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功能涂料綜述

放大字體  縮小字體 http://www.ruiyunsheng.cn  發(fā)布日期:2016-08-23  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)  瀏覽次數(shù):543
中國(guó)新型涂料網(wǎng)訊:
       一、功能涂料的分類(lèi) 
       1 熱功能涂料 
       熱功能涂料包括耐高溫涂料、隔熱保溫涂料和示溫涂料。 
       1.1 耐高溫涂料 
       耐高溫涂料一般指能長(zhǎng)期承受200℃以上溫度,漆膜不變色、不脫落,仍能保持適當(dāng)?shù)奈锢砹W(xué)性能,使被保護(hù)對(duì)象正常發(fā)揮作用的功能性涂料。耐高溫涂料主要由耐高溫基料、顏填料組成,其耐高溫性能與基料、顏填料,以及顏填料與基料的匹配有關(guān)。一般按基料的不同,將耐高溫涂料分為有機(jī)耐高溫涂料和無(wú)機(jī)耐高溫涂料。有機(jī)耐高溫涂料主要是有機(jī)硅類(lèi)耐高溫涂料,這是因?yàn)楣柩蹑I鍵能高達(dá)443kJ/mol,并且有機(jī)硅高聚物中Si原子上連接的烴基受熱氧化后,生成高度交聯(lián)的Si—O—Si鍵,形成Si—O鏈保護(hù)層,減輕了高溫環(huán)境對(duì)高聚物內(nèi)部的影響。純有機(jī)硅樹(shù)脂的高溫防腐能力及耐溶劑性能較差,機(jī)械強(qiáng)度和附著力也不理想,常用環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂對(duì)其改性,改性后其耐高溫性下降較小。Chen Hu等人以聚硅氧烷和鋁粉分別作為基料和顏料制備了一種耐熱涂料。這種涂料在600℃以下具有很低的紅外輻射系數(shù),到650℃時(shí),涂層表面才有少量的黑點(diǎn),說(shuō)明該涂層能承受650℃高溫。有機(jī)耐高溫涂料的耐高溫上限不及無(wú)機(jī)耐高溫涂料;無(wú)機(jī)耐高溫涂料耐溫可達(dá)400~1000℃甚至更高,但其漆膜脆,硬度高,彎曲時(shí)易開(kāi)裂。常用的幾類(lèi)耐高溫涂料有癸酸乙酯耐高溫涂料、磷酸鹽耐高溫涂料、硅溶膠耐高溫涂料以及硅酸鹽耐高溫涂料。 
       耐高溫涂料廣泛用于石油、化工、冶金、交通、宇航、機(jī)電、兵器等領(lǐng)域。 
       1.2 隔熱保溫涂料 
       隔熱涂料是指能有效地阻止熱傳導(dǎo),降低涂層表面和內(nèi)部環(huán)境溫度的一類(lèi)涂料,分為阻隔型隔熱涂料、反射型隔熱涂料、輻射型隔熱涂料、真空絕熱保溫涂料和納米孔超級(jí)絕熱保溫涂料5類(lèi)。 
       楊少武等人研究了納米二氧化鈦粉體、反射太陽(yáng)光紅外線(xiàn)因子CICP-L等材料對(duì)建筑反射隔熱功能涂料反射太陽(yáng)光的影響,提出了一條反射太陽(yáng)光(特別是紅外線(xiàn))效果顯著的涂料生產(chǎn)合成工藝路線(xiàn),解決了普通建筑反射隔熱涂料效果低下、色彩不能多樣化的問(wèn)題。 
       這類(lèi)涂料廣泛應(yīng)用于建筑外墻、船舶甲板、汽車(chē)外殼和軍事航天領(lǐng)域。 
       1.3 示溫涂料 
       示溫涂料是以顏色變化來(lái)指示物體溫度及溫度分布的涂料。示溫涂料分為可逆型、不可逆型和熔融型3類(lèi)。其原理都是利用受熱前后,涂料中變色顏料發(fā)生物理或化學(xué)變化而呈現(xiàn)不同顏色,來(lái)達(dá)到指示溫度等目的。 
       可逆示溫涂料可用于高溫報(bào)警、大面積表面溫度測(cè)量;不可逆示溫涂料可用于防偽、建筑裝飾及非金屬材料的溫度測(cè)量。 
       2 防污功能涂料 
       防污涂料也稱(chēng)耐沾污涂料,是不易被灰塵等污染物沾污,表面易于清洗的一類(lèi)新型功能涂料。防污涂料一般由防污基料、漆基、毒劑、顏料、助劑和溶劑組成。按應(yīng)用類(lèi)型分類(lèi),最常見(jiàn)的防污涂料是建筑防污涂料和船舶防污涂料。 
       建筑涂料的防污性能是一個(gè)很重要的指標(biāo),常用的水性建筑涂料能滿(mǎn)足人們的一般要求,但耐沾污性能不強(qiáng),使用過(guò)程中沾到涂膜上的污跡難以清除。要解決涂膜耐沾污性不良的問(wèn)題,需從提高涂膜致密性和憎水性?xún)煞矫嫒胧郑阂皇遣捎糜袡C(jī)硅—丙烯酸樹(shù)脂乳液或含氟樹(shù)脂乳液;二是加入低表面能的材料(耐沾污劑)。硅丙乳液與醋丙、苯丙、純丙乳液相比,其耐沾污性、耐候性更優(yōu)異,是近年來(lái)發(fā)展最快的建筑外墻涂料。將納米技術(shù)應(yīng)用到低表面能涂料中也是一個(gè)較好的研究熱點(diǎn)。陳美玲等人將納米SiO2引入氟硅丙烯酸樹(shù)脂低表面能防污涂料中,認(rèn)為納米SiO2可以在涂膜表面形成微納米結(jié)構(gòu),類(lèi)似荷葉效應(yīng),對(duì)涂膜耐沾污性能有增強(qiáng)作用。據(jù)報(bào)道,北京首創(chuàng)納米科技有限公司利用納米膠體材料、納米雜化乳液以及納米復(fù)合微觀(guān)組裝技術(shù),研制成具有超疏水性的耐沾污納米復(fù)合改性涂料,并得到了實(shí)際應(yīng)用。另外來(lái)自仿生學(xué)的荷葉效應(yīng)涂料也引起了一定的關(guān)注。 
