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聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯 ,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。聚氨酯材料,用途非常广,可以代替橡胶,塑料,尼龙等,用于机场,酒店,建材,汽车厂,煤矿厂,水泥厂,高级公寓,别墅,园林美化,彩石艺术,公园等。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅析水性聚氨酯涂料研究进展相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
随着人们环保、能源意识的增强,特别是各国环保法规对涂料体系中有机挥发物( VOC)含量的严格限制, 促进了水性涂料为代表的低污染型涂料的发展。水性涂料是以水为分散介质的一类涂料,具有不燃、无毒、不污染环境、节省能源和资源等优点。水性聚氨酯涂料将聚氨酯涂膜的硬度高、附着力强、耐磨蚀、耐溶剂性好等优点与水性涂料的低VO C含量相结合,且聚氨酯聚合物具有裁剪性,采用分子设计原理,结合新的合成和交联技术,能有效控制涂膜聚合物的组成和结构,使水性聚氨酯涂膜性能相当于甚至优于传统溶剂型涂料,成为发展最快的涂料品种之一。
1. 1水性聚氨酯分散体的合成
聚氨酯( PU )水分散体的制备多采用聚合物自乳化法,即在聚合物链上引入适量的亲水基团,在一定条件下自发分散形成乳液。根据扩链反应不同,自乳化法可分为: 丙酮法、熔融分散法、预聚体分散法和酮亚胺法等,其中丙酮法和预聚体分散法较为成熟。丙酮法的扩链反应在均相体系中进行, 易于控制,重复性好,乳液质量高,适应性强。但需回收丙酮溶剂,生产效率低、能耗大。预聚体分散法的扩链反应在非均相体系中进行,无需使用大量的有机溶剂,可制备有支化度的聚氨酯乳液。近年来聚氨酯水分散体的研究热点有: ( 1)以脂肪族异氰酸酯单体为原料,采用预聚物混合工艺,研究软段多元醇的分子量、亲水离子含量和聚氨酯预聚物分子量等对聚氨酯分散体的粒子结构、形态、稳定性和涂膜物理力学性能等的影响,在宏观物性上探讨聚氨酯水分散体的结构与性能的关系,在产品开发与应用方面作了大量工作; ( 2)系统研究扩链剂种类、扩链工艺、中和度、介质介电常数等对分散体形态和结构影响,研究分散体的流体力学行为,并采用热分析技术,研究分散体涂膜的降解动力学; ( 3)相继出现了采用软段离子化和离子化扩链剂等合成分散体的新方法,如魏欣[4 ]等采用含叔胺基聚醚合成系列聚氨酯离聚物, Wei等采用离子化的聚氧乙烯化胺( N PEO)制备以N PEO为内乳化剂的聚氨酯水分散体。水性聚氨酯分散体的制备工艺涉及到脲链段的生成,有机溶剂的大量消耗,特殊的封端反应, 过量的NCO基含量及特别的反应物(如离子型扩链剂) ,其共同缺点是合成工艺复杂,质量可控性差,因此,探索易于控制的水性聚氨酯分散体的合成方法成为该领域的研究热点。
2聚氨酯分散体涂料的改性研究
聚氨酯乳液的自增稠性差、固含量低、乳胶膜的耐水性差、耐溶剂性不良、硬度、表面光泽度低等,交联改性可以进一步提高聚氨酯水分散体涂料的机械性能和耐化学品性能。首先,通过选用多官能度的合成原材料如多元醇、多元胺扩链剂和多异氰酸酯交联剂等合成具有交联结构的水性聚氨酯分散体。其次,添加内交联剂,如碳化二亚胺、甲亚胺和氮杂环丙烷类化合物,在碱性条件下相当稳定,在聚氨酯乳液中能稳定存在,涂膜在干燥过程中由于水及中和剂的挥发,使得胶膜中的pH值下降,交联反应得以进行。另外热活化交联是由封端型异氰酸酯乳液与聚氨酯乳液混合形成稳定的单组分乳液,干燥后进行热处理能使高反应性的N CO基团再生,与聚氨酯分子所含的活性氢基团(如羟基、胺基、脲基、聚酯基)反应形成交联的涂膜。自动氧化交联的水性聚氨酯,是将含不饱和键的植物油或其脂肪酸引入其分子链中,由金属催干剂(如钴、锰、锆盐)来催化自交联,其原理与自干性醇酸相同。
