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《中国涂料》第201702期

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构建绿色制造体系时不我待

为加快推进生态文明建设,促进工业绿色发展,落实国家“十 三五”规划纲要和《中国制造2025》战略部署,工信部于2016年先后发布了《工业绿色发展规划(2016-2020年)》和《绿色制造工程实施指南(2016-2020年)》,中国石油和化学工业联合会也在2016年发布了《石油和化工行业绿色发展行动计划》。由此可见,加快构建绿色制造体系,推动绿色产品、绿色工厂、绿色园区和绿色供应链全面发展成为“十三五”期间的一项重要任务。同样地,涂料行业也积极顺应发展大势,大力推进绿色发展、创新发展,并在涂料行业“十三五”规划中提出,到2020年,环境友好型涂料占比达到57%。

在积极推进构建绿色制造体系的过程中,开发绿色产品,倡导生态设计,引导绿色生产和绿色消费是我们所关注的,制定绿色标准、加强绿色管理、注重绿色生产是我们所推行的。因而,作为引导行业健康可持续发展的中国涂料工业协会,对于绿色发展给予了高度重视,积极宣贯国家及工信部提出的一系列有关绿色产品的政策文件,在推进绿色设计产品评价标准的制定方面走在了行业前列,积极推进绿色设计产品评价标准体系的制定和建立,对于规范和引导涂料行业发展意义重大,有利于助推扩大绿色产品政策的社会影响力,提升社会效应,并可深入推进品牌建设,引导消费,满足了行业结构转型、供给侧结构性改革的要求。

在积极推进绿色制造体系的同时,大力推动重点领域突破发展也是《中国制造2025》的重中之重,其中,石墨烯、生物基材料等战略前沿材料的布局和研制也迫在眉睫,从而加快基础材料升级换代。涂料行业,石墨烯的研究应用也受到了高度重视,开展了一系列的研究和应用,此也可从本期的石墨烯在涂料中的应用专题中可见一斑。

无论从哪方面来讲,构建涂料行业绿色制造体系,大力推进新材料在涂料中的应用,都是我们当下所要努力去积极推进的!

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阐述了石墨烯的性能特点及制备过程以及在防腐涂料、导电涂料、防污涂料以及吸波涂料中的研究情况,其在改性并制备新型功能涂料方面正发挥着重要作用,最后对石墨烯在涂料中的应用前景进行了展望。

以生物基没食子酸(GA)为原料,在碱性条件下与环氧氯丙烷(ECP)发生环氧化反应,合成了没食子酸基环氧树脂(GEP)。将分散后的石墨烯以0.5%的质量分数,添加到双组分环氧树脂涂料中,制备了石墨烯环氧复合涂层(GEP-G0.5/EP)。结果表明:相比于纯环氧涂层,GEP-G0.5/EP涂层的极化电阻和耐盐雾性大大提高,涂层吸水率下降0.22%。

以丙烯酸树脂乳液为基料,自制石墨烯为导电填料制备了一种水性导电涂料。分析了影响该涂料涂膜导电性及电磁屏蔽性能的因素。按最佳配方制备的导电涂料在0.1~1 000 MHz的频段范围内,对电磁波的衰减在30 dB以上。

从石墨烯的防腐机理分析着手展开研究,利用具有良好导电性的优质物理法石墨烯替代传统环氧富锌涂料中的部分锌粉颜料,研制了一种质轻、防腐效果优异的石墨烯改性环氧锌粉涂料,通过对涂层耐盐雾性试验的考察,证明该石墨烯改性环氧锌粉涂料防腐性能远远优于高锌含量的富锌底漆,耐盐雾性可达2 500 h。

简要介绍了石墨烯的基本特性及其在防腐涂料中的应用进展,着重阐述了对石墨烯改性防腐涂料防腐机理的研究。通过树脂和锌粉的有序组装形成致密膜,石墨烯改性防腐涂料在降低锌粉用量的同时可大幅提高涂料的耐腐蚀性能。

