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          粉末涂料不同種類的功能性與發展前景
          時間:2021-09-08 16:25:06 點擊次數:26

          我國粉末涂料首要包含環氧、聚酯以及環氧/聚酯粉末涂料,高級的丙烯酸、聚氨酯和氟碳粉末所占份額很小,份額不到1%。外資出產企業占有我國高端粉末涂料市場80%的份額,國內大部分粉末涂料企業創新力缺乏,技能水平相對落后,出產的粉末涂料以一般粉末涂料為主?,F在,一般粉末涂料市場現已呈現供大于求的局勢,市場競賽的加重,中心競賽力缺乏的企業被市場淘汰。這促進企業不得不轉型晉級,將目光會集到高端粉末市場,向具有特別功用的功用性粉末涂料展開,以滿意特定用途的外表涂裝。

          功用性粉末涂料是指適用于特定場合、具有特別功用的粉末涂料。它在傳統的維護和裝修效果基礎上,賦予了涂料包含絕緣、防腐、防水、耐高溫和防輻射等多種特別功用。按照功用可分為防腐蝕型、耐候型、耐熱型、疏水型和抗菌型粉末涂料等多種類型。一起跟著粉末涂料的展開,也正在呈現如防蚊型、抗涂鴉型等新式的粉末涂料。功用性粉末涂料涵蓋了人類日子的方方面面,例如,防腐蝕粉末涂料掩蓋管道設備、動力設備、公路交通、海洋設備和軍工設備等范疇。但是,我國功用性粉末涂料展開較為緩慢,除裝修型、防腐型、耐候性粉末涂料外,其它功用性粉末涂料均展開不大?;诖瞬季?,本文關鍵對重防腐粉末涂料、耐候性粉末涂料、抗菌性粉末涂料、耐高溫粉末涂料、疏水粉末涂料和自愈型粉末涂料6種功用性粉末涂料進行介紹。

           

          重防腐粉末涂料

          世界各國每年因腐蝕形成的直接損失約占其GDP2%~4%,危害超越自然災害和各類事端的損失總和。為防止零部件被腐蝕,人們挑選在在外表涂敷防腐涂層,隔絕資料與外界環境的接觸,維護涂層內部的金屬資料,確保零部件的長時間運用。

          資料顯現,防腐涂料分為一般防腐涂料和重防腐涂料:一般防腐涂料,運用年限為5~10年;重防腐涂料比較于一般防腐涂料具有杰出的附著力、抵擋腐蝕介質的滲透性,或對腐蝕介質具有化學抗性,并且涂膜自身具有較強的耐久性,從而為被涂膜資料提供抗腐蝕性,運用年限能夠抵達30年以上,防腐效果進步4~5倍。常見的防腐粉末涂料分為一般改性防腐涂料、熔結環氧粉末涂料和環氧富鋅粉末涂料。

          常見的重防腐粉末涂料種類及改性辦法

          其它常見的防腐涂料如環氧型、聚酯-環氧型、丙烯酸型經改性后也可作為重防腐涂料。

          現在重防腐粉末涂料首要是經過物理屏蔽完成對資料的維護效果,包含基料樹脂、顏料和填料改性;同時運用厚涂、多涂或復合涂層的涂裝辦法,生成一層乃至多層致密的維護膜,進步涂層的重防腐功用。(納米鐵鈦粉、石墨烯、金剛砂以及化學改性樹脂的運用也能進一步進步樹脂的防腐能力。)

          因為施工條件等限制,如今重防腐涂料仍以液體涂料為主。環?;?、高功用、多功用和低能耗是往后重防腐涂料的發展方向。

           

          耐候性粉末涂料

          耐候性粉末涂料指的是能飽嘗室外環境考驗、長時間堅持其裝修和維護功用的粉末涂料。露出在戶外的粉末涂料會因日光曝曬、濕度、溫度和污染物質(如酸雨)等多種因素的影響而產生老化降解。像日光曝曬會導致涂層產生黃變和褪色、乃至粉化;淋和冷凝會使涂層呈現變色、失光和銹蝕現象?,F在粉末涂料在戶外的運用日趨廣泛,如交通運輸、室外裝修、工程機械等,對粉末涂料的耐候性提出了更高的要求。