复合改性也可提高聚氨酯乳液的性能,包括环氧树脂、有机硅和丙烯酸酯复合改性。许戈文等通过环氧改性水性聚氨酯,将环氧树脂较高的支化度引入到聚氨酯主链上,提高乳液涂膜的附着力、干燥速率、涂膜硬度和耐水性。王武生等采用氨基丙基三乙氧基硅烷与多异氰酸酯反应合成端硅氧烷聚氨酯预聚体,然后分散于水中,依靠硅氧烷水解缩合扩链交联制备交联水分散聚氨酯。研究发现这种硅氧烷封端的聚氨酯水分散体形成的涂膜具有优良的耐水性,其涂膜的硬度、抗拉强度随硅含量的增加而上升,具有优良的力学性能。丙烯酸酯改性聚氨酯乳液( PU A)可将聚氨酯的较高的拉伸强度和冲击强度、优异的柔性和耐磨损性能与丙烯酸树脂的良好附着力、较低的成本有机地结合,制备出高固含量、低成本的水性树脂,降低加工能耗。PUA乳液的制备方法较多,主要包括: 物理共混; 合成带C= C双键的不饱和氨基甲酸酯单体和丙烯酸酯单体共聚; 采用PU乳液作种子,进行种子乳液聚合;封端PU 乳液与含羟基的丙烯酸树脂乳液聚合; 也有采用接枝互穿网络( IPN )进行改性。新型的PUA复合乳液主要集中在有关PU A的互穿聚合物胶乳、核/壳乳液、超浓乳液、封端型乳液等的合成与性能研究,而该领域具有核壳结构微乳液的结构与性能关系的研究尤受重视。
双组分水性聚氨酯涂料由含有活泼异氰酸基团的固化剂组分和含有可与异氰酸基团反应的活泼氢(羟基)的水性多元醇组分组成,分述如下。
2. 1水性多元醇体系
水性双组分聚氨酯涂料的多元醇体系必须具有分散功能,能将憎水的多异氰酸酯体系很好地分散在水中,使得分散体粒径足够小,保证涂膜具有良好的性能。水性双组分聚氨酯涂料的多元醇有分散体型多元醇(粒径小于0. 08μm)和乳液型多元醇(粒径在0. 08 μm~ 0. 5μm之间) 。乳液型多元醇的制备采用乳液聚合技术,具有工艺简单、成本低的优点; 乳液型多元醇的分子量较高,对多异氰酸酯固化剂的分散能力较差; 为了改善涂膜的外观,必须采用亲水改性的多异氰酸酯固化剂,或采用高剪切力混合设备。
分散体型多元醇的制备一般是在有机溶剂中合成含有亲水离子或非离子链段的树脂,通过相转移将树脂熔体或溶液分散在水中得到。其优点为聚合物的分子量及其分子量分布易于控制。但分散体多元醇粘度较大,其施工固体含量较高,引入的亲水单体会降低双组分涂膜的耐水性。根据化学结构分散体型多元醇可分为:聚酯分散体多元醇,丙烯酸分散体多元醇和聚氨酯分散体多元醇。丙烯酸分散体多元醇具有较低的分子量,较高的羟基官能度,配制的涂膜交联密度较高,具有良好的耐溶剂性、耐化学品性和较好的耐侯性,但涂膜的干燥速度较慢。
聚酯分散体多元醇配制的双组分涂料具有良好的流动性,涂膜光泽较高,适用于配制高光色漆。其缺点是聚酯分子链的酯键易水解,聚合物链易产生断裂。将丙烯酸聚合物接枝到聚酯分子链上制备聚酯-丙烯酸复合分散体多元醇,可以提高聚酯链的耐水解性,该多元醇配制的双组分涂料将聚酯的软链段和丙烯酸树脂的硬链段结合在一起,有利于涂膜的硬度和柔韧性保持良好平衡。聚氨酯分散体多元醇配制的双组分涂料具有优异的物理力学性能和耐化学性能,而且可通过调整氨基甲酸酯键的浓度来裁剪涂膜性能。因此,聚氨酯多元醇分散体是理想的双组分聚氨酯涂料的羟基组分。
2. 2多异氰酸酯体系选择
用于双组分水性聚氨酯涂料体系的固化剂有: 亲水改性多异氰酸酯固化剂、低粘度多异氰酸酯固化剂和较难与水反应的固化剂。脂肪族异氰酸酯的二聚体和三聚体是聚氨酯涂料常用的固化剂,环状的三聚体具有稳定的六元环结构及较高的官能度, 粘度较低,易于分散,具有较好的涂膜性能; 缩二脲固化剂由于粘度较高,不易分散,较少直接应用于水性双组分聚氨酯涂料。
