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粉末涂料不同种类的功能性与发展前景
时间:2021-09-08 16:25:06 点击次数:398

我国粉末涂料首要包含环氧、聚酯以及环氧/聚酯粉末涂料,高级的丙烯酸、聚氨酯和氟碳粉末所占份额很小,份额不到1%。外资出产企业占有我国高端粉末涂料市场80%的份额,国内大部分粉末涂料企业创新力缺乏,技能水平相对落后,出产的粉末涂料以一般粉末涂料为主。现在,一般粉末涂料市场现已呈现供大于求的局势,市场竞赛的加重,中心竞赛力缺乏的企业被市场淘汰。这促进企业不得不转型晋级,将目光会集到高端粉末市场,向具有特别功用的功用性粉末涂料展开,以满意特定用途的外表涂装。

功用性粉末涂料是指适用于特定场合、具有特别功用的粉末涂料。它在传统的维护和装修效果基础上,赋予了涂料包含绝缘、防腐、防水、耐高温和防辐射等多种特别功用。按照功用可分为防腐蚀型、耐候型、耐热型、疏水型和抗菌型粉末涂料等多种类型。一起跟着粉末涂料的展开,也正在呈现如防蚊型、抗涂鸦型等新式的粉末涂料。功用性粉末涂料涵盖了人类日子的方方面面,例如,防腐蚀粉末涂料掩盖管道设备、动力设备、公路交通、海洋设备和军工设备等范畴。但是,我国功用性粉末涂料展开较为缓慢,除装修型、防腐型、耐候性粉末涂料外,其它功用性粉末涂料均展开不大。基于此布景,本文关键对重防腐粉末涂料、耐候性粉末涂料、抗菌性粉末涂料、耐高温粉末涂料、疏水粉末涂料和自愈型粉末涂料6种功用性粉末涂料进行介绍。

 

重防腐粉末涂料

世界各国每年因腐蚀形成的直接损失约占其GDP2%~4%,危害超越自然灾害和各类事端的损失总和。为防止零部件被腐蚀,人们挑选在在外表涂敷防腐涂层,隔绝资料与外界环境的接触,维护涂层内部的金属资料,确保零部件的长时间运用。

资料显现,防腐涂料分为一般防腐涂料和重防腐涂料:一般防腐涂料,运用年限为5~10年;重防腐涂料比较于一般防腐涂料具有杰出的附着力、抵挡腐蚀介质的渗透性,或对腐蚀介质具有化学抗性,并且涂膜自身具有较强的耐久性,从而为被涂膜资料提供抗腐蚀性,运用年限能够抵达30年以上,防腐效果进步4~5倍。常见的防腐粉末涂料分为一般改性防腐涂料、熔结环氧粉末涂料和环氧富锌粉末涂料。

常见的重防腐粉末涂料种类及改性办法

其它常见的防腐涂料如环氧型、聚酯-环氧型、丙烯酸型经改性后也可作为重防腐涂料。

现在重防腐粉末涂料首要是经过物理屏蔽完成对资料的维护效果,包含基料树脂、颜料和填料改性;同时运用厚涂、多涂或复合涂层的涂装办法,生成一层乃至多层致密的维护膜,进步涂层的重防腐功用。(纳米铁钛粉、石墨烯、金刚砂以及化学改性树脂的运用也能进一步进步树脂的防腐能力。)

因为施工条件等限制,如今重防腐涂料仍以液体涂料为主。环保化、高功用、多功用和低能耗是往后重防腐涂料的发展方向。

 

耐候性粉末涂料

耐候性粉末涂料指的是能饱尝室外环境考验、长时间坚持其装修和维护功用的粉末涂料。露出在户外的粉末涂料会因日光曝晒、湿度、温度和污染物质(如酸雨)等多种因素的影响而产生老化降解。像日光曝晒会导致涂层产生黄变和褪色、乃至粉化;淋和冷凝会使涂层呈现变色、失光和锈蚀现象。现在粉末涂料在户外的运用日趋广泛,如交通运输、室外装修、工程机械等,对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进步取决于树脂种类、颜填料、助剂的挑选和配套运用。一方面能够挑选适宜的基料树脂或对基料树脂改性并挑选适宜的固化剂。如聚酯/TGIC系统、聚酯/HAA系统、丙烯酸酯、聚氨酯、聚偏二氟乙烯(PVDF)、氟碳及有机硅改性聚酯系统等。另一方面能够参加一定量的抗氧化剂、紫外线吸收剂和自由基捕获剂等来减缓涂层的老化,国内现已开始系统地将增加剂用于进步粉末涂料耐候性的研讨。