          粉末涂料的耐候功用進步取決于樹脂種類、顏填料、助劑的挑選和配套運用。一方面能夠挑選適宜的基料樹脂或對基料樹脂改性并挑選適宜的固化劑。如聚酯/TGIC系統、聚酯/HAA系統、丙烯酸酯、聚氨酯、聚偏二氟乙烯(PVDF)、氟碳及有機硅改性聚酯系統等。另一方面能夠參加一定量的抗氧化劑、紫外線吸收劑和自由基捕獲劑等來減緩涂層的老化,國內現已開始系統地將增加劑用于進步粉末涂料耐候性的研討。

           

          常用的耐候粉末涂料樹脂種類

          耐候性粉末涂料用樹脂種類繁多,但普遍耐久性較差。而氟碳粉末涂料(含氟樹脂的粉末涂料的統稱)因為其自身特色表現出優秀的耐候功用,廣泛運用于高端修建鋁型材范疇、電氣電子和航天航空等范疇,出產施工工藝成熟,是當世界公認的超耐候涂料種類。熱固性氟碳粉末涂料功用(如耐候性、耐腐蝕性等)遠遠高于聚酯、環氧粉末涂料。

          然而,氟碳粉末涂料具有優異的耐候功用,卻在市場中占比很小,國內沒有形成氟碳粉末涂料的系列產品。仍然存在很多問題尚待解決包含優化氟碳粉末涂料的出產工藝和下降出產成本;進步氟碳粉末涂料的外觀、光澤度和耐沖擊等功用。開發出具優異功用的超耐候粉末涂料仍然是具有挑戰性的一項使命。

           

          抗菌粉末涂料

          抗菌粉末涂料是指能夠殺死微生物或者阻止微生物成長繁殖的粉末涂料。在日常日子中,一般的消毒液等滅菌產品只能起到短暫的滅菌效果,但假如經過進步物體外表涂層自身的抗菌功用,就能夠使涂層可自行抑制微生物在外表的成長,能夠堅持外表的長時間清潔。

          抗菌涂層中起首要效果的是抗菌增加劑。大部分有機抗菌資料為液體,運用受限;無機類抗菌劑,包含銀離子和銅離子等。這類抗菌劑雖然起效較慢,但其具有低毒性、耐熱性、持續性、抗菌廣譜和不會產生抗藥性等長處。PPG、巴斯夫等公司現已將銀離子參加到粉末涂料中。

          惋惜的是,無機抗菌劑具有與高分子聚合物的相溶性較差、溶解性欠好、滅菌慢和變色等缺點,難以滿意人類日子的需求。因此,抗菌型粉末涂料逐步從單一型發展到復合型抗菌粉末涂料。另外,抗菌劑制備辦法仍有許多問題亟待解決。例如,現在廣泛運用的銀系抗菌劑的丟失問題,使得抗菌涂層的耐久性減弱所以,開發具有耐久性、低毒性等優異功用的通用抗菌涂層仍然是一項具有挑戰性的使命。

           

          耐高溫粉末涂料

          跟著粉末涂料的運用規模不斷變大,一些極端環境對粉末涂料提出了更高的要求,從而促進了耐高溫粉末涂料的開發。該類粉末涂料不只具有較強的耐熱功用,并且具有耐腐蝕性和耐候性等優秀功用,廣泛運用于烹飪組件、大功率燈飾、鍋爐、烘箱、高溫爐和汽車零件等多種耐高溫設備。

          現在市場上一般的粉末涂料的長時間耐溫性較低,在200℃及以上的高溫時,涂層會呈現褪色、黃變和粉化等現象。故一般把能夠接受200℃以上的溫度的粉末涂料稱之為耐高溫粉末涂料。了解到,成膜物質的挑選是決議粉末涂料的耐溫性的關鍵因素,當下技能上首要的經過物理改性和化學改性獲得耐高溫粉末涂料:

          物理改性指經過有機硅樹脂、氟樹脂與聚酯/環氧樹脂混合,或者經過參加適宜的固化劑和顏填料,得到耐高溫粉末涂料;

