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《中国涂料》第202211期

本文来源于《中国涂料》第202211期

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涂料十年


技术进展

介绍了水性双组分聚氨酯涂料的组成,对其羟基组分、多异氰酸酯固化剂的研究进展进行了综述,并论述了其改性研究和应用现状。

专题论述

通过分析锌在热力学上比铁易于发生腐蚀,但动力学上锌的腐蚀速率远低于铁,为富锌底漆的长效防腐保护机理找到理论依据。通过研究不同标准对富锌底漆不挥发分中的锌含量要求,指出锌粉在富锌底漆中起到了十分关键的作用,必须在涂膜中保持一定的含量。通过比较环氧富锌底漆和无机硅酸富锌底漆的性能,指出必须对富锌底漆的现场施工产生足够的重视。

全球瞭望

编者按:由于全球经济受到疫情的影响,防护涂料市场发生了巨大的变化。根据IRL公司研究,估计2020年全球防护涂料市场的规模约为780万t,与2019年相比略有增长。

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技术研发

针对飞机内饰对水性聚氨酯涂层高阻燃要求,采用磷改性水性聚氨酯乳液搭配P-Si-N(磷–硅–氮)系复合无卤阻燃剂体系开发了新型高阻燃水性聚氨酯涂层,涂覆在聚碳酸酯板、聚醚酰亚胺及酚醛/玻纤层板3种基材上,与空白板进行燃烧对比实验,测试结果达到了《中国民用航空规章 第25部 运输类飞机适航标准》[CCAR-25-R4]附录F部分关于内饰阻燃的要求,涂层具有阻燃效率高、无熔融滴落物、无毒及无腐蚀性气体释放、低烟等特点,经验证可完全应用在航空内饰上推广使用。

通过测定树脂的固含量、黏度和降解性能筛选出综合性能合适的生物降解型树脂作为主体树脂,并以防污效果较好的吡啶硫酮锌/溴代吡咯腈(ZPT/Econea)复配防污剂作为主防污剂,运用正交试验设计方法进行无铜防污涂料配方研究。通过浅海挂板试验和浸泡人工海水/去离子水后涂层附着力的测试,研究颜料体积浓度(PVC)、树脂/松香质量比和渗出率调节助剂(R助剂)添加量对涂层防污性能和耐浸泡性能的影响,通过综合加权评分法计算出配方中各因素的最优值和各组分的最优添加量。研究结果表明,当配方中PVC为0.37、树脂/松香质量比为2∶1、R助剂质量分数为4.0%时,涂层具有良好的耐浸泡性能。经过24个月浅海挂板试验验证,涂层具有优异的防污期效。通过正交试验优化得到的以PU3为主体树脂的生物降解型无铜防污涂料具有良好的耐浸泡性能和防污效果。

通过在不同氧化剂用量下制备5种不同氧化程度的氧化石墨烯(GO),分别标记为GO-1、GO-2、GO-3、GO-4、GO-5;采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)对5种GO进行了结构表征;同时还制备了5种GO改性的水性环氧富锌涂料,并对其涂层的力学、电化学、耐盐雾等性能进行测试。探究了GO的氧化程度对涂层防腐性能的影响,结果表明GO-3体系综合性能最佳。进一步研究了GO-3及锌粉含量对涂层力学、电化学、耐盐雾性能的影响。实验结果表明:以2 g石墨、5 g高锰酸钾制备的GO-3,其涂料的涂层耐腐蚀性较好;当GO-3掺量为0.3%(质量分数,后同)、锌粉含量70%时,涂层硬度为4H、柔韧性为2 mm、抗冲击强度为50 cm · kg、附着力等级0级、耐盐雾时间达1 272 h。GO-3可取代原环氧富锌涂料(80%锌粉,后同)中10%的锌粉,且耐盐雾时间为原环氧富锌涂料的1.36倍。

智能制造

通过“互联网+”技术在涂料调色系统中的应用,将产品条形码数据库进行数据载入、转换、转储等,导入调色系统软件,并接上条码扫描器,组成扫码调色互联系统,同时配合使用条形码调色数据库,以此达到调色效率高、精度高、减少调色失误的目的,有效降低调色成本,同时具有调色云服务功能,可为消费者提供智能、精准、前沿的调色数据及色彩体验。

技术研发

为了改善水乳型沥青建筑防水涂料热黏冷脆的缺点,自制了Tg为-21 ℃的高弹均相苯丙乳胶,探讨了聚合物乳液、乳化沥青的种类及添加量、重钙的添加量对防水涂膜性能的影响。用扫描电镜对防水涂层的微观结构进行了分析,用差热分析仪DSC、高低温恒温恒湿箱、万能材料试验机、电动不透水仪等对防水涂层的玻璃化温度、低温柔韧性、耐热度、机械性能、防渗透性能等进行测试。结果表明,当添加自制苯丙乳胶30%(质量分数,后同)、橡胶乳化沥青36%、重钙20%时,制备的液体防水涂料涂膜断裂伸长率为1 092%,低温柔韧性通过-20 ℃,120 ℃无流淌、滑动。

研究了成膜体系、助剂体系和无机填料对乳胶漆透水性能的影响。结果表明:成膜体系方面,使用小粒径乳胶,提高乳胶用量并搭配少量的蜡乳液、提高成膜助剂用量可有助于改善涂层的成膜效果,进而改善透水性;助剂方面,使用铵盐分散剂替代钠盐分散剂、使用更低HLB值的润湿剂、使用疏水改性聚氨酯增稠剂替代碱溶胀增稠剂,并加入少量的遮盖聚合物,均有助于改善透水性;无机填料方面,使用粗细搭配的填料体系,并尽可能使用片状填料,也可一定程度改善透水性。根据实验结论和总结的涂膜透水及改进模型,可为乳胶漆透水性能的提升给出配方优化建议,并验证了改良后的配方能够有效降低涂膜的透水量,使其达到外墙面漆合格品的指标,可为低成本、低透水的外墙乳胶漆配方设计提供思路。

以植物油酸、多元酸、聚糖、抗氧剂、溶剂等为原料,在氮气保护下,升温到210~220 ℃进行酯化反应,合成高性能聚糖改性树脂,并用于制备磁漆。讨论了各种工艺条件对树脂性能的影响以及后期的制漆性能。结果表明:通过配方的设计,在气体保护作用下,聚糖加入到醇酸树脂的主链中,一个聚糖分子能够连接更多的植物油酸、多元酸分子,低分子量聚合物大大减少。通过双键的自动氧化聚合,涂膜的干性得到显著提高且具有优异的耐介质、户外曝晒性能。

涂叙涂议

编者按:百年是一个不长不短的时段,人们也习惯于以此来回顾、纪念或是庆典。相对于近现代涂料工业以1915年上海开林为标志且为大家所熟知不同的是,最早的涂料专业出版物《颜料》《油漆》的诞生、出版,今年也正好百年,值得纪念。该书及其作者戴济,值得我们追溯和还原史实,也应该是涂料业文化自信的重要组成之一。