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聚氨酯涂料需求增长 技术创新带动行业发展

发布时间:2020-06-16 浏览次数:0

      聚氨酯涂料是20世纪60年代开始兴起的一种涂料技术,是目前较常见的一类涂料,可以分为双组分聚氨酯涂料和单组分聚氨酯涂料。双组分聚氨酯涂料一般是由异氰酸酯预聚物(也叫低分子氨基甲酸酯聚合物)和含羟基树脂两部分组成,通常称为固化剂组分和主剂组分。这一类涂料的品种很多,应用范围也很广,根据含羟基组分的不同可分为丙烯酸聚氨酯、醇酸聚氨酯、聚酯聚氨酯、聚醚聚氨酯、环氧聚氨酯等品种。是目前很有发展前途的一类涂料品种。 
  我国聚氨酯涂料从60年代中期开发到1978年产量仅699吨,80年代以后我国的聚氨酯涂料发展迅速,1997年,我国的聚氨酯涂料已达 3.41万吨,占涂料总量的2.53%;2009年,木器涂料产量为74万吨。其中,聚氨酯涂料比例高,约为70%。因为聚氨酯涂料具有非常多的优异特 点,所以被广泛的用于各行各业,例如:国防、航空、交通、家用电器、仪器仪表、木器家俱、防水材料、皮革制品、玻璃及塑料制品等多个领域。
  聚氨酯涂料需求增长 技术创新带动行业发展
  产品创新与推广相辅相成
  随着我国各行各业的飞速发展,聚氨酯涂料也得到了较大的发展。目前,作为新型绿色能源,风力发电无疑是近年来全球能源市场中的热点。风电在中国发展迅速,由此带动的相关产业也迅速升温。跨国涂料供应商仍然占据国内风电叶片涂料市场的主导地位,大量的国内涂料企业也 已经开展研发工作,并且取得了明显的进展,有的国内企业已经在市场上占有一席之地。近日,PPG针对风力发电机叶片保护涂料领域推出了超强耐候、高耐侵 蚀、高韧性、轻质以及低表面能的新型聚氨酯涂料系统。据了解,PPG工业集团结合自身100多年的涂料技术及其在航空与重防腐涂料的技术,为配合和协助各 大整机企业和叶片制造企业生产的叶片,推出的新型聚氨酯涂料系统为:AUE50000抗蚀耐候风力叶片专用涂料(面漆)以及HSP7401抗蚀耐候风 力叶片专用涂料(底漆)。
  这一聚氨酯涂料系统充分考虑了大型叶片对于使用过程中的苛刻条件以及重量等方面要求。在耐候性、耐侵蚀性、系统的油漆使用量以及低温状态下 的柔韧性方面都具有非常突出的性能,特别是抗雨蚀性能,满足目前叶片制造企业高的技术要求。而且此聚氨酯系统具有长的可复涂间隔,只要表面没有污 染物,可以直接进行修补复涂,同样可以得到附着力的优质。
  为了加快聚氨酯涂料新技术的推广应用,并使其进一步完善、提高。从全社会的角度来看,生产企业应采取以下几个方面的措施:加大对聚氨酯涂料 的宣传力度,宣传其性能和施工安全的重要意义;宣传聚氨酯涂料对施工质量、加快施工进度、降低工程成本的综合效益,使广大的建设单位、施工单位了解聚 氨酯涂料技术进步的情况,从而达到积极选用聚氨酯涂料的目的。虽然,近两年聚氨酯涂料在我国的推广取得了不错的成就,但也应该看到,还有不少领域属于空 白,有待企业继续努力,进一步开发和推广应用。近年绿色环保政策的推进以及人们环保观念的提高,使得水性聚氨酯涂料研究已成为行业热议话题热,许多研究学 者对此进行了深入研究。水性聚氨酯涂料将成为未来涂料产业发展趋势,而水性聚氨酯涂料也将为聚醚应用PU水性涂料将为聚醚应用带来新需求。
  聚氨酯涂料水性化进程还需加速
  去年我国水性聚氨酯涂料消费量达到万吨规模,其巨大的市场潜力吸引了众多国内外涂料企业进入此领域。专家认为,我国水性聚氨酯涂料市场前景看好,但技术水平需不断提升,其关键是水性树脂结 构设计与合成技术。今后应充分利用聚氨酯分子的可设计性,结合合成与交联新技术,在链上引入特殊功能结构如含氟、硅聚合物链,提升涂膜表面性能、耐高温 性、耐水性等;开展双组分涂料与高固含量聚氨酯研究,降低成本,使其性能达到甚至超过传统溶剂型涂料。由于我国消费者生活习惯与国外存在差异,水性聚氨酯 木器涂料推广受到一定限制,消费者不必过分强调漆膜丰满度与厚度,能确保环境效应好、木器使用不变形即可。目前水性聚氨酯涂料尚存不足之处,主要体现在耐 水性上,某些施工与应用环节也不甚理想。如双组分水性聚氨酯涂料干燥速度慢,与水反应产生的CO2易残留涂膜中,可增大铁质基材体系的表面张力,对基材与 颜料润湿性较差等。此外,其价格相对昂贵,发展还受原材料及助剂的限制。目前国内市场处于启动阶段,尚未真正形成规模,聚氨酯涂料水性化进程还需加速。
