涂料成膜动力学过程，流变行为及结构变化；

固化反应过程调控的研究；

●涂料配方试验设计的科学化、规模化及自动

化，利用好计算机的高速、筛选和客观功能；

●极端腐蚀环境中长效高性能防腐涂料及新防

腐原理研究，如高温、高酸性环境；

●紫外光固化涂料厚涂层和颜料化后新固化机

理，复杂形状底材的复合固化机理研究；

●纳米材料改性涂料原理和作用机理的研究；

●涂料、无机颜料人才培养体系的研究，拟由

行业和高校合作办学，培养高素质的研发人才。

（2）高性能、节能、环保及功能性涂料及

无机颜料的研究

●水性汽车涂料、水性防腐涂料、水性木器

涂料、水性集装箱涂料等技术性能和涂装

工艺性的匹配的研究,配套树脂和助剂的研

究；

●紫外光固化涂料厚涂层和复杂形状底材的

复合固化机理的研究；

●以功能性涂料为饰面的外墙外保温技术的

研究；达到修复如旧的文物保护涂料及其

保护原理的研究；

●大飞机、大船及高铁用涂料的研究。

⑶技术保障措施

为完成上述规划目标，要在解决关键技术上下大力气。

全密闭一体化涂料制造工艺，从投料到出成品是一道工序，改变了现行的配料、混合，研磨分散、调漆、成品包装多个工序的工艺，这不仅采用高速分散机与篮式砂磨机配合，以及管道输送、液压分散，真空吸料，真空消泡，自动灌装等整套工艺流程，而且调色、中控、终控等到都有相当的技术难度。只有解决了这些难题，较先进的全密闭一体化生产工艺才算成功。

推进节能减排的科技创新是今后涂料企业和相关化工企业必须面对的发展中的首要问题。如：⑴在建筑涂料方面要发展属于功能性建筑涂料的阻隔型、辐射型、反射型节能涂料。

a.阻隔型隔热涂料是通过对热传递的显著阻抗性来实现隔热的涂料。其绝热机理是阻止热传导。涂料成膜后涂膜中充满着孔隙，因而涂膜的干密度很低，导热系数λ一般小于0.06W/(m2·k)，隔热性能优异。通过涂膜的热量传导变得非常缓慢，有效阻止室内热量流失和室外热量的进入，从而起到隔热保温作用。而隔热涂层一般由底层、中间层和面层3部分组成。底层涂料耐化学性好，具有良好的附着力、耐温热性和防锈性能；中间层除具有底层的性能外，还具有增加底层和面层附着的作用；面层则是隔热涂膜材料，具有良好的隔热性能，可减少VOC挥发，降低环境污染。阻隔型涂料在实际应用中的隔热效果与涂膜厚度密切相关。

