進入21世紀(jì)以來,由于受到來自環(huán)保和節(jié)能等方面日漸嚴(yán)酷的壓力,涂料工業(yè)不得不重新估價現(xiàn)有涂料品種的可適用性,發(fā)展水性涂料、高固體涂料、無溶劑涂料、粉末涂料和輻射固化涂料已成定局。如何促使這類涂料 在使用性能上和經(jīng)濟可行性上能夠替代原有的傳統(tǒng)涂料,并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步、新產(chǎn)品的出現(xiàn),必須要 用更新穎的功能性涂料與之配套,我們面臨的一個問題是:傳統(tǒng)的涂料工藝技術(shù)能否適應(yīng)這一需求?事實上,目前許多新涂料的出現(xiàn)并非完全依賴于這些涂料工藝技術(shù),而是需要大膽構(gòu)思,另辟蹊徑,甚至舍棄傳統(tǒng)的涂料工藝技術(shù)而開創(chuàng)前所未有的新工藝來應(yīng)對21世紀(jì)涂料技術(shù)的發(fā)展。眾所周知,涂料工業(yè)是為滿足建筑、工業(yè)和特種 工業(yè)產(chǎn)品的不同需要而建立的工業(yè)配套部門,但值得注意的是,世界各國的涂料技術(shù)作用能力受到相應(yīng)的市場準(zhǔn) 備狀態(tài)及其可接受性、實際的經(jīng)濟狀況、法規(guī)章程以及文化適配性等各種因素的制約,因此涂料技術(shù)的發(fā)展主要 也受控于各國涂料工業(yè)對研究和開發(fā)前景展望的程度以及包括對多種學(xué)科熟練掌握和運用的能力(涂料本身是一 門邊緣學(xué)科)。在涂料領(lǐng)域里,任何一次技術(shù)的成功均取決于各種不同的要素,即配方、工藝、應(yīng)用及檢驗技術(shù) 發(fā)展一體化的協(xié)調(diào)性,缺乏這種同步性作用就必然會在涂料技術(shù)概念與商品化之間產(chǎn)生鴻溝。聚合物科學(xué)、合成 顏料和助劑的快速發(fā)展已使涂料配方技術(shù)的發(fā)展要比涂料生產(chǎn)工藝、應(yīng)用和檢驗技術(shù)快得多。輻射固化涂料從20 世紀(jì)70年代初就以實驗室的規(guī)模加以使用,但其實際商品化卻來得相當(dāng)晚,這是由于對合適的紫外線固化通道的 開發(fā)不夠重視。同樣基于雙酚A環(huán)氧樹脂的快速固化無溶劑環(huán)氧涂料在20世紀(jì)60年代就為人們所知,但由于沒有 合適的施工設(shè)備,也就使這種技術(shù)的商品化大大推遲了。所以要加速未來技術(shù)商品化的進程,對技術(shù)各個方面的 著重程度加以適當(dāng)平衡極為重要。
1 涂料技術(shù)的轉(zhuǎn)型
當(dāng)今涂料技術(shù)發(fā)展處于轉(zhuǎn)型過程之中,從涂料技術(shù)發(fā)展的進程來看,早在20世紀(jì)60年代初,隨著美國關(guān)于控 制VOC排放的空氣清潔法(66法規(guī))的頒布,及此后歐美許多國家環(huán)保局強制推行的類似規(guī)章,促使減少VOC已擺上 這些國家的涂料制造商的主要議事日程,這種推動的結(jié)果就促進了4項替換技術(shù)的開發(fā),即工業(yè)用溶劑型高固體 涂料、水性涂料、粉末涂料和輻射固化涂料。20世紀(jì)80年代,跨越全球的質(zhì)量活動使改善性能成為重點,90年代 ,提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益方面的驅(qū)動力使世界各涂料公司市場競爭性增強,從而使涂料設(shè)計者們將工作重心移向 此處。在本世紀(jì),這種動力已發(fā)生變化,這是因為涂料制造商們在相比較的價格下所提供的產(chǎn)品及服務(wù)質(zhì)量之間的界限逐漸消失,在這樣的環(huán)境之下,各涂料公司除了重新聚焦在研究、開發(fā)、革新產(chǎn)品之外,別無其它選擇。 在2l世紀(jì),除了環(huán)境方面的因素之外,對涂料產(chǎn)品的要求是優(yōu)異的性能和高使用壽命,這就導(dǎo)致對各種涂料技術(shù) 所需聚合物的使用有了根本性改變?;谔蓟瘜W(xué)的聚合物支配權(quán)正逐漸遭受到基于硅化學(xué),碳、硅雜化化學(xué)和含 氟聚合物等耐久性新一代聚合物的挑戰(zhàn),它們在幾乎所有的涂料方面的滲透是顯而易見的。硅這種在地球上僅次 于氧的第二大自然界豐富物質(zhì)將成為新一代高性能涂料組成中的設(shè)計基體,它可以純無機材料基料或有機—無機 雜化的互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物基料形式加入涂料中,大大改善涂料體系的性能和使用壽命,特別是在對紫外線的穩(wěn)定性 、耐熱、耐化學(xué)品性和耐磨性方面.此外,超支鏈聚合物和樹枝狀體、基于納米技術(shù)的涂料和智能型涂料也是涂 料新技術(shù)的佼佼者。
2 有機—無機雜化技術(shù)
以有機—無機雜化技術(shù)而發(fā)展的涂料品種有:新一代氣干型碳—硅氧烷雜化體,如環(huán)氧聚硅氧烷、硅氧烷—丙烯酸類、滲硅乳膠等,均具有突出的耐久性,且已商品化,其中最負盛名的當(dāng)推工程性環(huán)氧聚硅氧烷涂料,用 于重防腐蝕涂料體系中,不同于有機/無機富鋅涂料、環(huán)氧中間層和聚氨酯面漆3道系統(tǒng),而是有機/無機富鋅底漆和環(huán)氧聚硅氧烷面漆2道系統(tǒng),性能優(yōu)于前者,且低VOC,減少了對環(huán)境的污染;而由雜化技術(shù)開發(fā)的乳液體 系采用內(nèi)核殼乳化和外乳化方法制成,原料采用丙烯酸和醇酸,這種氣干型水性雜化乳液具有丙烯酸乳液和醇酸乳液的雙重優(yōu)點,可用于建筑領(lǐng)域,具有優(yōu)異的性能,如光澤、流動和流平性、可涂刷性、潤濕性等,它既有溶 劑型醇酸涂料的施工便利性,同時又具有丙烯酸分散體的干燥速率、耐久性、不泛黃性和水解穩(wěn)定性,不含成膜 助劑,無VOC,不含烷基苯氧乙烯/壬基苯氧乙基,實際無氣味,這種乳液符合最新的歐洲共同體環(huán)境指令因而 在歐洲很流行。滲硅乳液也是雜化乳液的一種,系將乙烯化硅氧烷或其衍生物與丙烯酸單體共聚制成,用于滲透 混凝土/磚石的封閉底漆以及硅酸鹽涂料,這種乳液可與丙烯酸乳液拼混制得外墻用長壽命硅酸鹽涂料,它有8年 的耐久性,極佳的抗沾污性,耐風(fēng)吹雨打而不犧牲呼吸性。將憎水性聚硅氧烷齊聚物混入乳膠漆用于建筑物外墻 面,具有出色的水珠效應(yīng)。環(huán)氧聚硅氧烷涂料具有優(yōu)異的耐沾污性,可作為無有機錫的自拋光涂料,并在無毒防污漆市場上占有優(yōu)勢地位。