  另外,水性聚氨酯涂料因其在运输、储存、应用上的许多优点而备受关注,经过多年的发展,其制备技术已日趋完善,随着产品性能的提高,已经在 许多领域中得到了应用,并显示出巨大的社会效益和经济效益。但是水性聚氨酯涂料属技术和知识密集型产品,制备难度大,生产成本高,要想真正取代溶剂型聚氨 酯涂料,小编有如下建议:
  1.研究新的改性原料和方法,提高水性聚氨酯涂料的耐水性、硬度和光泽。水性聚氨酯涂料在耐水性、硬度和光泽等方面较溶剂型聚氨酯涂料有很 大差距,难以满足要求,这不仅丧失对基材的保护作用,还影响涂料的装饰性能。因此研究新的改性原料和方法是水性聚氨酯涂料的主要发展趋势。
  2.加大新型添加剂的开发力度。许多功能性水性聚氨酯涂料都是通过在水性聚氨酯中加入功能性添加剂制备而成。只有加大对新型功能性添加剂的开发力度,才能制备出功能各异的水性聚氨酯涂料,满足人们对涂料越来越高的要求。
  3.加强对成膜机理的研究。功能性水性聚氨酯涂料由于以水为分散介质并加入了各种功能性添加剂其成膜机理比溶剂型涂料更加复杂,需要进一步的加强研究,以便为产品的生产提供理论支持。
  由此可见,聚氨酯涂料在我国国民经济各个领域正发挥着极大的作用。我们有理由相信,通过涂料行业科技人员的不懈努力,聚氨酯涂料将会在我国社会主义建设事业中发挥出越来越重要的作用。

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  近些年来,地坪涂装在我国逐渐兴起,由于必须由专业人员涂装施工,一开始人们总是要求地坪涂料生产厂家配套提供施工服务,以完成工程的方式解决需求。但是,随着地坪涂装市场的快速发展,人们越来越多地了解了这种涂料及其涂装工艺,开始希望对地坪涂装进行DIY,这就对地坪涂料提出了方便施工的现实要求。方便型地坪涂料就是在这种市场氛围中应运而生的,并经多年的实际应用和改进完善,日趋成熟。    环氧涂料和聚氨酯涂料具有高强度、高耐磨等机械性能,可以满足地坪的机械性能要求。在含-NCO组分过量的前提下,双组分聚氨酯涂料的配漆比例可以比较宽泛,施工使用时,极为方便[1]。同时如果采用合适的聚氨酯预聚物作为固化剂,则可以单组分潮气固化,单独使用,所以很适合制作方便型地坪涂料。试验选择中高分子质量的环氧树脂制备主漆,自制聚醚预聚物作固化剂,制作的方便型地坪涂料结合了环氧树脂高强度和耐碱性优异的特点,较好地满足了地坪涂装的要求。满足了客户在购买地坪涂料后,自行组织施工,自己完成地坪涂装作业的新要求。    1制备部分    1.1主要原料    甲苯二异氰酸酯(TDI),工业品,BASF;二丁基二月桂酸锡,化学纯,上海上浦化工;聚醚二元醇,工业品,国产;环氧树脂(中高相对分子质量),固体,国产;二甲苯,无水(重蒸),自制;丙酮,分析纯,天津市化学试剂六厂;KH-550,分析纯,盖县化工厂;聚四氟乙烯(800目),国产;氧化铬(600目),国产;等等。    1.2生产设备    3000L不锈钢反应釜、80L立式砂磨机、篮式砂磨机、高速分散机等。    1.3涂料生产    1.3.1环氧树脂主漆    将适量二甲苯等溶剂加入到树脂溶解釜中加热,开动搅拌,分批加入环氧树脂,直到树脂全部溶解。溶解好的环氧树脂中加入氧化铬绿、石英粉等颜填料;加入分散剂、抗划伤剂等助剂;高速分散机预分散后,经砂磨机研磨至细度合格;补加其他原料,分散均匀,作为主漆,检测待用。环氧树脂主漆技术指标见表1。  表1环氧树脂主漆技术指标    ﹡注:*指加涂聚氨酯预聚物固化剂罩光后的复合涂层    1.3.2聚氨酯预聚物固化剂    将无水(重蒸)二甲苯、TDI按配方比例分别加入不锈钢反应釜,搅拌加热,在50~60℃分别分批加入聚醚等多元醇反应3h,升温至70~80℃保温反应3h。取样检测合格后,作为固化剂待用。技术指标见表2。  表2聚氨酯预聚物固化剂技术指标 2应用部分[2]    2.1地坪涂装    (1)基面处理:打磨、清理基面,要求基面干燥、洁净。    (2)底涂层:用聚氨酯预聚物固化剂作底漆滚涂打底,要求均匀成膜、无漏涂。参考用量约0.15kg/m2。    (3)砂浆层:用聚氨酯预聚物固化剂调配1~3倍石英砂,刮涂砂浆,施工到所需要厚度。参考用量:0.6kg/(m2·mm)。    (4)腻子层:聚氨酯预聚物固化剂加少量环氧树脂主漆(环氧树脂主漆起着色作用,按质量计,少于聚氨酯预聚物固化剂的任意用量均可),调配1~2倍石英粉刮涂腻子,封闭密实、打磨平整;参考用量约0.1kg/m2(一遍)。    (5)面涂层:聚氨酯预聚物固化剂加较多环氧树脂主漆(按质量计,0.8~1.0倍于聚氨酯预聚物固化剂的用量即可,不需准确计量),作为面漆,滚涂1~2遍或喷涂一遍;参考用量约0.12kg/m2(滚涂一遍)。    (6)罩光层(必须使用):用聚氨酯预聚物固化剂直接滚(或喷、刷)涂1~2遍;参考用量约0.10kg/m2(滚涂一遍)。    (7)养护:自然养护固化2d即可投入使用。    2.2涂装效果    2.2.1装饰效果    罩光之前的涂膜光泽较低,有滚涂施工的痕迹。但是,罩光后颜色会均匀一致,无施工接痕。由于聚氨酯预聚物固化剂湿固化成膜后,涂膜光泽很高,达到98%以上,所以,终地坪外观丰满光亮,装饰效果很好.    2.2.2涂膜性能(见表3)  表3方便型地坪涂料涂膜性能检测结果  ﹡注:*指加涂聚氨酯预聚物固化剂罩光后的复合涂层    3结果与讨论    3.1用料简单    地坪涂料的底中面漆,作用各不相同,功能性很强。底漆需要很强的渗透性,来与混凝土等基面的充分附着;中涂要求好的流展性和强韧性,提供良好的施工性和抗裂等性能;面漆则注重耐磨和其他功能。目前常用的地坪涂料,主要以双组分交联固化的涂料品种为主,比如市面上流行的环氧地坪涂料和聚氨酯地坪涂料等都是双组分涂料。这些地坪涂料在同一工程项目中,底、中、面漆缺一不可,各自两个组分还要准确计量才能调配成漆,使用多为不便,工程中用错、配错涂料的情况时有发生。    从上述地坪涂装工序可以看出,方便型地坪涂料在整个涂装过程中,只使用了一个品种(两个组分)的涂料。用固化剂作底漆;用固化剂配石英砂刮涂砂浆中涂;用固化剂加少量主漆着色,加入石英粉批腻子层;用固化剂和主漆混合配成面漆;后单纯用固化剂直接罩光。整个过程用了一种涂料,用料非常简单。    3.2配比宽泛    方便型地坪涂料中,聚氨酯预聚物固化剂本身是一种性能优良的湿固化单组分清漆,自身可以固化成膜,形成很高的强度。所以,在配制腻子时,为了着色加入少量主漆,加量的多少不会对固化和强度产生负面影响,无须准确计量。同样,在配制面漆时,主漆用量只要不超量,即等于或小于规定用量(本产品质量配比为1∶1),保持n(-NCO)/n(-OH)>1即可。配比宽泛,很容易操作。    3.3施工环境条件要求相对宽松    方便型地坪涂料中,聚氨酯预聚物固化剂本身是一种性能优良的湿固化单组分清漆,它需要和空气中的水分反应,交联固化。使用时,施工环境空气相对湿度的大小,对其影响较小。特别是,高湿度不会对其固化成膜和罩光层的光泽产生不良影响,不会像环氧地坪涂料那样,施工环境相对湿度大于85%时,涂膜表面就会发黏、失光,导致工程质量不合格。另外,环氧地坪涂料一般要求在10℃以上施工,温度再低,则不能充分固化,涂膜机械性能下降,严重影响使用性能。而本聚氨酯预聚物固化剂只要在0℃以上都可以充分固化,其固化温度较低,可以在冬季气温较低时使用。可见方便型地坪涂料对施工环境温度和湿度的要求,相对于普通环氧地坪涂料要宽松很多。    3.4性能优良    由表3可见,方便型地坪涂料的涂膜铅笔硬度可以达到4H这一很高的指标,作为地坪涂料可以提供很好的耐磨性和抗划伤性能。同时由于在施工工艺中设计了罩光层,使得终涂层外观更加均匀美观,能很好地满足客户对外观装饰效果的要求。    4结论    利用聚氨酯预聚物的特殊性能,生产了方便型地坪涂料。其性能优良,施工方便,较好地降低了地坪涂装施工的要求,是一种能够地满足用户需求的地坪涂料。 复合型塑胶跑道 环氧止滑车道专用地坪 强化耐磨地坪 环氧树脂防静电地坪 耐磨地面 固化地面 球场施工 学校运动硅PU地坪 环氧地坪漆 环氧自流平