为了提高多异氰酸酯固化剂在水中的分散能力,常采用亲水基团对其进行改性。适合的亲水组分有离子型、非离子型或二者的结合,这些亲水组分与多异氰酸酯具有良好的相容性,作为内乳化剂帮助固化剂分散在水相中,降低混合剪切能耗。其缺点在于亲水改性消耗了固化剂的部分N CO 基,降低了固化剂的官能度,增加了体系的亲水性。第三类固化剂为叔异氰酸酯固化剂 ,如偏四甲基苯基二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物,其主要特点为固化剂的N CO基与水反应的速度非常慢,可制备无气泡涂膜,但其玻璃化温度高,需玻璃化温度较低和乳化能力较强的多元醇与其配制。
2. 3双组分水性聚氨酯涂料的成膜
水性双组分聚氨酯涂料的成膜初期为物理干燥成膜,随着水分的蒸发,分散体或乳液粒子凝聚, 聚合物链相互扩散和反应。影响因素有: 其一,水分的蒸发量, 蒸发量越大,物理成膜时间越长,水分的蒸发量由涂料的施工固含量决定; 同时,环境温度和湿度影响水分的蒸发速率。其二,多元醇和固化剂的粘弹性影响粒子的凝聚过程,粘弹性由聚合物的玻璃化温度、极性、分子量和溶剂或增塑剂含量决定。最后,聚合物粒子之间的排斥力,起稳定乳液粒子的作用,乳液粒子相互接触,必须克服粒子之间的排斥力。化学干燥过程比较复杂,涉及到固化剂的NCO 基与多元醇的羟基、水和稳定聚合物粒子的羧基等反应,反应速率取决于施工环境的温度、湿度、反应体系中催化剂含量和基团的反应活性等。
水性双组分聚氨酯涂料体系的固化反应可分为主反应和副反应,以丙烯酸分散体多元醇和亲水改性的多异氰酸酯固化剂组成的双组分水性聚氨酯体系为例,体系含有胺中和剂和羟基功能化的共溶剂,主反应为多元醇与固化剂反应形成氨基甲酸酯聚合物,副反应包括固化剂可能与共溶剂或中和剂的羟基、胺基、多元醇的羧基及水反应,如Fig. 1所示。
固化剂与水的副反应生成胺和二氧化碳,胺立即与N CO基反应形成脲,随着水分的蒸发和涂膜的形成,二氧化碳会溶解在涂膜中或以气体形式释放。多元醇的羧基与N CO基的反应生成酰胺,但反应速度较小;胺中和剂脱离涂膜后,羧基可能和羟基反应,该反应极大消除涂料体系的亲水性,改善涂膜的耐水性。采用FT-IR光谱或13 C-NMR光谱可以检测各反应之间的竞争。为了补充副反应消耗的N CO基,常采用过量的多异氰酸酯固化剂以保证涂膜优异性能。
施工环境和固化条件决定主反应和副反应程度。室温下水分的蒸发相对较快, 30 min内水分在涂膜中的浓度下降到2% ~ 3% ,最终的平衡浓度为1%左右。相对于水分的蒸发速率,涂膜的N CO基的降低速率较慢,室温下30min,只有6% 的NCO基参与反应, 24 h后参与反应的N CO基增大到90% , 完全反应需要几天。环境温度对干燥过程有重要作用,室温固化过程约有60% 的NCO基与水反应形成脲, 而130℃干燥30 min与水反应的N CO基含量降45低到10%。随着固化温度升高,生成氨基甲酸酯的含量越多,副反应程度越低。
2. 4水性双组分聚氨酯体系的缺陷
通常选择合适的水性多元醇和固化剂配制双组分水性聚氨酯涂料,其涂膜的光泽、硬度、耐化学性能及耐久性可与溶剂型双组分相当。但目前许多水性双组分聚氨酯涂料具有不同的缺陷,有的还严重限制了双组分涂料的应用,Tab. 1列出了双组分水性聚氨酯涂料的缺陷。水性涂料的主要缺陷在于厚膜中易形成气泡和微泡,这是喷涂过程中空气残留在涂膜中引起的。
