涂料和粘合劑的物理特性

各種涂料和粘料的特性:

卷材涂料

   卷材涂料是用于成卷的鋼板、鋁板表面的涂覆的一種專業(yè)性涂料。這種預(yù)涂卷材由于質(zhì)輕、性優(yōu)、價廉而廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域以及家電方面，并在汽車等領(lǐng)域有潛在的市場。從1995 年至2002 年我國彩涂鋼板的表觀消費(fèi)量增長了185 萬噸，但國內(nèi)市場供不應(yīng)求，需靠進(jìn)口彌補(bǔ)缺口。2000 ～ 2003 年國內(nèi)彩涂卷板產(chǎn)量為400 萬噸，而2004 年的需求量上升到400 萬噸左右，估計(jì)今年將達(dá)到500 萬噸。未來10 年內(nèi)，國內(nèi)市場的彩涂板需求將以10% 的年增長率增長。彩色鋼板的發(fā)展為卷材涂料帶來了商機(jī)，卷材涂料在涂料里屬高附加值產(chǎn)品，其利潤是普通涂料的數(shù)倍，因此除了我國卷材涂料生產(chǎn)基地上海、江蘇、杭州、廣東和青島等沿海省市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)繼續(xù)擴(kuò)大生產(chǎn)外，京津及其它沿海地區(qū)也紛紛上馬開發(fā)卷材涂料。國外一些大涂料公司如AKZO-Nobel、Becker、valspor、BASF 等均爭先為卷材生產(chǎn)廠供貨。與其他涂料領(lǐng)域不一樣，卷材涂料的市場占有率是國內(nèi)企業(yè)占優(yōu)勢。目前，我國有70 條卷材涂料生產(chǎn)線，還有30 多條生產(chǎn)線在建，2004 年，我國卷材涂料產(chǎn)量在6 萬多噸左右，年增長率為14%。卷材涂料的發(fā)展方向是無鹵厚涂層，無鉻及無鉛涂料，高固體份及水性、粉末、光固化涂料和低溫固化涂料等環(huán)境友好型涂料，其品種將向隔熱型、吸熱型、放熱型、防靜電型、耐高沖擊型、高耐候型、桔型、花紋型、多色彩型和自清潔型等方面發(fā)展。

水性聚氨酯涂料

   我國木器涂料在工業(yè)涂料中其用量僅次于汽車涂料，位居涂料第二位，據(jù)報(bào)導(dǎo)其年用量不低于40 萬噸，并以聚氨酯涂料和硝基涂料（后者因光澤特殊而主要用于出口）為主，其中聚氨酯涂料占75%。但是這種溶劑型涂料存在游離的TDI 毒性問題和VOC問題，因此，人們另辟蹊徑把注意力轉(zhuǎn)向了水性聚氨酯涂料的開發(fā)。歐洲木器涂料水性化已占25%，且每年以一定的比例增長，但在水性聚氨酸涂料里，由于水與有機(jī)樹酯的相溶性較差、蒸發(fā)慢以及高表面張力，因此較難潤濕底材，這樣水性聚氨酸涂料會存在耐水性、耐溶劑性、耐化學(xué)品性和機(jī)械強(qiáng)度等性能較差問題，為此采用交聯(lián)改性技術(shù)（內(nèi)交聯(lián)、外交聯(lián)技術(shù)）、—NCO封端改性技術(shù)（ 部分或全部—NCO封閉，引入親水性成分或外乳化法制成封閉型聚氨酯乳液）和復(fù)合改性（丙烯酸樹酯改性、有機(jī)硅樹酯改性和環(huán)氧樹酯改性等技術(shù)）來提高以上性能。目前，國內(nèi)在水性樹脂的研究中已見成效，下一步需要做的是進(jìn)行固化劑合成、水性涂料活性反應(yīng)基團(tuán)封閉劑以及交聯(lián)劑的開發(fā)和水性助劑的合理利用，只有這樣，才能使水性涂料價格適度下降，并改善水性木器涂料低溫貯存、低溫施工難的問題。目前，國內(nèi)木器涂料水性化還不到10%，但是隨著研究的深入，環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格，將來水性木器涂料將會取代現(xiàn)有的溶劑型涂料。