       船舶防污涂料的作用是抑制海生物附著。目前較實(shí)用的是使用防污劑制備的基料不溶型或基料可溶型防污涂料,這要求防污劑有一個(gè)穩(wěn)定有效的滲出率,在漆膜表面形成有毒溶液薄膜,從而阻止海生物的附著。新型船舶防污涂料有:(1)不含錫類(lèi)自?huà)伖夥牢弁苛希唬?)低表面能防污涂料,這類(lèi)涂料的表面能在25mN/m時(shí),海生物最難黏附上去;(3)仿生防污涂料;(4)生物化學(xué)防污涂料;(5)導(dǎo)電防污涂料;(6)以可溶性硅酸鹽為防污劑的防污涂料。 
       3 防水功能涂料 
       防水涂料是在常溫下呈無(wú)固定形狀的黏稠狀液態(tài)材料,經(jīng)涂布后,通過(guò)溶劑的揮發(fā)、水分的蒸發(fā)或反應(yīng)固化后在基層表面可形成堅(jiān)韌防水膜的材料總稱(chēng)。防水涂料屬于建筑涂料的一類(lèi),具有高強(qiáng)度、高韌性、高密度、高彈性、高效防水性的特點(diǎn),主要應(yīng)用于外墻、地下建筑、廚房、衛(wèi)生間、糧倉(cāng)等多水潮濕場(chǎng)所,起到防雨、防水和防潮的作用。 
       根據(jù)防水原理,防水涂料可分為兩大類(lèi):(1)防水材料滲入混凝土,堵塞毛細(xì)孔或形成憎水層,阻礙水的侵入而起到防水作用;(2)高分子物質(zhì)在基材表面形成一層整體有彈性的防水膜,能適應(yīng)基層變化,保持涂膜完整,將水與基材隔離,達(dá)到防水目的。按成膜物質(zhì)分類(lèi),防水涂料一般可分為:改性瀝青類(lèi)、乙酸乙烯類(lèi)、丙烯酸酯類(lèi)、聚氨酯類(lèi)、有機(jī)硅類(lèi)、有機(jī)氟類(lèi)和無(wú)機(jī)(有機(jī)、無(wú)機(jī)復(fù)合)類(lèi)。 
目前,市場(chǎng)上的防水涂料有兩大類(lèi):一類(lèi)是聚氨酯類(lèi)防水涂料,另一類(lèi)是聚合物水泥基防水涂料。由于聚氨酯、固化劑、填料的不同而形成不同品種的聚氨酯防水涂料,故聚氨酯防水涂料又分為單組分聚氨酯防水涂料、雙組分聚醚型聚氨酯防水涂料、瀝青聚氨酯防水涂料、彩色聚氨酯防水涂料4類(lèi)。隨著環(huán)保要求的提高,環(huán)保型單組分聚氨酯防水涂料、水固化型聚氨酯防水涂料、水性聚氨酯防水涂料,有機(jī)硅、丙烯酸、環(huán)氧等改性聚氨酯防水涂料日益引起人們的重視。M.M.Al-Zahrani等人比較了一種聚氨酯基防水涂料、高黏度環(huán)氧基防水涂料、兩種水泥基防水涂料的防水性能,發(fā)現(xiàn)聚氨酯基防水涂料顯示出最佳的防水性能。聚合物水泥基防水涂料是一種由液料(聚合物乳液和添加劑)和粉料(水泥、無(wú)機(jī)填料以及助劑)組成的雙組分水性防水涂料,也是國(guó)家大力提倡的環(huán)保型產(chǎn)品。 
       4 防火功能涂料 
       防火涂料或阻燃涂料是指涂覆于可燃性基材表面,能夠改變材料表面燃燒特性,阻滯火災(zāi)迅速蔓延,或在火災(zāi)時(shí)能形成隔熱層使底材與熱源隔離,或提高結(jié)構(gòu)的耐火極限的一類(lèi)功能涂料。隨著建筑物高層化、集群化和可燃有機(jī)合成材料的廣泛應(yīng)用,火災(zāi)的隱患變得突出,防火涂料作為防火的有效措施之一,得到廣泛應(yīng)用。防火涂料的阻燃機(jī)理為:(1)涂料本身不易燃,使被保護(hù)的基材不直接與空氣接觸而延遲基材著火;(2)防火涂料受熱分解出不燃性氣體(這種分解反應(yīng)如是吸熱反應(yīng)還會(huì)降低體系溫度),沖淡被保護(hù)基材受熱分解出的易燃?xì)怏w和空氣中的氧氣,抑制燃燒;(3)防火涂料預(yù)熱能生成減緩及終止燃燒連鎖反應(yīng)的自由基;(4)防火涂料遇熱膨脹,形成隔熱隔氧的膨脹炭層,阻止燃燒的進(jìn)行。涂料用聚合物基料多為易燃物,將P、Si、B或N等元素改性到碳鏈聚合物材料中,可以得到具有較好阻燃性能的材料,而用阻燃劑經(jīng)過(guò)一定的工藝來(lái)改善聚合物的燃燒性是一種低成本且有效的方法,得到了廣泛應(yīng)用。Serge Bourbigot和Sophie Duquesne對(duì)阻燃聚合物,特別是阻燃劑、納米填料和表面處理改善聚合物的燃燒性做了詳細(xì)總結(jié)。 