水性双组分聚氨酯涂料更有可能形成气泡,因为涂膜形成过程中产生二氧化碳以及随涂膜粘度的增大二氧化碳会滞留在涂膜中所致; 二氧化碳的产生来源于NCO基与涂膜中水分的反应。Nabuurs研究发现,对于丙烯酸乳液多元醇,涂膜中二氧化碳气泡产生量主要取决于合成丙烯酸乳液的羧基单体类型、N CO /O H及涂膜中水分的含量。采用甲基丙烯酸或丙烯酸单体进行乳液聚合,总有部分羧基单体聚合形成羧酸聚合物溶解在水相中,与固化剂成膜时形成吸湿区,涂膜产生大量的二氧化碳气泡; 而采用丙烯酸U羧乙酯为羧基单体时,羧基单体结合到聚合物链上,涂膜中不存在吸湿区,因此能形成无泡涂膜。当然,二氧化碳气泡的消除和无缺陷涂膜的形成机理,还有待于进一步研究。
高性能与低VO C含量相结合的水性聚氨酯涂料具有广阔的应用前景。以脂肪族多异氰酸酯为交联剂的新型水性双组分聚氨酯涂料,涂膜干燥速度快,光泽高,外观好,具有良好的力学性能,耐化学品性能和耐侯性等, 其VO C含量相当于溶剂型双组分聚氨酯涂料的20% ,可取代溶剂型双组分聚氨酯涂料广泛应用于汽车面漆、汽车修补漆、木器涂料、皮革涂料。此外水性聚氨酯涂料还能应用于塑料涂料、工业涂料和腐蚀保护涂料,满足不同的性能要求。
随着对水性聚氨酯结构、性能、成膜过程的反应机理等进一步研究,结合新的水性多元醇聚合物的合成技术, 水性聚氨酯涂料将会变得方便施工,涂膜性能易于设计和优化,以满足特殊用途。水性聚氨酯涂料的研究方向为: 进一步完善和发展高性能无缺陷水性聚氨酯涂料体系; 依靠聚氨酯分子的可裁剪特性,在聚氨酯链上引入特殊功能的分子结构如含氟、含硅聚合物链,赋予聚氨酯涂膜多功能性; 进一步开拓水性聚氨酯涂料的应用领域,如水性双组分聚氨酯涂料可作为特殊柔软感涂料,其涂膜表面柔软无光,具有从橡胶到丝绒触感,应用于汽车内部塑料仪器表面的涂装。
其涂膜具有耐溶剂性、耐化学品性、耐清洁剂擦洗性,涂膜不必很硬,必须具有良好的柔韧性,低温弹性,对塑料具有良好的附着力。涂膜的耐化学性和柔软感取决于合适的亲水改性多异氰酸酯固化剂与高分子量的聚氨酯分散体和低分子量的聚脂-聚氨酯复合多元醇的复配。
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防火涂料是用于可燃性基材表面,能降低被涂材料表面的可燃性、阻滞火灾的迅速蔓延,用以提高被涂材料耐火极限的一种特种涂料。以下是读文网小编为大家精心准备的化工类论文范文:利用回收泡沫作为原料的防火涂料。内容仅供参考,欢迎阅读!
随着近年来我国经济的快速发展, 钢结构以其施工期短、自重轻、强度高等优点广泛的应用于建筑行业中。然而在火灾发生时,钢结构在高温下会失去力学强度而可能导致坍塌,所以相对于混凝土结构,钢结构的耐火性能较差。钢结构防火涂料可使发生火灾时钢结构的温度上升缓慢,为救援赢得宝的时间。
随着国家对环保要求越来越高,相应出来《新环保法》和"消费税",使得涂料行业的利润空间越来越小,如何降低涂料成本,是现涂料行业的共同难题, "泡沫"实质化学名称为发泡聚苯乙烯和可发性聚苯乙烯,简称为EPS,俗名为发泡胶(港澳名称),保利龙(台湾名称),泡沫(中国大陆名称),是由苯乙烯悬浮聚合,再加入发泡剂而制得。白色珠状颗粒,相对密度1.05。利用其热导率低,吸水件小,发泡性优异,耐冲击振动、隔热、隔音、防潮、减振,介电性能优良等优势。
因泡沫体积大、密度非常小,且耐候性非常好,长期置外,长年不会腐烂,导致泡沫垃圾处理起来非常麻烦,很多地方只能采用焚烧方法处理,这样给环境造成非常大的影响。为了减少对垃圾泡沫处理而造成对环境的污染, 本发明巧妙将其"发泡性优异"的性能应用于防火涂料中,利用垃圾泡沫为主要原材料,变废为宝,同时借用醇酸树脂进行韧性及附着力优化,从而形成了可发泡型的致密防火涂料保护膜。
本产品生产工艺简单,只需要将回收的泡沫采用苯类溶剂将其完全溶解后,采用过滤机过滤即可完成主体树脂原料的生产,再按照正常的防火涂料生产工艺进行"投料-分散--研磨-调色/调漆-包装"即可完成整个生产过程,通过对比试验测试,防火性能可达到2 小时以上,并且成本低,性能优异。