隔熱涂料

   隔熱涂料是以保溫、降溫和隔熱為目的功能性涂料。其中，阻隔性隔熱涂料是通過對熱傳遞（ 通過對流、輻射及分子振動熱傳導(dǎo)3 種途徑來實(shí)現(xiàn)）的阻斷作用來實(shí)現(xiàn)隔熱目的。國內(nèi)主要采用這種涂料來進(jìn)行隔熱，涂料品種以復(fù)合硅酸鹽隔熱涂料為主。但這種涂料存在干燥周期長、施工受季節(jié)和氣候影響大、抗沖擊能力弱、吸濕率大、對墻體的粘結(jié)強(qiáng)度不夠、涂層厚、由施工不當(dāng)導(dǎo)致的大面積空鼓現(xiàn)象和裝飾性不夠的問題。另一問題是：其內(nèi)部的熱量不易散放，從而使熱量逐步積聚，導(dǎo)致其體系內(nèi)部溫度高。因此，目前較少用于外墻的涂裝。選擇性熱反射涂料是最近幾年國外開發(fā)出的效果顯著的隔熱涂料，其理論研究也日趨完善。它是一種以反射太陽光中近紅外部分為主的涂料，不消耗電能，能反射掉大量的太陽輻射，減少空調(diào)能耗，有顯著的節(jié)能效果，可用于建筑物屋頂、玻璃幕墻、海上鉆井平臺、油缸、石油管道、汽車、火車、飛機(jī)表面、船殼、夾板以及坦克、軍艦、火箭和宇宙飛船上。而我國目前仍處于研制開發(fā)階段。涂料真正要做到隔熱效果良好則需要以上二種或多種隔熱機(jī)理協(xié)同作用。這是一個發(fā)展方向，國外已有此類產(chǎn)品，它系高分子聚合物多元改性共聚而成的溶劑型復(fù)合隔熱涂料，這種涂料除了有良好的保護(hù)裝飾、耐候性、絕熱性、物理化學(xué)性能以及反射紅外線等功能外，對太陽熱的反射率達(dá)80% 以上，比起通用的鉛粉涂料涂層，其表面溫度可降低10 ℃以上。此外，薄層隔熱反射涂料、水性反射隔熱涂料、真空絕熱保溫涂料以及含有納米或納米以下微孔結(jié)構(gòu)的涂層和用納米材料制成的涂層都將是下階段發(fā)展的熱點(diǎn)，目前國外在這方面已經(jīng)領(lǐng)先。

防火涂料

   防火涂料是一種對底材起物理保護(hù)作用并具有阻燃耐火功能的涂料，其中最重要的是發(fā)泡型防火涂料，它能在一定溫度下發(fā)泡，形成防火隔熱層，我國的防火涂料以鋼結(jié)構(gòu)防火涂料為主。鋼結(jié)構(gòu)建筑中鋼材受熱到600 ℃左右會軟化而喪失結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，因此需要這種涂料來保護(hù)。超薄型（2 ～ 3 mm）鋼結(jié)構(gòu)防火涂料曾是國內(nèi)空白，一直依靠進(jìn)口，如德國Herberts（現(xiàn)Dapont 公司所屬）、英國的Nallifire 和日本涂料公司的產(chǎn)品。自從國內(nèi)涂料企業(yè)和有關(guān)研究院校協(xié)同攻關(guān)后，現(xiàn)已開發(fā)出可與國外先進(jìn)產(chǎn)品相媲美的超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料等，其物理性能及重要性能指標(biāo)、耐火極限等均不亞于國外同類產(chǎn)品。雖然目前有些阻燃助劑如多聚磷酸銨、磷酸三聚氰胺等原材料與國外相比尚有差距，但以上這些努力已使我國防火涂料技術(shù)和水平距離國際先進(jìn)水平不遠(yuǎn)。

地坪涂料

   地坪涂料是隨著改革開放的大潮孕育產(chǎn)生的涂料品種，隨著國外生產(chǎn)企業(yè)不斷進(jìn)入中國，其用途和影響不斷在擴(kuò)大。過去工礦企業(yè)生產(chǎn)場地裸露，沒有地坪涂料保護(hù)，因此操作時塵埃比比皆是，影響廠容。而合資和獨(dú)資企業(yè)的工作場地均用地坪涂料覆蓋，因此環(huán)境整潔，操作安全。地坪涂料行業(yè)因此隨之興旺起來。20 世紀(jì)80 年代，生產(chǎn)地坪涂料的只幾家，而現(xiàn)在達(dá)500 家以上，其應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展到家居和商業(yè)市場，其生產(chǎn)的品種也由單純的溶劑型發(fā)展到水性、無溶劑型，功能由單一的防護(hù)擴(kuò)大到耐磨型、抗靜電型、防滑型和自流平型等多種。廣州有一家涂料廠，憑借其地坪涂料技術(shù)，產(chǎn)品擴(kuò)展到全國，并已在上海設(shè)立了工廠，總產(chǎn)值達(dá)到1. 6 億元。