 

常用的耐候粉末涂料树脂种类

耐候性粉末涂料用树脂种类繁多,但普遍耐久性较差。而氟碳粉末涂料(含氟树脂的粉末涂料的统称)因为其自身特色表现出优秀的耐候功用,广泛运用于高端修建铝型材范畴、电气电子和航天航空等范畴,出产施工工艺成熟,是当世界公认的超耐候涂料种类。热固性氟碳粉末涂料功用(如耐候性、耐腐蚀性等)远远高于聚酯、环氧粉末涂料。

然而,氟碳粉末涂料具有优异的耐候功用,却在市场中占比很小,国内没有形成氟碳粉末涂料的系列产品。仍然存在很多问题尚待解决包含优化氟碳粉末涂料的出产工艺和下降出产成本;进步氟碳粉末涂料的外观、光泽度和耐冲击等功用。开发出具优异功用的超耐候粉末涂料仍然是具有挑战性的一项使命。

 

抗菌粉末涂料

抗菌粉末涂料是指能够杀死微生物或者阻止微生物成长繁殖的粉末涂料。在日常日子中,一般的消毒液等灭菌产品只能起到短暂的灭菌效果,但假如经过进步物体外表涂层自身的抗菌功用,就能够使涂层可自行抑制微生物在外表的成长,能够坚持外表的长时间清洁。

抗菌涂层中起首要效果的是抗菌增加剂。大部分有机抗菌资料为液体,运用受限;无机类抗菌剂,包含银离子和铜离子等。这类抗菌剂虽然起效较慢,但其具有低毒性、耐热性、持续性、抗菌广谱和不会产生抗药性等长处。PPG、巴斯夫等公司现已将银离子参加到粉末涂料中。

惋惜的是,无机抗菌剂具有与高分子聚合物的相溶性较差、溶解性欠好、灭菌慢和变色等缺点,难以满意人类日子的需求。因此,抗菌型粉末涂料逐步从单一型发展到复合型抗菌粉末涂料。另外,抗菌剂制备办法仍有许多问题亟待解决。例如,现在广泛运用的银系抗菌剂的丢失问题,使得抗菌涂层的耐久性减弱所以,开发具有耐久性、低毒性等优异功用的通用抗菌涂层仍然是一项具有挑战性的使命。

 

耐高温粉末涂料

跟着粉末涂料的运用规模不断变大,一些极端环境对粉末涂料提出了更高的要求,从而促进了耐高温粉末涂料的开发。该类粉末涂料不只具有较强的耐热功用,并且具有耐腐蚀性和耐候性等优秀功用,广泛运用于烹饪组件、大功率灯饰、锅炉、烘箱、高温炉和汽车零件等多种耐高温设备。

现在市场上一般的粉末涂料的长时间耐温性较低,在200℃及以上的高温时,涂层会呈现褪色、黄变和粉化等现象。故一般把能够接受200℃以上的温度的粉末涂料称之为耐高温粉末涂料。了解到,成膜物质的挑选是决议粉末涂料的耐温性的关键因素,当下技能上首要的经过物理改性和化学改性获得耐高温粉末涂料:

物理改性指经过有机硅树脂、氟树脂与聚酯/环氧树脂混合,或者经过参加适宜的固化剂和颜填料,得到耐高温粉末涂料;