2.1 原料
回收泡沫: 回收各类包装材料所剩余下来的废弃聚苯乙烯发泡泡沫; 中油醇酸树脂(389-9 三木树脂); 氯化石蜡(52# 盐城双鸿化工);金红石钛白粉(940+ 镇江镇钛);三氧化二锑( 高纯型三氧化二锑娄底华星锑业);氢氧化铝( 合肥中科阻燃);聚磷酸胺( 晨旭化工);季戊四醇( 安徽金禾实业);三聚氰胺( 吴江永和精细化工);有机膨润土(SD-2浙江丰虹);催干剂(CQ-90 上海陶源);防结皮剂( 甲乙酮肟上海陶源);有机溶剂是二甲苯、甲苯、丁酯、乙酯、正丁醇按等比例混合而成。
2.2 试验配方
2.3 防火涂料制备
(1)取一定量混合溶剂,将回收泡沫溶解成50%(w/w) 的溶液;
(2)加入醇酸树脂和氯化石蜡树脂,边搅拌边加入分散剂,搅拌均匀;
(3)边搅拌边加入钛白粉、三氧化二锑、氢氧化铝、聚磷酸胺、季戊四醇、三聚氰胺、有机膨润土,再采用1200 ~ 1800 转/ 分高速分散15 ~ 20 分钟;
(4)采用卧式砂磨机研磨至细度达到30 ~ 35 微米;
(5)加入防结皮剂、催干剂和余下的混合溶剂,采用300 ~500 转/ 分搅拌均匀即可。
2.4 防火涂料耐火性能样板制备
(1) 钢板选择: 钢板采用Q235 钢材作为底材, 尺寸为150mm*75mm*1mm;
(2)底材处理:先采用溶剂将表面进行清洗干净,然后采用0# 砂纸进行打磨处理,确保钢材表面彻底清除干净;
(3)按规定将5 个样品采用混合溶剂按照油漆:混合溶剂=1:0.1-0.2(重量比)进行稀释;
(4)采用刷涂的方式进行涂装,防火涂料干膜厚度控制在4-5mm,室温条件下养护7d 后进行防火性能测试;1.4.5:物理性能测试板,采用马口铁片喷涂的方式制板,漆膜厚度控制在20-30 微米,室温条件下养护2d 后进行测试;
2.5 性能测试
(1) 测试项目检测方法: 漆膜总厚度依照GB/T13452.2-2008, 干燥时间依照GB/T1728-1979(1989), 附着力依照GB/T1720-1979(1989),光泽依照GB/T9754-1988,耐冲击依照GB/T1732 -1993, 韧性依照GB/T11185 -2009, 防火性能依照GB12441-2005
3.1 检测结果
3.2 配方设计分析
(1)回收泡沫的量越大,相当与醇酸树脂的比例越大时,漆膜干性越快,但韧性和冲击相应变差一些;但对耐火性能影响不大;
(2)通过对阻燃剂的成分的比例调整,只要在控制的比例范围之内,对耐火性能影响不大;
(3)其配方中设计到的各种原材料,只需要产品类型一致,可以采用不同公司的不同品牌的产品进行替代,对综合性能影响根据实际情况而定;
3.3 结果讨论
(1) 回收泡沫因为通过回收时会对其清洁度有所影响,所以溶解完成后需要采用过滤机进行过滤,确保溶解后的苯乙烯溶液清澈透明,从而不会影响到漆膜的外观及颜色;
(2)回收泡沫在溶解的过程中,只会因固含越高越难溶解,建议回收泡沫的固含控制在15-20%,这样以便于生产操作;
(3)通过试验来分析,涂料行业变废为宝的可能性是完全可以实现的,这样既降低了涂料成本的同时,也减少了对环境的污染,并且制作出来的涂料综合性能均非常优异,防火性能非常优异;
本文主要描述了一种利用回收泡沫作为主要原材料制成的防火涂料的方法,将变废为宝,在减少对环境污染的同时,大大降低了成本,通过成本核算,实施例1-实施例5 原材料成本可以控制在10 元/KG 以内。此产品本人于2012 年10 月26 日向国家专利总局申请,于2014 年12 月9 日授权通知,专利号为:CN102876210A。本产品从申请专利之日开始,就已经转化成实际产品投入生产,到目前为止,量产时间已经超过2 年,原厂家(江苏华夏制漆科技有限公司)通过多种途径进行泡沫的回收, 据不完全统计, 通过各种途径回收泡沫已经达到近3000KG,生产防火涂料近50000KG,创造产品价值25 万左右。