b.辐射型节能涂料的隔热机理是通过波的辐射形式把建筑物吸收的日照光线和热量以一定的波长发射到空气中，从而起到隔热降温效果。辐射涂料吸收室内物体发出的红外线后又以辐射的形式返回室内，阻止了室内物体热量的流失，同时室外物体发出的红外线被辐射涂料涂膜吸收后又返回到室外，阻止热量流入室内，从而起到隔热保温作用。辐射型涂料一般由高辐射材料、粘接剂、悬浮剂、稀释剂组成，目前主要应用于冶金、炼钢等高温环境，可以大幅度地提高物体的辐射系数，改善炉内传热过程，达到节能、增效的目地，此涂料在建筑领域应用较少。c.反射型节能涂料也称太阳反射型涂料，其绝热机理是通过涂膜的反射作用将日光中的红外辐射反射到外部空间，从而避免物体因吸收红外线而导致自身温度的升高。反射型涂料一般由成膜物、反射填料等组成，通过选择反射率高的填料，可以高效率反射太阳光照射到涂膜上的大部分能量，同时涂膜具有低的传导系数，阻止热量通过涂膜传导。反射型涂料在实际应用中的隔热效果与涂膜的表面反射率密切相关，而与涂膜厚度基本无关。水性反射型隔热涂料是在铝基反光隔热涂料的基础上发展而来，通过选择合适的树脂、金属或金属氧化物颜、填料及生产工艺，制得高反射率涂层，反射太阳光来达到隔热的目的。⑵建筑涂料发展的方向是向高性能、环保型、功效型方向发展。a：适应高墙建筑外墙粉刷、外装饰的需要，发展具有高耐候性、高耐玷污性、高保色性和低毒性高性能的外墙涂料。如水乳型外墙涂料（纯丙、聚氨酯、硅丙、叔醋类等）；高联型丙稀酸系列高弹性乳胶漆；有机硅丙稀酸树脂外墙涂料；有机氟树脂超耐候性涂料等。b：适应健康、环保、安全的要求，发展低VOC环保型和低毒型建筑涂料。重要包含：水性涂料系列、环保型内墙乳胶漆、安全型聚氨酯木质装饰涂料、高固体分涂料和粉末涂料等。c：为满足建筑物的特别功效请求，发展防火、防腐、防碳化、保温等建筑功效涂料。防火涂料分木结构和钢结构两大类，当前重点发展既具有装饰效果，又能达到一级防火要求的网结构防水涂料；防腐涂料重点发展钢结构的防锈、防腐以及污水工程混凝土及钢结构防腐材料；防碳化涂料重点发展用于钢筋混凝土构筑物的防碳涂料，防止混凝土表层碳化，掩护钢筋免遭锈蚀，以确保桥梁等构筑物的百年大计。d：水性健康型高耐污瓷光壁内墙涂料。该涂料需具有健康无毒、涂层平整细腻、光洁如瓷、耐水洗刷的特征以及透气、耐潮、不起皮脱落和耐沾污的特性。f：水性高耐污、高耐候外墙涂料。该涂料需具有高耐污性和高耐候性以及低光泽度、高透气性及无溶剂污染的特点。e：水性高耐污、高耐候真石漆及其罩面材料。今后的建筑涂料市场会全面提升产品档次，重点是解决好金红石型钛白粉，耐久性好的红、黄、蓝、黑颜料，各种超细粉末填料，高效的消泡剂、疏散剂、增稠剂和防沉剂等系列配套材料，并做好科学的配方和稳固的生产供给。5.

研发热点今后涂料的研发和应用热点将集中在防腐涂料、卷材涂料、功能涂料、粉末涂料、水性木器涂料这5大领域，尤以防腐涂料为重点。（1）防腐涂料是指对于金属、水泥、木材表面起保护作用的涂料。主要包括金属结构防腐涂料、海洋设施防腐和船舶与集装箱涂料。防腐涂料除具备一般油漆的技术性如干性、粘度、细度、冲击、附着力、柔韧性等还要具备防腐专业的特殊要求；其防腐功能在于涂层的屏蔽作用电阻效应、湿附着力，化学钝化及阴极保护作用等。（2）卷材涂料是伴随着中国彩色钢板行业的发展而发展的，目前市场已处于饱和状态，主要应用于涂覆彩色钢板和彩色铝板等。卷材涂料主要分为底漆、面漆、背面漆三大类，卷材涂料今后的发展主要是向环境友好型方向发展，包括无卤厚涂层、无铬颜料、无铅颜料、高固体分涂料、水性涂料、粉末涂料、低温固化涂料、光固化涂料等。（3）功能涂料是现代涂料工业中的一种新型涂料，能提供多种不同的特殊功能。也是今后涂料行业最具发展，最具利润增长的一类。如具有防污、防水、防火、防黏、防腐蚀等作用；具有电绝缘、导电、屏蔽电磁波、抗静电等作用；具有防霉、杀菌、杀虫、防海洋生物黏附等生物化学方面的作用；具有耐高温、保温、示温和温度标记、防止延燃、烧蚀隔热等热能方面的作用；具有反射光、发光、吸收和反射红外线、吸收太阳能、屏蔽射线、标志颜色等光学性能方面的作用；具有防滑、自润滑、防碎裂飞溅等力学性能方面的作用；具有防噪声、减震、防结露、防结冰等作用。（4）粉末涂料是一种新型的不含溶剂，100%固体粉末状涂料。具有无溶剂、无污染、可回收、环保、节省能源和资源、减轻劳动强度和涂膜机械强度高等特点，包括热塑性粉末涂料（PE）（聚氯乙烯粉末、聚乙烯粉末、尼龙粉末涂料、氟树脂粉末涂料）和热固性粉末涂料（包括环氧粉末涂料、聚酯粉末涂料、丙烯酸酯粉涂料）。现在重点发展的是重防腐和超溥型装饰粉末涂料。（5）水性及水性木器涂料是以水作为稀释剂的涂料，包括水溶性漆、水稀释性漆、水分散性漆（乳胶涂料）3种。其中，重点是加水不进行乳化的水性涂料，和能达到或超过目前使用的相应油性涂料的单组份及双组份固化型水性涂料。水性木器涂料、水性汽车涂料等，关键是水性树脂，如果它的质量达到或超过溶剂型树脂的标准，则水性涂料推广就会很快。6.探讨热点：⑴涂料溶剂是涂料配方体系中非常重要的组成部分之一，约占涂料体系比重的30%-50%。对于涂料配方工程师来说，溶剂给涂料体系所带来的效能要比涂料树脂在溶剂中的溶解度要重要的多。但大多数溶剂在某些程度上可燃，并可能引发爆炸危险；许多都有毒害……溶剂在全球的使用造成了珍贵的石油资源的损耗，并且在使用不当时还会弊大于利。无论是在经济成本，还是环保责任上，都令涂料工作者需要重新审视目前的涂料用溶剂。