          化學改性則是經過化學辦法對樹脂進行改性,改變高分子聚合物的結構,增加聚合物的相對分子質量,以使樹脂能夠耐高溫。

          聚酯樹脂是最常見的成膜樹脂,但是因為聚酯樹脂主鏈大量C-O鍵的存在,導致一般聚酯樹脂在高溫條件下會產生粉化、脫落,因此要經過改性來進步聚酯粉末涂層的耐熱功用。并且聚酯樹脂與顏填料、有機硅樹脂的混溶性較差,流平性欠好;環氧樹脂也是一種常見的成膜樹脂,為了增強環氧樹脂粉末涂料的耐熱功用,能夠對環氧樹脂粉末進行改性或參加適宜的固化劑和顏填料。

           

          超疏水粉末涂料

          疏水性涂料通常指的是一種低外表能涂料,涂料外表的靜態水接觸角θ大于90°,而超疏水性涂料是一種具有特別外表性質的新式涂料,水滴在其外表的接觸角超過150°,滑動角小于10°,簡直成球形,很容易經過滾動帶走涂層外表塵土,因此具有杰出的自清潔能力。

          構建超疏水涂層首要經過2種辦法:

          1)選用低外表能物質如有機氟、硅樹脂和含活性基團的長鏈脂肪烷烴潤飾粗糙的基底外表,下降外表自由能。

          2)構筑粗糙的微納米結構,進步疏水外表的粗糙度,首要包含刻蝕法、模板法、自組裝法、光刻法和氣相沉積法等多種辦法。

          除對樹脂進行改性外,在常用的粉末涂料中增加疏水助劑是完成超疏水最簡單便利的方式,但這樣方式增加量往往較大,通常在10%以上,乃至能達到50%。另一方面,還能夠使涂層表里結構相同,即便外層在力的效果下被損壞,顯露的內層依然是超疏水層。

          值得注意的是,疏水涂層的耐久性與疏水功用成反比,很難同時滿意疏水性和耐久性的需求,限制了它在實際日子中的運用。市場上含疏水涂層的產品十分罕見,特別是具有超疏水外表的產品簡直沒有。這首要是因為低外表能物質與基體的相容性有限,結合強度較低,導致涂層不夠結實,耐久性差。

          因為疏水涂層的耐久性與疏水功用之間的矛盾性問題。未來的疏水涂層有3個發展方向:

          1)制備耐久性一般但疏水性較強的超疏水涂層,用于特定需求自清潔的范疇;

          2)制備具有極高耐久性但疏水性一般的疏水涂層,可用于長時間需求疏水性的范疇;

          3)制備具有多功用的粉末涂料,不只能夠疏水,還有其他如耐候、耐高溫和防腐等功用,以滿意人們對高功用涂料的要求。

           

          自愈性粉末涂料

          現在首要經過改善樹脂、顏料、增加劑以及配方技能來維護涂層功用,但涂層一旦被損壞,基材就會在露出部位被腐蝕,進而不斷腐蝕涂層所維護的基材。2001年,自然科學雜志上初次提出了聚合物自愈技能。

          常見的自愈性復合資料分為自主和非自主2種自愈機制。

          自主愈合機制通常是在涂層中嵌入可聚合的愈合劑或腐蝕抑制劑來完成自修正功用;

          而對于非自主愈合機制,則通常是由外部熱量或光影響引發化學反響或物理改變,從而完成自愈合功用。它首要是基于均勻分散到基體資料中的自愈合資料在遭到外界應力產生破裂時,釋放其內部的修正劑,使催化劑與自修正劑產生交聯固化反響填補壁面裂縫。

          自愈合粉末涂料作為涂料市場上新呈現的一種功用涂料種類,因為其在遭到損壞時能夠自我修正,具有快捷性、耐久性等長處,能夠耐久地對基材進行維護,必將作為往后涂料發展的一個重要方向。但自愈性粉末涂料制造進程較為復雜,因此開發出便利、利于產業化出產的自愈性粉末涂料尤為重要。

           

          總結

          重防腐涂料和耐候性涂料因為其運用廣泛仍然是未來發展的主流趨勢,疏水涂料以及耐高溫涂根據其相應的運用環境也會開發出更多的適應性種類,其它針對特定用途的新式粉末涂料也會不斷呈現?,F在市場上粉末涂料占有率低,功用性粉末涂料的發展仍處于較低水平。但因為功用性粉末涂料的功用和環保優勢,在汽車、船只、管道和修建等范疇有著巨大的運用遠景,具有重大的發展空間,仍然需求不斷進行探究研討。

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