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防污闪涂料在恶劣气象条件下(如:雾、露、毛毛雨等),沿着潮湿的绝缘子表面会发生闪络,造成电力系统污闪事故。污闪威胁着电力系统的安全稳定运行,轻者影响局部供电,重者会对电网造成影响,甚至使整个电网产生裂解。污闪的发生对供电系统的影响给国民经济造成了巨大的损失。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅析防污闪涂料在工业用户变电所的应用相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
近年来,随着工农业生产的迅速发展,大气环境带来严重的工业污染,使原本远离污染源的变电站也受到严重影响,对变电站的安全运行已构成了严重威胁。电网防污闪是电力系统常抓不懈的重点工作之一经过几年的努力,总结出了一套在变电站防污闪防治措施,减少了电网停电时间。提高了设备的安全运行。
污闪易导致大面积长时间停电,是威胁电网安全稳定运行的主要故障形式之一,在经济快速发展的今天,工业和基础建设所造成的污秽物也随建设而增加,电网中电瓷外绝缘表面变电站中发生污闪事故的几率也越来越大,提高变电站防污闪能力,防止污闪事故的发生是一项很重要的工作。
设备绝缘子的污闪是由于其表面积污,在特定大气条件下,使绝缘子绝缘性能下降,从而在正常工作电压下而发生的绝缘击穿,其大致过程为:绝缘子表面积累积污垢;绝缘子表面积污垢湿润使绝缘下降;绝缘子表面局部点弧形成;由局部电弧形成发展到两极击穿。大部分污物在干燥状态下绝缘是情况是较好的,对击穿的影响不大,在大雾、凝露、小雨、雨夹雪时使污垢受潮才会引起污闪。另外,不同类型、不同质量的绝缘子防污闪的效果也不尽相同。
喷涂RTV长效防污闪涂料;RTV防污闪涂料是一种性能优异的新产品,固化后涂层内部结构理想,填料颗粒分布均匀,憎水基因迁移通畅,涂层表面光洁度好,具有卓越的憎水性,憎水迁移性,良好的自洁性和抗电蚀性,极大提高了RTV的防污闪性能。该涂料是由硅橡胶、填充剂、添加剂等经化学和物理反应后改性制成,防污涂料的憎水性使绝缘子也具有了憎水性,从而提高了其防污能力,由于防污涂料的憎水性,当有雨水或露珠时会形成水珠自动滚落,而不会形成水涟或水膜,另外,由于防污涂料的憎水迁移性,当有污物落到涂层上后,也不会被离子化,而是随水珠一起滚落,从而提高了绝缘子的防污能力。
通过对普通绝缘子涂防污涂料,使普通绝缘子具有了合成绝缘子相似的特性,使它使用起来更方便,适应性更强,通过对使用防污涂料变电站的调查,不仅能防污而且能减少检修和清扫的次数(一般暂定八年)。喷涂PRTV长效防污闪涂料;PRTV超长效防污闪涂料通过选用进口原料和引进先进生产工艺,把氟材料和纳米材料有机的结合并复合到硅橡胶体中,使固化后的涂层除具备了优良的憎水性和憎水迁移性,突出增强了抗电蚀性,机械强度,抗自然老化功能,最大限度的延长了涂料的使用寿命。
其性能及使用效果如下:
(1)大幅度提高电力输变电设备外绝缘污闪电压,污闪电压可提高到200%,保障电力设备运行安全。
(2)涂料具有憎水性及独特的惜水性迁移特性,即憎水性可迁移至污秽层表面,在恶劣天气(雨、雾露、毛毛雨)涂层成表面不形连续水膜。
(3)在设备正常使用情况下,电力外绝缘设各可以免清扫维护,节约大量清扫外绝缘设备的人力,物力,(一般暂定二十年以上)。
(4)涂料表面具有憎水性,因而有效的防止水泥及化工污秽在其表面结垢。
(5)绝缘性能优异,附着力强,寿命长,耐电蚀,耐老化,并具有防覆冰效果及优越的耐候性。