涂料溶剂在涂料中作用是往往会不被重视，因为从字面上的理解看，溶剂的作用仅仅是用来溶剂涂料基料，为涂料在加工过程中提供环境体系，在成膜后会挥发掉，不会残留在涂层中，因此很多人也会认为溶剂对于涂层的成膜性和表面特性等不会造成很大的影响。

溶剂的溶解度以及没有提到的挥发时间等因素都会大大的影响涂料的生产、储存、施工、涂层光泽度、附着力等多方面性能的。

涂料溶剂主要包括三大类产品：第一类是烃类溶剂，根据不同的沸点进行分级，包括：脂肪族烃、芳香烃、氯化烃和萜烃等产品。第二类，也是应用最为广发、最为主流的一类，是含氧溶剂类，分子中含有氧原子的溶剂。它们能提供范围很宽的溶解力和挥发性，很多树脂不能溶于烃类溶剂中，但能溶于含氧溶剂。常见的包括醇、酮、酯和醇醚等产品。第三类则是最为独特的溶剂-水。无毒类的水性溶剂前景光明，但用于涂料的水性溶剂技术开发时间相对较短，在性能表现上还有诸多方面需要完善；溶剂是涂料水性化进程中的重要组成部分，如何走好无毒、水性这条发展之路，是摆在涂料工作者面前的一道难题。⑵阻燃防火剂：

能用于公共，办公，家庭装饰材料上的（如纺织，木制品等）阻燃防火剂。用于物品上但不会或多或少地改变产品的颜色，以及降低产品原有的性能。⑶水性无机硅溶胶类或改性，或用有机树脂（丙烯酸，有机硅等）改性的无机涂料，（也称水性无机陶瓷涂层涂料）。这类涂料耐候性不用质疑，主要考虑装饰成膜性和低温，常温的干燥性及机械性能。这类涂料也应该被算为功能性涂料类，也是有望成为最有希望先发展成功的一类涂料。⑷目前耐高温涂料（特别是耐500℃以上的）离不开功能性填料---玻璃料（粉），虽然玻璃料根据其中所加入的成分不同，而品种繁多，但有一个共性就是其熔点过高，而导致大多耐高温涂料须经高温固化后，还需在配方中加入玻璃料的熔点附近进行温度烘烤，才能最有效的是涂层性能突出。所以能研发一种使玻璃料降低熔点的助熔剂，使其在100多高温度中就能熔融而成膜，这无疑是耐高温涂料的一次变革。⑸适应向大型化，连续化方向发展，并为其配套的涂料产品的开发和配套喷涂工具，喷涂方式也是今后的关注点。如：输送天然气的小口径碳钢管子，产品一边出，一边向电缆圆盘那样盘成园，用时在拉直，但其在生产中的涂漆工艺现还是问题。6.光固化涂料目前还都是以清漆为主，带色的色漆的固化还是有待解决的难题。能否有一种添加剂将其改善呢。紫外光固化涂料厚涂层和颜料化后新固化机理，复杂形状底材的复合固化机理的研究都是今后研究的重点课题。

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