水性聚氨酯樹脂的生產和應用狀況
現在隨著人類生存環境的惡化,減少環境污染、保護生態環境已經成為全球共同關注的問題。各國關于環境保護方面的法律法規越來越嚴格。在涂料行業,不論在生產還是應用上都存在污染問題。推廣使用水性涂料是解決這一問題的最佳途徑之一,水性聚氨酯樹脂作為水性涂料的主要原材料,其水性化的進程更是決定了水性涂料的發展速度。
水性樹脂開發市場面臨的問題
一、樹脂水性化是涂料發展的必然趨勢
原材料上漲:這幾年,原油價格攀升已經使得溶劑型涂料企業的生產成本不斷增加,越來越接近水性漆的成本,有的甚至超過水性涂料的成本,且目前這種趨勢仍在持續,越來越多的制漆企業開始采用水性聚氨酯樹脂產品。
環保和安全性:溶劑型產品存在著環保和安全性問題,有毒、有害、易燃、易爆、危害健康,污染環境,易引起火災等,而水性產品則不存在以上問題。
國情:目前中國經濟高速發展,需求旺盛,加上的低廉的勞動力成本,吸引了大量世界級的企業來華投資建廠,被譽為世界加工廠。出口產品的環保要求給水性漆的應用創造了平臺。
水性聚氨酯樹脂水性化是涂料發展的必然趨勢
國際形勢:在歐美日等發達國家,水性樹脂的比例要高于溶劑型,工業涂料而且水性比例越來越大。國內目前是以溶劑型為主,在工業涂料上,水性工業涂料還只占11%左右。發達國家的今天就是我們國家發展的方向,所以水性涂料是必然要成為涂料主角的。
涂裝設備的發展:國內涂裝設備廠已具備了適合各種水性漆涂裝方式的設備,很多在原有的溶劑型設備稍做改動即可。水性涂料的涂裝設備越來越普及,很多用漆廠家在設計新的涂裝設備時,基本上都考慮到對水性涂料的適用性。
樹脂水性化是涂料發展的必然趨勢
技術進步給水性樹脂的發展提供保證,在歐美等發達國家水性涂料已經很普及,其水性化技術已經比較成熟,國內水性樹脂的起步較晚,但最近幾年發展較快,經過近幾年的積累,與國外的技術差距也在不斷縮短。
二、各種樹脂水性化及其應用狀況
水性丙烯酸樹脂:
依據水性化方式不同分為乳液聚合丙烯酸樹脂和溶液聚合樹脂,這類水性樹脂是目前水性樹脂中產量最大,應用最廣的一類樹脂
乳液聚合:利用乳化劑的乳化作用,在水中引發聚合的高分子乳液,主要應用在內外墻漆,木器漆、塑膠漆和其它工業防腐漆及面漆,如卷材涂料等。
應用特點:抗流掛性好,干燥快,光澤、豐滿度差,施工易產生氣泡。
溶液聚合:在溶劑中引發聚合成高分子聚合物。通過在分子中引入大量親水單體中和成鹽后分散于水中,主要用來制作氨基烤漆,也有一些自干品種應用在木器和紙張上光等。
應用特點:透明水溶性溶液,水稀釋黏度不易下降施工固含底
水性醇酸和環氧酯樹脂
關于這類樹脂的技術情況,本次研討會另有專題講座,這里主要談一下其特點及應用情況,按自干體系和烘烤體系分別介紹。
自干體系:水性防腐涂料中已有廣泛應用,如在汽車底盤、鋼結構等行業的應用已相當成熟。,
特點:跟溶劑型對比干燥較慢,由于中和劑的阻聚作用使氧化交聯并不是很有效。目前國內自干醇酸和環氧酯應用很多都是在80-100℃烘烤。
烘烤體系:此類樹脂用于烘烤涂料,彌補了自干交聯不足的缺陷,可以用在各類金屬防護和裝飾。
特點:由于此類體系分子中含有油,對顏料的潤濕性好,漆膜具有優異的光澤和豐滿度,成本底。
水性飽和聚酯樹脂
此類樹脂亦是通過成鹽機理水性化,應用在高檔氨基烤漆及卷材涂料
特點:該類樹脂特點漆膜具有極佳的硬度和加工性能,優異的耐侯性和防腐性能,這類產品現已批量生產,在氨基烤漆(靜電噴涂)和卷材涂料上均有應用
水性環氧樹脂
其水性化方式有三種:外加乳化劑、利用胺固化劑乳化環氧主體樹脂,在環氧分子上引入親水基團。國外的此類樹脂幾年前就在國內推廣,但在干燥時間和最終性能上還有差距。最近幾年國內有幾家專業生產水性環氧的企業,在雙組分環氧防腐涂料應用已經具有相當的規模。
國內涂料市場水性化進程
防腐涂料
國內工業涂料行業水性化比較早的是一些輕防腐涂料,如汽車底盤(車橋、車架、水箱、油箱等)和鋼結構等行業,在這些行業已經有了近十年的應用,包括噴涂和浸涂,這些行業的水性化已經相當普遍,技術也日趨成熟。應用的涂料主要是采用水性醇酸和環氧酯樹脂,這主要是由于該類水性樹脂中含有較多極性基團,使其在防腐方面表現出更優異的性能。
裝飾性涂料
早期的水性涂料光澤和豐滿度跟溶劑型產品相差較多,水性涂料更多應用在底涂上,隨著水性樹脂技術和涂料應用技術的不斷完善,一些廠家生產水性裝飾涂料已經接近或達到溶劑型涂料水平。
汽車面漆涂料等高檔涂料的水性化
汽車涂裝的水性化是從底漆開始的,現國內汽車底涂的水性化已很普遍。在面漆的涂裝方面,歐美等發達國家早已有成熟生產線在應用。這一類涂料樹脂主要由一些大型涂料企業在做專項開發。
水性樹脂開發市場面臨的問題
水性涂料經過近十多年的發展,雖然從樹脂技術到涂料應用和施工的技術都有很大進步,水性涂料的市場份額也在不斷增加,但跟發達國家比,跟日益增強的環保意識比,其占整個工業涂料行業的比例還是相對較少,當然這里有很多方面的原因,這里只從技術角度闡述一下開發市場需要解決的問題:
樹脂應用技術服務問題
由于水性涂料配方設計較溶劑型配方復雜,為防止涂料配方工程師由于樹脂使用方法和配方設計問題,對水性樹脂和水性涂料的否定,樹脂生產廠家必須對水性樹脂的涂料應用技術投入一定的精力,細致、全面指導涂料廠家開發出更多更好的水性涂料。
施工技術服務問題
水性涂料的施工參數與溶劑型涂料比亦有很大差距,所以涂料廠家往往需要更多施工方面的服務,盡量克服水性涂料在施工過程中易出現的問題如流掛問題、瀑泡問題等。
隨著水性技術的不斷進步,生產設備及工藝的不斷完善及人們意識的改變,可以預測在不久的將來水性涂料的市場一定會有很大的增長。
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