       按照組成和防火原理,防火涂料可分為非膨脹型防火涂料和膨脹型防火涂料兩大類(lèi)。膨脹型防火涂料是國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣的一類(lèi)防火涂料;非膨脹型防火涂料用的防火助劑是一種組合體系,包括成炭劑、成炭催化劑、發(fā)泡劑3部分。傳統(tǒng)的多聚磷酸銨/季戊四醇/三聚氰胺阻燃劑體系,在火災(zāi)時(shí)形成疏松的阻隔層,易被火滲透。關(guān)于新型阻燃劑體系的研究很多,如用低成本的碳酸鈣、云母,將納米材料,如碳納米管、納米二氧化硅引入防火涂料中,發(fā)生火災(zāi)時(shí)形成一層致密的阻隔層,達(dá)到更好的防火效果。非膨脹型防火涂料受熱時(shí)涂層體積基本不變,一般認(rèn)為這種防火涂料的阻燃效果有限,主要用于木制品、塑料等表面防止小火引燃和火勢(shì)蔓延。 
       5 防腐功能涂料 
       防腐涂料是一種能夠避免酸、堿及各種物質(zhì)對(duì)材料腐蝕的涂料,是涂料中的一個(gè)重要品種。防腐涂料是保護(hù)材料最有效、最經(jīng)濟(jì)、應(yīng)用最普遍的方法。重防腐涂料是指相對(duì)常規(guī)防腐涂料而言,能在相對(duì)苛刻腐蝕環(huán)境中應(yīng)用,并能達(dá)到比常規(guī)防腐涂料更長(zhǎng)保護(hù)期限的一類(lèi)防腐涂料。 
       防腐涂料由基料、顏填料、溶劑和助劑組成,其防腐性和耐久性與基料種類(lèi)、基材的預(yù)處理、固化、涂層厚度、涂層和基材間的黏結(jié)力,以及一些外部環(huán)境因素相關(guān)。理解涂層體系中各組分的相互作用,導(dǎo)致防腐涂料腐蝕失效的物理、化學(xué)原因,是研發(fā)新的防腐涂料的基礎(chǔ)。防腐涂層通常由多涂層體系組成,根據(jù)體系的需要,每一層涂層可以是金屬基的、有機(jī)的或無(wú)機(jī)的組分組成,比如典型的海洋防腐涂層由底漆、一道或多道中間漆以及面漆組成。底漆起到保護(hù)基材不被腐蝕和提供良好的基材附著力的作用;中間漆提供一定的涂層厚度,并保護(hù)基材不被一些外部破壞性物質(zhì)破壞;面漆則既要滿(mǎn)足顏色、光澤要求,又要能抵抗紫外線(xiàn)輻射。 
       防腐涂料一般分為聚氨酯防腐涂料、環(huán)氧防腐涂料、富鋅防腐涂料、鱗片防腐涂料、高固體分防腐涂料、水性防腐涂料、聚苯胺防腐涂料7類(lèi)。最常用的防腐涂料是環(huán)氧類(lèi)防腐涂料和聚氨酯類(lèi)防腐涂料。環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)涂料的耐候性不好,常作為底漆或中間涂層;面漆則用聚氨酯類(lèi)涂料,以保持良好的光澤和耐候性。與環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)涂料相比,聚氨酯類(lèi)防腐涂料具有優(yōu)異的耐候性,涂膜保光性好,另外,聚氨酯分子間有氫鍵作用,使得聚氨酯涂層具有一定的自修復(fù)性。聚氨酯涂料的缺點(diǎn)是機(jī)械性能差,易變性,且不耐高溫。 
       防腐涂料主要應(yīng)用于金屬防腐、工業(yè)和民用建筑構(gòu)件防腐以及船舶防腐等領(lǐng)域。 
       6 耐磨涂料 
       耐磨涂料作為一種功能涂料,涂覆于基材表面后,使材料在摩擦運(yùn)動(dòng)的工況下和應(yīng)力應(yīng)變的服役環(huán)境中,減少摩擦磨損、降低能耗。廣義上說(shuō),由熱噴涂、氣相沉積、化學(xué)鍍、電鍍和化學(xué)黏結(jié)法制備的具有耐磨性能的材料均屬于耐磨涂料。下面所說(shuō)到的耐磨涂料是指化學(xué)黏結(jié)法制備的耐磨涂料,具有工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。 
       耐磨涂料主要由基料、潤(rùn)滑劑、增強(qiáng)劑3部分組成;鲜悄湍ネ苛系闹匾M成部分,其作用是將涂料中的各種組分牢固地黏結(jié)在一起,并與基體產(chǎn)生良好的黏結(jié)力,使之在基體表面形成牢固的涂層。耐磨涂料一般采用環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、聚氨酯等作為基料;潤(rùn)滑劑是提高耐磨涂料潤(rùn)滑減磨性能的主要組分,使涂料具有較小的摩擦系數(shù)和自潤(rùn)滑性。常用的耐磨涂料的固體潤(rùn)滑材料有MoS2、石墨、PTFE(聚四氟乙烯);增強(qiáng)劑一般采用氧化銅粉、石英粉、陶瓷粉等,可在一定程度上提高涂料的機(jī)械強(qiáng)度和表面硬度,改善涂料的耐磨性能。耐磨涂料的性能顯然取決于基料、耐磨填料、填料與基料的用量比、填料的配用及填料與基料的結(jié)合性能。耐磨涂料的品種很多,應(yīng)依據(jù)具體環(huán)境選用耐磨涂料。Hao-Jie Song等人研究了用納米氧化鋅和聚氨酯制備的耐磨涂料的耐磨性能,用紅外光譜分析摩擦過(guò)程中粒子的結(jié)構(gòu)變化,用光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡分析摩擦機(jī)理,通過(guò)摩擦系數(shù)分析粒子對(duì)涂料摩擦學(xué)性能的影響,是研究耐磨涂料的典型方法。 
