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绿色革命深入防腐涂料行业

来源:  作者:金延芳 时间:2015-2-3 访问次数:6272
 

    从20世纪90年代初开始,世界发达国家进行了“绿色革命”,促进了涂料工业的发展向“绿色”涂料方向大步迈进。据专家介绍,“绿色”重防腐涂料工业开发近10年的进展,产生的主要品种包括无溶剂涂料、粉末涂料和水性涂料,具体又可分为高固体分涂料或无溶剂涂料、热固性重防腐环氧粉末涂料、水性环氧涂料。 
    关于高固体分涂料或无溶剂涂料。据专家介绍,随着人类对环保重视程度的加深,高固体分甚至有100%固体分涂料应运而生。普通防腐涂料中均含有大约40%左右的可挥发物,它们绝大多数为有机溶剂,在涂料施工后挥发到大气中,污染了环境。因此提高涂料的固含量,降低其挥发分,对涂料的应用及其工业发展具有非常重要的意义。国外已研制出固体含量高达95%的防腐涂料,该涂料性能优异,已在油田及水电工业上应用,并取得很好效果。
    热固性重防腐环氧粉末涂料又称熔结环氧粉末,开发于上世纪五六十年代,实现了工业化生产,30多年来经过不断的发展完善,这项技术已经走向成熟,迄今为止已有105km以上的管道使用了熔结环氧粉末。据专家介绍,中国熔结环氧粉末技术起步较晚,上世纪80年代才开始引进和消化国外先进的环氧粉末及工艺、设备。据预测粉末涂料比重从全球来看,现在占工业涂料的10%左右;而西欧的粉末涂料最成熟,已占到15%以上。市场供略大于求。生产增速将保持在8%左右,可逐步消化前两年发展过快的情况。 
    产品品质、性能、环保指标方面也有长足进步国际巨头大型涂料企业均看好中国粉末涂料市场,纷纷在中国拓展粉末涂料业务,国内企业也纷纷上马,形成了群雄逐鹿的局面。未来中国粉末涂料市场将形成四大需求。最快增长领域是船舶工业、管道工业。最大需求产业是汽车工业。重要应用方向是热敏材料。使用前景广阔的是建筑和户外设施。为满足化工、冶金、核电、石油、天然气、输水等重腐蚀环境下的异型构件和管道等长效防腐的需求,中国科学院金属研究所张立新等人,研制出了SEBF熔融结合环氧涂料,和SLF高分子复合环氧涂料2大系列重腐蚀防护涂料。SEBF熔融结合环氧粉末涂料是热固性单组分粉末涂料,它具有耐磨和结合力强等特点。SLF是双组分无溶剂常温快速固化型高分子合金涂料,它也具有较好的物理和化学性能。 
    我国重防腐粉末涂料专用环氧树脂和固化剂已实现国产化,利用酚醛树脂中的酚羟基或羟甲基和环氧基反应实现对环氧树脂的改性,酚类固化剂因与环氧树脂结构相似,因此相容性好,制得的涂膜耐蚀性、韧性远优于酚醛环氧体系。所以应用更加广泛,PH-1酚类固化剂固化环氧时主要是通过酚羟基和环氧基发生醚化反应交联成膜的。当然固化过程中仲羟基也能和环氧基反应。由于空间位阻效应及反应活性原因,反应极其微弱。催化剂有季胺类、咪唑类、硼化物等。一般咪唑较为常用,咪唑环上的亚氨基与环氧基团进行反应生成的加成物相当于叔胺起催化作用。 
    水性环氧涂料――采用环氧树脂水乳液作为环氧基组份,水溶性胺类作为固化剂,配制成双组份水性环氧树脂防腐底漆,适用于对溶剂散发要求极为严格的非水下钢结构,并且在硬度、抗腐蚀性、施工配套性等方面都具有与溶剂型环氧涂料相当的性能,有效地降低了VOC含量,是防腐涂料的发展方向。典型的水乳型环氧防腐涂料以苯乙烯、丙烯酸及其酯类作单体,环氧树脂作改性剂,采用非离子和阴离子表面活性剂的混合乳化剂,过硫酸钾作为引发剂进行乳液聚合,得到环氧树脂、丙烯酸树脂乳液。 
    据专家介绍,在涂布后利用丙烯酸的羧基和环氧树脂的环氧基之间发生的交联反应,使涂料固化、成膜,兼有丙烯酸树脂和环氧的优点,既具有良好的耐水性、耐热性、耐光性,又具有良好的附着力、耐溶剂性等优点。
    水分散型防腐涂料最大特点是以水为主要溶剂代替普通涂料中的二甲苯、汽油等溶剂,不仅降低了成本,且减少了环境污染,并能防火和易于运输贮存,因而有广阔的应用前景。据专家介绍,北京有色金属研究总院的崔大为等人实验证明:树脂上的亲水基团在常温下能够与有机成盐剂形成有机盐,使树脂具备良好的水溶性;而在高温烘烤条件下,成盐剂能够较快的挥发,同时树脂上某些特定基团能够与亲水基团作用,使成膜固化后的树脂几乎不含亲水基,在其他添加剂的共同作用下,最终漆膜呈现出憎水性。 
    根据这一原理,开发出耐高温碱性水腐蚀的水性防腐涂料。重防腐涂料正沿着高性能、高效率、低能耗和低污染的方向前进。良好的高耐蚀性树脂和新型颜料、填料的开发是重防腐涂料发展的关键;开发长效型绿色环保涂料是今后涂料发展的方向,进行环境因子作用机制研究、开发新型涂料原材料以及建立涂料的环境影响评价数据库,有助于这一目标的实现。

 
 
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