納米復(fù)合涂料

   我國的納米技術(shù)已經(jīng)走在世界的前列。要使納米材料在涂料里發(fā)揮作用，必需有2 個前提，一是納米材料在涂料里的穩(wěn)定性要好，二是納米材料能在涂料里保持良好的分散狀態(tài)。目前，國內(nèi)已在建筑涂料領(lǐng)域里取得了良好的成果，即用納米材料可提高建筑外墻涂料的耐候性和增強(qiáng)內(nèi)墻涂料的抗菌效果，并正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化準(zhǔn)備工作；納米材料在工業(yè)涂料中的應(yīng)用，諸如提高涂層的耐磨性、涂料的導(dǎo)電效果以及功能性涂料方面已取得初步成效，從而使我國在納米復(fù)合涂料方面的研制和開發(fā)上了新的臺階。

偽裝涂料

   如前所述，偽裝和隱身實(shí)際上是一個目的。我國自20 世紀(jì)60 年代開始就已斷斷續(xù)續(xù)從事這一方面的涂料研究和開發(fā)工作，近二十多年來，由于改革開放和化學(xué)合成技術(shù)的進(jìn)步，我國對偽裝涂料的研究已邁出了一大步，與國外的先進(jìn)技術(shù)差距也越來越小，目前單項(xiàng)反偵察手段的偽裝涂料技術(shù)如光學(xué)偽裝涂料、近紅外偽裝涂料、紅外偽裝涂料、偽裝降溫涂料、防雷達(dá)偽裝涂料等均已取得良好成果并付諸應(yīng)用，而針對多重偵察手段的兼容性光譜吸收及多功能兼容涂料等方面的研究開發(fā)也已取得重要進(jìn)展。

船舶防污涂料

   人類自掌握航海技術(shù)以來就一直與海洋污損生物進(jìn)行不懈的斗爭。海洋污損生物附著于船體，使船舶負(fù)重和表面粗糙，嚴(yán)重影響了船舶的航行速度，增加了不必要的燃料消耗，并使船體嚴(yán)重腐蝕，大大減少了船舶的使用壽命。為防海洋污損生物附著，需要使用毒料抑制海洋污損生物附著和生長。迄今為止，對付海洋污損生物最為有效的是采用有機(jī)錫毒劑，以其制成自行拋光（使船舶表面光滑以減少航行阻力，加快航行速度，降低燃料消耗）防污涂料用于船只上，確實(shí)起到了顯著效果，但也給海洋生物特別是經(jīng)濟(jì)性魚類、貝類帶來危害。為此，國際海事會議嚴(yán)令禁用有機(jī)錫毒劑，鑒于此，世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家加緊進(jìn)行代有機(jī)錫的防污劑的開發(fā)，我國也不甘落后，現(xiàn)已開發(fā)出采用銅、鋅之類自拋光防污涂料以及無毒防污涂料等，其效果也不亞于有機(jī)錫類。此外，還開發(fā)出具有我國特色的辣椒素防污涂料系統(tǒng)，趕上了國際先進(jìn)水平。

重防腐涂料

   重防腐涂料水性化是涂料行業(yè)的夙愿，國外現(xiàn)已對防腐蝕涂料所用的主體樹酯—環(huán)氧樹酯進(jìn)行改性，從而消除了其水性化的不利影響，使其防腐蝕能力顯著提高。重防腐涂料是一個由底、中間層到面漆所組成的一個系統(tǒng)，目前，日本已有了這一水性體系，并用于近海大橋等防腐蝕領(lǐng)域，效果斐然。這一體系可減少98%的VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物），有利于環(huán)境保護(hù)。我國在水性重防腐涂料方面業(yè)已成功開發(fā)出底漆（水性無機(jī)富鋅底漆）和中間漆（ 水性環(huán)氧防腐蝕涂料），其性能均不亞于相應(yīng)的溶劑型涂料。環(huán)氧聚硅氧烷涂料耐腐蝕性與丙烯酸聚氨酯涂料相近，但耐候性則更好，這是1994 年美國推向市場的重防腐涂料體系中的新產(chǎn)品，由此可使重防腐涂料體系由底+ 中間層+ 面漆縮減為底+ 面漆，而性能更優(yōu)。國內(nèi)對這種防腐涂料也進(jìn)行了開發(fā)，并取得了良好的效果。此外，國內(nèi)還跟蹤國外防腐蝕涂料新技術(shù)，成功開發(fā)出屬于環(huán)氧聚硅氧烷涂料的第二代產(chǎn)品—丙烯酸聚硅氧烷涂料，其耐候性、防腐蝕性、耐機(jī)械損傷和耐磨性等方面性能優(yōu)異。