       7 導(dǎo)電涂料 
       導(dǎo)電涂料是涂覆于非導(dǎo)電底材上,使其具有傳導(dǎo)電流能力的一類(lèi)涂料,能起到電磁屏蔽和抗靜電的作用。按組成及導(dǎo)電機(jī)理可分為結(jié)構(gòu)型(本征型)導(dǎo)電涂料和復(fù)合型(添加型)導(dǎo)電涂料兩類(lèi)。結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電涂料是以導(dǎo)電高聚物(具有共軛π鍵長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)的高分子)為基本成膜物質(zhì),以高聚物自身的導(dǎo)電功能使涂層導(dǎo)電。導(dǎo)電高聚物是指自身結(jié)構(gòu)或經(jīng)過(guò)“摻雜”少量“雜質(zhì)”之后具有一定導(dǎo)電功能的高聚物。復(fù)合型導(dǎo)電涂料是通過(guò)一定的工序,將導(dǎo)電的無(wú)機(jī)粒子或有機(jī)抗靜電劑加入到非導(dǎo)電樹(shù)脂中,制得的抗靜電或?qū)щ娡苛。目前?shí)際應(yīng)用較多的是復(fù)合型導(dǎo)電涂料。 
       對(duì)于摻入導(dǎo)電粒子的復(fù)合型導(dǎo)電涂料,以銀、銅、鎳為填料的金屬系導(dǎo)電涂料,具有導(dǎo)電性高、屏蔽效能好的優(yōu)點(diǎn),但也存在填充量大、沉積嚴(yán)重、抗氧化性差等缺點(diǎn)。而炭系導(dǎo)電涂料具有導(dǎo)電性好、性能穩(wěn)定、原料來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn),研究人員對(duì)炭系導(dǎo)電涂料進(jìn)行了大量的研究。M.N.Masri等人用炭黑作導(dǎo)電材料,以環(huán)氧樹(shù)脂為基料制備了一種導(dǎo)電涂料。炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥20%時(shí)才具有導(dǎo)電性能,其導(dǎo)電性與炭黑在涂層中的分布狀況有關(guān)。孫靜等人自制了一種碳納米管,探討了碳納米管填料在環(huán)氧涂料中的導(dǎo)電特性,對(duì)比了不同導(dǎo)電功能涂料的防腐性能,認(rèn)為碳納米管導(dǎo)電涂料在重防腐工業(yè)領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。對(duì)于這類(lèi)填充型導(dǎo)電涂料,其填料含量往往也較大。Guoliang Pan等人研究了石墨/環(huán)氧體系導(dǎo)電耐磨涂料,石墨的含量在40%以上時(shí),才能達(dá)到體系的滲濾閾值,從而具有導(dǎo)電性能。 
       8 其它功能涂料 
       8.1 磁性涂料 
       磁性涂料是制作各種磁帶、磁盤(pán)、磁鼓、磁泡等磁性記錄材料的涂覆材料,由作為顏填料的磁性粉末(磁性介質(zhì))、成膜基料、助劑和溶劑組成。其核心組分是磁粉,是決定磁性記錄材料質(zhì)量的主要因素,針狀γ-Fe2O3和含鈷γ-Fe2O3是大量使用的磁粉。成膜基料是磁性涂料的重要組成部分,決定著磁性涂層對(duì)底材的附著力和耐磨性,約占涂料總量的30%。溶劑應(yīng)能保證磁性涂料具有一定的流動(dòng)性,良好的分散性和穩(wěn)定性。助劑主要有分散劑、偶聯(lián)劑、增強(qiáng)劑、潤(rùn)濕劑和防靜電劑等。 
       8.2 隱身涂料 
       隱身涂料是為了降低目標(biāo)被探測(cè)、發(fā)現(xiàn)和摧毀的概率而發(fā)展起來(lái)的,采用隱身涂料是最方便的隱身技術(shù)之一。按其功能可分為可見(jiàn)光隱身涂料、紅外隱身涂料、激光隱身涂料、雷達(dá)隱身涂料等。隨著光電探測(cè)技術(shù)的迅速發(fā)展,武器將同時(shí)面對(duì)紅外、雷達(dá)、可見(jiàn)光等探測(cè)與制導(dǎo)的威脅,單一的激光、紅外等隱身材料難以滿(mǎn)足要求,因此開(kāi)發(fā)紅外、雷達(dá)與激光復(fù)合隱身技術(shù),使隱身涂料向新型化、多頻譜、寬頻帶方向發(fā)展。 
       8.3 發(fā)光涂料 
       發(fā)光涂料是指用發(fā)光材料制成的能發(fā)出熒光和磷光的涂料,由發(fā)光顏料和清漆制備而成。發(fā)光涂料主要是指蓄光型發(fā)光涂料,所用的發(fā)光材料主要是第3代自發(fā)光材料,即稀土高效蓄光型自發(fā)光材料,它作為添加劑加入而制得發(fā)光涂料。黃韋星等人采用燃燒法制備了常余輝稀土發(fā)光材料,以有機(jī)硅-硅溶膠改性丙烯酸樹(shù)脂為基料,制得一種新型常余輝發(fā)光涂料,其余輝時(shí)間達(dá)12h以上。 
       8.4 抗菌涂料 