采用人工清扫措施;清扫方式;人工清扫的主要方式为水冲洗或酒精擦拭,在停止供电的情况下,由专业清扫队伍对外部绝缘瓷瓶进行水冲洗,所采用的水为绝缘水,由专业清洗车运输,通过高压水枪对绝缘瓷瓶进行冲洗。优缺点;人工清洗具有停电时间短,清洗速度较快的特点,不影响企业的正常生产。但是,此种清洗方式有较大的局限性。清洗不彻底;采用人工清洗,虽能在较短时间内完成设备清扫,但是由于空间的局限性,无法做到360度无死角清扫,虽然在短时间内可以保证设备的清洁性,保证设备的绝缘水平,但是只是阶段性的效果。耗费人工较多;因主要清洗方式为高压水喷清洗,整个操作过程需要多人进行操作,造成人工耗时较大。准备时间较长;具备相关设备的维护单位比较少,需要提前预约甚至从外地寻找维护单位,无法再短时间内赶赴现场进行工作,不能及时排除污闪隐患。
采用RTV防闪涂料每公斤240元,220kV变电站约需该涂料3200公斤。采用PRTV防闪涂料每公斤260元,220kV变电站约需该涂料3600公斤。人工清扫;变电所采取人工清扫,通常采用酒精擦拭,以220kV变电所为例(下同)。220kV变电站大概用人工300工时,每工时按150元计算一个变电所将近花费5万元,高污染企业每年大概要清扫三至四次,轻度的也要最少一次。相对来说费工费力效果不明显也不长久,只是暂时性的清洁。
高压水冲洗;如用高压水清洗一座220kV变电站要花费10万元左右工时费,虽说高压清洗施工方便效率,但达不到一定的效果也只是保持短暂性的清洁。PRTV清扫;如果想达到长久效果保持相当的清洁,避免放电等事故的发生建议喷涂PRTV绝缘涂料,这种防护措施相比前两种有相当突出的效果。2014年四月份在连云港亚新钢铁有限公司采取喷涂PRTV涂料已安全运行八个多月效果得到业主的一致好评,虽说用此涂料比其他费用要高些,但使用效果比较安全长远,比如亚新钢铁2013年人工清扫与高压水清洗都没达到理想的效果,只是达到短暂的效果。2014年九月十号在连云港虹港石化有限公司110kV变电站采取喷涂也都得到客户的一致好评。
PRTV具有先进性;PRTV是在现有RTV涂料的基础上开发的,RTV涂料的优良防污闪性能已通过在大量重污区的使用得到验证。事实上,目前公认的做法是允许防污闪涂料替代两级爬距,简单的计算表明:三级爬距的瓷绝缘子与PRTV结合可以安全运行于五级污区,而现有标准规定的最高污级仅为四级,这是因绝缘子表面的积污存在饱和趋势,使得污染状况能够超过四级上限的污区很少。
PRTV具有持续性;PRTV的综合性能大大超过普通RTV涂料而达到甚至超过合成绝缘子高温硫化硅橡胶的性能,特别是具有不短于20年的憎水迁移性的持续性。含有先进材料;PRTV涂料中含有液态氟材料,提高了涂层的自洁性能。结合能力强;PRTV与瓷件及金属法兰的牢固、持久的附着力能够确保外界水分被阻挡在外,长期有效地减少事故并通过1700小时人工加速老化试验。
在经济迅速发展的今天,越来越多的企业用户规模扩大,对供电可靠些要求越来越高,许多用户由电网变电站直接出线供电,虽然提高了客户用电的经济性,但是却为电网安全运行埋下了隐患,以往只可能出现在公网中的污闪事故也逐渐在用户侧发生,这样的形势对防污闪工作的推进又提出了新的要求,在向用户推广新型防污闪材料的过程中,PRTV这种材料具有明显的优势。经过部分用户使用后情况来看,总的效果比较理想,现在许多输变电工程均采取此施工工艺,并达到了理想的效果。
【浅析防污闪涂料在工业用户变电所的应用论文】相关
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水性环氧底漆作为水性防腐涂料配套的底漆或中涂漆可作水线上的钢材、铝材、镀锌钢材及金属喷涂层表面的防锈底漆或中涂漆。可与水性环氧面漆配合使用。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈铝合金和镁铝合金基材用水性环氧底漆的开发相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