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介绍了轨道客车车厢外部涂装用石墨烯改性水性配套涂料体系:水性环氧防腐底漆+柔性不饱和聚酯腻子+双组分水性聚氨酯中涂漆+双组分水性聚氨酯实色面漆和金属闪光底色漆+罩光清漆的参考配方、制备工艺、性能指标、改性机理及涂装参数。

通过石墨烯粉体在环氧锌粉底漆中的应用研究,对石墨烯的增效机理进行了探索;对影响石墨烯-环氧锌粉底漆防腐蚀性能的因素进行了讨论。研究表明,与传统环氧富锌涂料相比较,石墨烯锌粉底漆在环境保护、节约资源和提升涂层系统长效防腐蚀寿命方面具有重大的意义。

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通过具体剖析保温层下金属的腐蚀行为及机理,比较目前国内保温层下腐蚀与防护相关标准,指出目前市场上使用的保温层下各种涂层体系的优缺点,从而给出不同温度保温层下防腐蚀保护解决方案,并重点对一种基于无机厚浆惰性共聚物为成膜物质的单组分涂料在保温层下的作用原理、性能进行了深入探讨,其成功现场应用可以为彻底解决保温层下的腐蚀问题提供重要参考,指出该涂料在新建和维修领域具有广泛的应用前景。

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针对内墙乳胶漆在厚涂开裂上的缺陷,通过在无石棉纤维腻子板上调整乳胶漆成膜助剂、涂膜厚度和兑水比例,观察乳胶漆的厚涂开裂情况并进行对比,得出厚涂开裂与成膜助剂、涂膜的厚度、刷涂质量以及刷痕有关,其都会影响涂膜在低温下的成膜速率,并浅谈了厚涂开裂的解决方法。

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水性涂料市场发展良好,在所有细分市场和地区都有望增长。由于城镇化的推进,建筑涂料成为推动水性涂料需求增长的主要驱动力,而在工业涂料领域的细分市场中,水性涂料也呈现增长态势。

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以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸等为共聚单体,丙烯酸酯磷酸酯作为功能单体,丙二醇丁醚为溶剂,过氧化苯甲叔丁酯为引发剂,通过溶液聚合经转相制备了羟基型水性丙烯酸树脂二级分散体。研究了聚合过程中溶剂、引发剂、链转移剂、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯以及丙烯酸酯磷酸酯等因素对分散体性能的影响。

研究了成膜物对膨胀型防火涂料的生烟性能影响,包括丙烯酸树脂及溶剂型膨胀型防火涂料、丙烯酸乳液及水性膨胀型防火涂料,结合热分析数据和静态生烟数据,将膨胀型防火涂料的DTG曲线进行分峰拟合,推算出分解的成膜物的分解程度及对膨胀型防火涂料的影响。根据实验数据,溶剂型体系与水性体系的防火涂料在生烟过程和分解过程均有较大区别。

采用硅酸盐水泥改性自乳化环氧,然后用水性胺固化制备具有防腐蚀性能涂料。涂料涂覆在碳钢等金属表面后,水泥水合物与环氧-胺组成互穿网络结构的涂膜,并考察了不同水泥添加量改性环氧涂料涂膜的防腐蚀性能。结果表明:涂膜具有低的水渗透性,有效地保护金属表面腐蚀,水泥添加量为30%时,涂膜的物理性能和防腐蚀性能最佳,耐盐水和盐雾长达2 000 h。该材料在金属重防腐领域具有广泛的应用前景。

研究了具有超低乳液添加量高耐擦洗性能的内墙乳液,分析了主要影响耐擦洗性能的因素。实验结果显示乳液粒径(直径)在160 nm、采用乳化剂A-102且体系中酸含量占单体总量在2.8%~3.8%时效果最优,在此基础上,使用高分散性能的单体ZP(具有双羧基的含CH2=CH2的不饱和有机物)参与共聚,达到非常优异的耐擦洗性能。

在特定条件下用流变测试方法取代辊涂施工来预测涂层表面形貌以缩短优化涂料配方周期。研究发现对不同样品以初始黏度进行归一化后,黏度回复快的涂料弹性大,最终涂层表面花型尖锐。弹性拉毛涂料具有较短的流平时间大约10 s,回复黏度快的涂料能够保持最初的拉毛效果。