       抗菌涂料是指能阻止細(xì)菌生長(zhǎng)或殺死細(xì)菌的一類(lèi)功能涂料,一般分為添加型抗菌涂料和結(jié)構(gòu)型抗菌涂料。添加型抗菌涂料是通過(guò)添加具有抗菌功能的抗菌劑,制得的具有抗菌功能的涂料。目前抗菌劑主要有天然抗菌劑、有機(jī)抗菌劑和無(wú)機(jī)抗菌劑3大類(lèi)。結(jié)構(gòu)型抗菌涂料是通過(guò)一定的化學(xué)鍵將抗菌基團(tuán)連接在高分子樹(shù)脂基料上,以此高分子樹(shù)脂基料制得的抗菌涂料。 
       抗菌涂料的作用機(jī)理主要有:破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)、阻止有絲分裂、影響新陳代謝、形成金屬螯合物。 
       9 特種涂料 
       如今,世界各國(guó)均十分重視功能性特種涂料的研發(fā)與應(yīng)用。從特種涂料市場(chǎng)的水平看,北京志盛威華特種涂料擁有獨(dú)家研發(fā)技術(shù),產(chǎn)品處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平和較高的市場(chǎng)占有率。功能性特種涂料的未來(lái)市場(chǎng)將向中高端市場(chǎng)集中(其中高端市場(chǎng)還應(yīng)該包括新興特種領(lǐng)域的涂料市場(chǎng)),是否能夠滿(mǎn)足中高端市場(chǎng)的需求可以檢驗(yàn)一個(gè)涂料企業(yè)的真實(shí)實(shí)力。另外,中高端領(lǐng)域特種涂料產(chǎn)品的技術(shù)附加值高,向來(lái)為眾多涂料企業(yè)所覬覦。放眼中國(guó)大部分特種涂料企業(yè)普遍在低端市場(chǎng)叱咤風(fēng)云的狀況,假若不改變技術(shù)上的劣勢(shì)將難以在未來(lái)的特種涂料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立足。 
       9.1 熱功能涂料 
       熱功能涂料:包括耐高溫涂料,防火涂料,隔熱涂料等。此類(lèi)涂料以志盛威華的ZS-1耐高溫隔熱保溫涂料為代表,該涂料兼具耐高溫、隔熱保溫、防火等多種功能,采用志盛威華特制的硅酸鹽高溫溶液為成膜物,并加入硅酸鋁纖維、熱反射物質(zhì)和精選陶瓷空心微珠精細(xì)加工而成,耐溫可高達(dá)1800℃,導(dǎo)熱系數(shù)只有0.03W/m·K,可長(zhǎng)期耐明火,能有效抑制并屏蔽輻射熱和傳導(dǎo)熱,對(duì)高溫物體和低溫物體的隔熱保溫抑制效率均可達(dá)到90%以上。此外還有ZS-11膨脹型耐高溫隔熱保溫涂料、ZS-322透明耐高溫隔熱涂料等。 
       9.2 建筑節(jié)能涂料 
       功能性建筑節(jié)能涂料:包括防曬涂料、保溫涂料、玻璃隔熱涂料等。 
       防曬涂料以ZS-221防曬隔熱涂料為代表,集反射、輻射、紅外線(xiàn)屏蔽與空心微珠隔熱于一體的新型隔熱降溫涂料,涂料能對(duì)400nm~2500nm波段范圍的太陽(yáng)紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光和紫外線(xiàn)進(jìn)行高熱反射,熱反射率在90%以上。 
       保溫節(jié)能涂料以ZS-211反射隔熱保溫涂料為代表,該涂料為環(huán)保型水性無(wú)機(jī)涂料,涂層能在物體表面形成由封閉微珠連接在一起的三維網(wǎng)絡(luò)空心結(jié)構(gòu),是一種具有高效節(jié)能、薄層、隔熱保溫、裝飾防水防霉、防火防腐、絕緣于一體的新型太空節(jié)能反射隔熱保溫涂料。 
       玻璃隔熱涂料以志盛威華的ZS-311透明隔熱涂料為代表,該涂料采用目前半導(dǎo)體材料中解決隔熱問(wèn)題綜合性能最佳的材料氧化銦錫,對(duì)太陽(yáng)光譜具有理想的選擇性,涂層透光性好,只需涂刷幾個(gè)微米的厚度,就可使室內(nèi)外溫差達(dá)到6℃左右,紅外屏蔽率達(dá)到70%,可見(jiàn)光透過(guò)率達(dá)到80%,紫外線(xiàn)阻隔率達(dá)到99%,還具有優(yōu)異的耐老化、耐沾污自潔、防靜電、防眩光、防輻射等功能。 
       9.3 化學(xué)功能涂料 
       化學(xué)功能涂料:包括耐特殊介質(zhì)腐蝕涂料、耐高溫腐蝕涂料、超高溫物體防氧化涂料等。 耐特殊介質(zhì)腐蝕涂料以志盛威華的ZS-711無(wú)機(jī)防腐涂料、ZS-1033耐氫氟酸防腐涂料和ZS-1041煙氣防腐涂料為代表,ZS-711能耐住400℃以下的強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕以及海水腐蝕,ZS-1033能在稀氫氟酸甚至氣態(tài)氫氟酸的摩擦環(huán)境下長(zhǎng)期工作,ZS-1041是專(zhuān)為煙囪煙道等溫度變化大、酸堿交替腐蝕并具有強(qiáng)烈熱沖擊的煙氣腐蝕環(huán)境開(kāi)發(fā)的,膨脹系數(shù)好,使用可以長(zhǎng)達(dá)10年以上。 