化学改性则是经过化学办法对树脂进行改性,改变高分子聚合物的结构,增加聚合物的相对分子质量,以使树脂能够耐高温。

聚酯树脂是最常见的成膜树脂,但是因为聚酯树脂主链大量C-O键的存在,导致一般聚酯树脂在高温条件下会产生粉化、脱落,因此要经过改性来进步聚酯粉末涂层的耐热功用。并且聚酯树脂与颜填料、有机硅树脂的混溶性较差,流平性欠好;环氧树脂也是一种常见的成膜树脂,为了增强环氧树脂粉末涂料的耐热功用,能够对环氧树脂粉末进行改性或参加适宜的固化剂和颜填料。

 

超疏水粉末涂料

疏水性涂料通常指的是一种低外表能涂料,涂料外表的静态水接触角θ大于90°,而超疏水性涂料是一种具有特别外表性质的新式涂料,水滴在其外表的接触角超过150°,滑动角小于10°,简直成球形,很容易经过滚动带走涂层外表尘土,因此具有杰出的自清洁能力。

构建超疏水涂层首要经过2种办法:

1)选用低外表能物质如有机氟、硅树脂和含活性基团的长链脂肪烷烃润饰粗糙的基底外表,下降外表自由能。

2)构筑粗糙的微纳米结构,进步疏水外表的粗糙度,首要包含刻蚀法、模板法、自组装法、光刻法和气相沉积法等多种办法。

除对树脂进行改性外,在常用的粉末涂料中增加疏水助剂是完成超疏水最简单便利的方式,但这样方式增加量往往较大,通常在10%以上,乃至能达到50%。另一方面,还能够使涂层表里结构相同,即便外层在力的效果下被损坏,显露的内层依然是超疏水层。

值得注意的是,疏水涂层的耐久性与疏水功用成反比,很难同时满意疏水性和耐久性的需求,限制了它在实际日子中的运用。市场上含疏水涂层的产品十分罕见,特别是具有超疏水外表的产品简直没有。这首要是因为低外表能物质与基体的相容性有限,结合强度较低,导致涂层不够结实,耐久性差。

因为疏水涂层的耐久性与疏水功用之间的矛盾性问题。未来的疏水涂层有3个发展方向:

1)制备耐久性一般但疏水性较强的超疏水涂层,用于特定需求自清洁的范畴;

2)制备具有极高耐久性但疏水性一般的疏水涂层,可用于长时间需求疏水性的范畴;

3)制备具有多功用的粉末涂料,不只能够疏水,还有其他如耐候、耐高温和防腐等功用,以满意人们对高功用涂料的要求。

 

自愈性粉末涂料

现在首要经过改善树脂、颜料、增加剂以及配方技能来维护涂层功用,但涂层一旦被损坏,基材就会在露出部位被腐蚀,进而不断腐蚀涂层所维护的基材。2001年,自然科学杂志上初次提出了聚合物自愈技能。

常见的自愈性复合资料分为自主和非自主2种自愈机制。

自主愈合机制通常是在涂层中嵌入可聚合的愈合剂或腐蚀抑制剂来完成自修正功用;

而对于非自主愈合机制,则通常是由外部热量或光影响引发化学反响或物理改变,从而完成自愈合功用。它首要是基于均匀分散到基体资料中的自愈合资料在遭到外界应力产生破裂时,释放其内部的修正剂,使催化剂与自修正剂产生交联固化反响填补壁面裂缝。

自愈合粉末涂料作为涂料市场上新呈现的一种功用涂料种类,因为其在遭到损坏时能够自我修正,具有快捷性、耐久性等长处,能够耐久地对基材进行维护,必将作为往后涂料发展的一个重要方向。但自愈性粉末涂料制造进程较为复杂,因此开发出便利、利于产业化出产的自愈性粉末涂料尤为重要。

 

总结

重防腐涂料和耐候性涂料因为其运用广泛仍然是未来发展的主流趋势,疏水涂料以及耐高温涂根据其相应的运用环境也会开发出更多的适应性种类,其它针对特定用途的新式粉末涂料也会不断呈现。现在市场上粉末涂料占有率低,功用性粉末涂料的发展仍处于较低水平。但因为功用性粉末涂料的功用和环保优势,在汽车、船只、管道和修建等范畴有着巨大的运用远景,具有重大的发展空间,仍然需求不断进行探究研讨。



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