       耐高溫腐蝕涂料以志盛威華的ZS-811高溫防腐涂料和ZS-822復(fù)合陶瓷耐高溫防腐涂料為代表,ZS-811耐溫高達(dá)1800℃,適用于爐體等高溫有明火部位的防氧化及氯、硫等特殊離子的腐蝕,ZS-822耐溫1200℃,可以形成堅(jiān)硬致密的陶瓷釉面,能耐住高壓下強(qiáng)酸、強(qiáng)堿蒸汽及有機(jī)溶劑的腐蝕。 
       超高溫防氧化涂料以志盛威華的ZS-1021高溫封閉涂料、ZS-1051透明防氧化涂料、ZS-1023超高溫金屬防氧化涂料為代表。ZS-1021適用于1700℃以下的高溫金屬、石墨等材質(zhì)上,涂層致密無(wú)縫隙;ZS-1051可長(zhǎng)期耐溫1700℃,涂料為水性無(wú)機(jī)環(huán)保涂料,涂層完全透明,在不影響基材顏色的前提下,可保證基體在高溫下不生銹、阻燃防火;ZS-1023耐溫高達(dá)3000℃,是志盛威華2012年研發(fā)的新產(chǎn)品,可以涂刷在飛機(jī)、火箭和各種高速飛行器的燃料金屬?lài)娮、尖端、鼻帽、葉片上、導(dǎo)彈外殼以及航空和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、超高溫設(shè)備的高溫金屬表面上防氧化腐蝕。 
       9.4 電磁功能涂料 
       電磁功能涂料:主要為高溫絕緣涂料,志盛牌耐高溫絕緣涂料ZS-1091分為600℃溶劑型和1700℃水性?xún)煞N,體積電阻率均大于1016Ωm,介電強(qiáng)度(擊穿強(qiáng)度)大于104KV/m。 
       9.5 機(jī)械功能涂料 
       機(jī)械功能涂料:主要為耐磨涂料,志盛威華耐磨涂料有ZS-911防水耐磨涂料和ZS-922透明耐磨涂料兩種,其中ZS-911的耐磨性能是16Mn鋼的10倍、65Mn鋼的9倍、耐火澆注料的50倍,且隨著使用溫度的提高耐磨防水涂料的耐磨性能變化很。籞S-922透明耐磨涂料采用三軸建體結(jié)構(gòu),硬度高達(dá)8H,涂層完全透明,附著力和耐候性好,可提高基體的耐磨性80%以上,還可防水、防塵。 
       9.6 界面功能涂料 
       界面功能涂料:包括自潔涂料,防結(jié)冰涂料,防雪涂料,高溫防粘附涂料等。 
       自潔涂料以志盛威華的ZS-511納米自潔涂料為代表,采用納米結(jié)構(gòu)材料和PIN技術(shù)制成,納米材料極低的表面張力使其具有強(qiáng)勁的疏水、抗油污能力,使灰塵與物體表面接觸面積減少90%,具有無(wú)比優(yōu)越的自動(dòng)清潔特性。 
       防雪防結(jié)冰涂料以ZS-611防冰雪涂料為代表,是志盛威華公司自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高科技特種功能涂料,主要由交替排列的多嵌段無(wú)機(jī)-有機(jī)互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(IPN)基料和經(jīng)過(guò)表面改性處理的高活性納米防冰雪添加劑組成。 
       高溫防粘附涂料以志盛威華的ZS-522耐高溫不粘附涂料為代表,耐高溫達(dá)2000℃,具有表面能極低、摩擦系數(shù)小、易滑動(dòng)、排斥力強(qiáng)等防粘自潔性特點(diǎn),可以涂刷在各種高溫冶煉設(shè)備表面上防止各種高溫溶液粘附。 
       9.7 光學(xué)功能涂料 
       光學(xué)功能涂料:包括光反射涂料,紅外輻射散熱涂料,耐高溫遠(yuǎn)紅外輻射涂料等。 光反射涂料以志盛威華的ZS-221和ZS-311為代表,上面已介紹過(guò),此處不再贅述。 紅外輻射散熱涂料以志盛威華的ZS-411為代表,耐溫幅度-50~600℃,涂料直接涂刷在要散熱降溫的物體表面,能夠以8~13.5μm紅外波長(zhǎng)向大氣空間自動(dòng)輻射走物體上的熱量,降低物體表面和內(nèi)部溫度,散熱降溫明顯。散熱不受周?chē)橘|(zhì)影響,可以在真空環(huán)境中使用,涂層在起到散熱降溫的同時(shí),也有很好的自潔性、絕緣性、防腐性、防水性、抗酸堿的等特點(diǎn)。 
       耐高溫遠(yuǎn)紅外輻射涂料以志盛威華的ZS-1061為代表,涂料耐溫1700℃,適用于800℃以上的窯爐中,涂料含有的高輻射材料在高溫下輻射出穿透力極強(qiáng)的遠(yuǎn)紅外波,使被加熱物體分子吸收波產(chǎn)生能級(jí)躍遷,吸收能量均勻受熱,減少加熱時(shí)間,充分節(jié)約能源,可提高熱效率10%以上。 
       二、研究前沿 
       目前功能涂料的研究機(jī)構(gòu)很多,比較有名的是中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所,聯(lián)合北京賽特瑞科技發(fā)展有限公司建有專(zhuān)門(mén)的功能涂料試驗(yàn)場(chǎng),涉及到目前市場(chǎng)上比較少的高溫防露點(diǎn)腐蝕涂層、高溫防氧化涂層,硅藻土涂料、瓷磚翻新涂料等。 
       2013年7月25日?qǐng)?bào)道: 
       內(nèi)墻節(jié)能保暖涂料是當(dāng)今世界建筑節(jié)能領(lǐng)域里的一項(xiàng)新課題。海南紅杉科創(chuàng)公司研發(fā)的內(nèi)墻節(jié)能保暖涂料,日前通過(guò)住建部相關(guān)科技成果評(píng)估,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)此項(xiàng)技術(shù)的空白。這種節(jié)能保暖涂料,刷在墻面上不僅起到裝飾作用,而且能提高室內(nèi)溫度,節(jié)省電煤燃?xì)獾饶茉撮_(kāi)支。這是我國(guó)首個(gè)研發(fā)成功的內(nèi)墻節(jié)能保暖涂料,它基于內(nèi)墻反射保溫的原理,由包含納米復(fù)合材料的新型原材料制成。涂料涂在內(nèi)墻表面后,涂層對(duì)室內(nèi)中遠(yuǎn)紅外波具有較高的反射能力。同時(shí),涂層中的空心微珠具有一定的熱阻隔作用,可以減少熱量損失,從而提高室內(nèi)溫度,大幅降低冬季采暖能耗,非常綠色環(huán)保。該公司經(jīng)過(guò)2年多的反復(fù)研究試驗(yàn),最終研發(fā)成功這一具有國(guó)內(nèi)首創(chuàng)意義的新產(chǎn)品,并申請(qǐng)了15項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利。 
       山東奔騰漆業(yè)有限公司研發(fā)了一種會(huì)呼吸的涂料。這種涂料擁有海綿般的膠體負(fù)離子,可吸附有毒有害氣體,在經(jīng)過(guò)及時(shí)過(guò)濾后轉(zhuǎn)換為有效的氧氣,就像森林氧吧一樣。該公司產(chǎn)品一經(jīng)推出,就受到消費(fèi)者的歡迎,被一些大型房地產(chǎn)項(xiàng)目采用,還出口到蒙古國(guó)。 
       山東聯(lián)迪漆業(yè)有限公司今年推出了自潔涂料,同時(shí)正在研發(fā)防結(jié)冰涂料、防雪涂料和高溫防粘附涂料。各種功能性涂料打破了涂料的裝飾性常規(guī),在不同環(huán)境要求下,各種涂料大顯神威。像自潔涂料采用納米結(jié)構(gòu)材料和PIN技術(shù)制成,納米材料極低的表面張力使其具有強(qiáng)勁的疏水、抗油污能力,使灰塵與物體表面接觸面積減少90%,具有優(yōu)越的自動(dòng)清潔特性。汽車(chē)玻璃在冬季低溫雨雪天氣容易結(jié)冰,成為交通事故的罪魁禍?zhǔn)。在汽?chē)玻璃上面涂刷上一層防雪防結(jié)冰涂料,就可以讓駕駛員保持良好視野,利于在低溫天氣安全駕駛。而高溫防粘附涂料耐高溫可達(dá)2000℃,具有摩擦系數(shù)小、易滑動(dòng)、排斥力強(qiáng)等防粘自潔性特點(diǎn),可以涂刷在各種高溫冶煉設(shè)備表面上,防止各種高溫溶液粘附。 
       2013年7月3日?qǐng)?bào)道: 
       竹炭基乳膠涂料:福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院日前開(kāi)發(fā)出一種竹炭基乳膠涂料。該涂料可用于塑料薄膜、紙張等涂布的生產(chǎn)以及用于無(wú)紡布、薄膜等絲網(wǎng)印刷。用其生產(chǎn)的涂布產(chǎn)品具有吸附有害氣體、調(diào)節(jié)濕度、抗輻射等多種功能,主要用于織物襯里、箱包內(nèi)襯、床上用品夾層等。 
       丙烯酸聚氨酯航空標(biāo)志漆:一種適用于高空標(biāo)志、石化企業(yè)塔體管線(xiàn)的防腐涂裝的SB86丙烯酸聚氨酯航空標(biāo)志漆在陜西合陽(yáng)源源化工有限公司研制成功。 
       新型防腐隔熱涂料:由海軍裝備部監(jiān)制研發(fā)的某新型防腐隔熱涂料日前順利通過(guò)測(cè)試。這項(xiàng)成果填補(bǔ)了我軍在這一研發(fā)領(lǐng)域的空白,有效解決了導(dǎo)彈發(fā)射箱的防腐隔熱難題。 
       新型納米級(jí)涂料:美國(guó)西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室以及奧勒岡州立大學(xué)的研究人員稱(chēng),一種新研發(fā)的納米級(jí)涂料能大幅提升半導(dǎo)體等器件的散熱效率。 
       公路反光膠:位于河北涿州開(kāi)發(fā)區(qū)的中膠國(guó)際膠帶有限公司自行研發(fā)生產(chǎn)高性能公路反光膠帶,日前首次在該市道路設(shè)施建設(shè)中亮相。該產(chǎn)品改善了多年來(lái)公路標(biāo)線(xiàn)涂料的持久性能和反光性能一般、使用壽命不長(zhǎng)和施工時(shí)間較長(zhǎng)等問(wèn)題。這個(gè)具有國(guó)際先進(jìn)水平的產(chǎn)品,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)該技術(shù)的空白。 
       功能性涂料發(fā)展前景廣闊,防蚊蠅涂料、防靜電涂料、負(fù)離子涂料、防污涂料、節(jié)能保暖涂料等,都是企業(yè)從實(shí)際出發(fā),聯(lián)合大中院校共同攻關(guān)的產(chǎn)品。現(xiàn)在普通涂料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,利潤(rùn)被擠壓得接近于零,可以說(shuō)難有什么起色。為此,涂料企業(yè)應(yīng)向功能性涂料領(lǐng)域進(jìn)軍,在短時(shí)間內(nèi)研發(fā)出各具特色的功能性涂料,避免在普通涂料方面的惡性競(jìng)爭(zhēng)。 
       三、發(fā)展前景與展望 
       1 向水性化發(fā)展 
       目前世界涂料品種結(jié)構(gòu)向著減少VOC等方向發(fā)展,中國(guó)傳統(tǒng)的溶劑型涂料比重逐漸下降,水性涂料的發(fā)展速度也很快,但聚乙烯醇類(lèi)低檔品種仍占較大比重。提高水性涂料的質(zhì)量、開(kāi)發(fā)新的品種是鞏固和發(fā)展水性涂料的重要環(huán)節(jié)。重點(diǎn)研究和開(kāi)發(fā)應(yīng)以醋酸乙烯-丙烯酸共聚乳液、苯乙烯-丙烯酸共聚乳液以及純丙烯酸系列為基料的乳膠涂料為主,并爭(zhēng)取在耐久性、漆膜平滑性、豐滿(mǎn)度、施工性、裝飾性等方面有所突破;對(duì)于已較成熟的環(huán)氧乳液、水性聚氨酯的水性基料應(yīng)繼續(xù)研究具有高性能的水性涂料,滿(mǎn)足部分的特殊要求。 
       2 向功能化發(fā)展 
       目前除了應(yīng)在防火、防毒、防蟲(chóng)、殺蟲(chóng)、隔熱保溫等現(xiàn)有質(zhì)量水平較低的功能涂料上加大力度、進(jìn)行科研攻關(guān)外,還應(yīng)加緊研究和解決建筑裝飾中的難、新問(wèn)題,復(fù)合化技術(shù)將是提高和滿(mǎn)足各類(lèi)功能的有效途徑。 
       第一,功能的復(fù)合化。如彈性功能與呼吸功能復(fù)合:將優(yōu)良的彈性乳液與被親水官能團(tuán)表面修飾微殼超微粒子復(fù)合化,使彈性能力與透濕性并存。彈性功能與低污染功能的復(fù)合:將常溫反應(yīng)型乳液與涂膜親水性技術(shù)復(fù)合,通過(guò)使用交聯(lián)分子量大的反應(yīng)乳膠,提高伸長(zhǎng)率和膜密度,使彈性功能與低污染性相結(jié)合。 
       第二,加強(qiáng)對(duì)耐酸雨涂料的基礎(chǔ)研究,解決建筑物受酸雨腐蝕問(wèn)題,爭(zhēng)取能在基料復(fù)合技術(shù)及相關(guān)助劑的匹配上取得突破,解決中國(guó)日趨嚴(yán)重的酸雨對(duì)建筑物的腐蝕這一大難題。 
       第三,基料的改性功能復(fù)合化,對(duì)于已有的基料進(jìn)行某種特殊性能的改性,并且與特殊功能相復(fù)合。如有機(jī)硅改性丙烯酸的耐候性與潮氣固化聚氨酯透濕性相結(jié)合,以此來(lái)達(dá)到雙重特殊功能的作用。 
       3 向高性能、高檔次發(fā)展 
       作為涂料的一種理想性能,不僅要保護(hù)和美化基材,還要給予基材本身無(wú)法具有的特殊功能,使用一些新的基料就可以使涂料獲得非常驚人的高性能化、高增值化、高級(jí)化的效果。如高耐候性的氟樹(shù)脂涂料,用于建筑方面取得良好的效果,因?yàn)榉鷺?shù)脂涂料與其它合成樹(shù)脂相比具有優(yōu)異的耐候性、耐久性、耐化學(xué)品性;但氟樹(shù)脂較為昂貴,用于建筑外墻飾面要受到極大的限制。日本旭硝子公司的氟樹(shù)脂,各項(xiàng)性能都非常好,但是原材料成本就約80元/公斤。重視研究氟樹(shù)脂在水性化方面的發(fā)展,尤其是以氟乙烯為主體的氟樹(shù)脂改性的共聚物乳液,使其成為性能好、檔次高、價(jià)格又能為人們接受的高品質(zhì)基料,為發(fā)展高性能、高檔次的涂料奠定基礎(chǔ)。在水性聚氨酯涂料的研究方面,應(yīng)集中力量開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。聚氨酯是性能優(yōu)良的高檔材料之一,使其水性化,不僅符合減少污染、節(jié)約能源的要求,而且還保持了聚氨酯本身的特性。 
       另外,有機(jī)硅改性丙烯酸樹(shù)脂涂料由于具有優(yōu)良的耐候性、耐污染性、耐化學(xué)品性,是中國(guó)建筑涂料發(fā)展的重要方向。粉末涂料由于無(wú)毒、安全性能好,也將是高檔建筑涂料的主要房展方向。
 
關(guān)鍵詞: 涂料 功能 發(fā)展
 
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