随着我国工业化进程的加快,环境污染问题日益严重,人们的环保意识也逐渐增强,加上近期的溶剂税相关法案的出台,传统溶剂型涂料面临着严峻的挑战,而水性涂料以其低VOC 和环境友好等优点正进入一个高速发展的阶段。
铝合金和镁铝合金以其高强度、低密度和可塑性强等优点,被广泛用于航空航天、汽车以及一些特殊工件上。水性环氧具有环境友好、优秀的附着力和耐化学品性能,已被开发用于铝合金和镁铝合金的表面防护。
本研究探讨了以水性环氧乳液、水性环氧固化剂、颜填料以及助剂等制作了一款适合用在铝合金和镁铝合金基材上的水性环氧底漆。
1.1 原料
水性环氧固化剂:湛新公司;水性环氧乳液:国产;丙二醇甲醚:市售;氧化铁红:新乡;滑石粉:广福建材;磷酸锌:广西新晶;云母粉:滁州格锐。分散剂:迪高;基材润湿剂:毕克化学;消泡剂:迪高;防闪锈剂:海明斯;杀菌剂:国产;去离子水:自制。
1.2 基础配方
根据实验室性能检测数据,结合模拟施工,确定的基础配方。
1.3 涂料制备
将去离子水、分散剂以及消泡剂按顺序加入到研磨机中,分散均匀后加入水性环氧固化剂,再加入滑石粉、磷酸锌、云母粉、钛白粉和氧化铁红,待充分分散后研磨至细度≤ 40 μm,过滤出料。
2.1 液态环氧和环氧乳液对漆膜性能的影响
目前比较常用的水性环氧涂料体系大致有两类:一种是强制乳化或自乳化的环氧树脂乳液与水溶性环氧固化剂搭配;另一种是低相对分子质量液态环氧树脂和具有乳化功能的环氧固化剂搭配[2]。这两种方案各有优缺点,本实验选用进口的水性环氧乳液与水溶性环氧固化剂搭配制漆。
2.2 n(环氧):n(活泼氢)对漆膜性能的影响
不同的n(环氧)∶n(活泼氢)比例对漆膜的影响明显。按4 组实验比例分别为0.8∶1、1∶1、1.1∶1、1.2∶1 制备清漆,制板检验漆膜性能,实验主要从机械性能和耐液体介质两方面进行评价。
综合性能以n(环氧)∶n(活泼氢)为1.1∶1 最佳。其他3 组实验的综合性能不够理想。由于水性环氧固化剂具有一定的亲水性,活泼氢过量时漆膜的耐介质性能有所下降,同时未反应的过量固化剂也会导致漆膜较脆,影响机械性能。而环氧乳液过量则会影响交联密度从而降低漆膜性能。
2.3 PVC 对漆膜性能的影响
研究表明,颜料体积浓度(PVC)对漆膜性能具有很大影响。选择适宜的PVC,漆膜对介质的吸附性小,能较为显著地提高漆膜的耐化学品性能和防腐性能。实验选取了5 个不同的PVC 进行对比实验,漆膜性能测试结果。由性能数据可以看出,当PVC 为30%时,漆膜的性能最佳。
2.4 烘烤温度对漆膜性能的影响
对于车辆涂装许多车辆工厂都有效率要求,烘烤条件是必须被考虑的重要工艺参数。适宜的烘烤时间能增强漆膜的交联密度,提高漆膜的耐盐雾等性能,也可以提高涂装工作效率。本实验选取了80℃ 、90℃ 、100℃、110℃共4 个温度下进行30 min 烘烤的工艺条件实验。
在100℃和110℃烘烤条件下漆膜性能都比较理想,考虑到节能,推荐烘烤温度设定为100℃。
2.5 漆膜性能检测
以水性环氧乳液和水性环氧固化剂为成膜物质,n(环氧)∶n(活泼氢)比为1.1∶1,PVC 为30%,烘烤条件为100 ℃×30 min 的水性环氧底漆漆膜性能检测结果。
2.6 铝合金和镁铝合金底漆涂装应用
经过一系列实验调整,配方确定后制漆。选择电动车合金材质工件进行应用测试。喷涂前对底材进行打磨处理,去除工件的氧化层和钝化膜,增加底材粗糙度,有利于增加底漆对底材的附着。喷涂前需要进行除油除尘等底材预处理。调整涂料喷涂黏度,在处理完毕的工件底材上采用空气喷涂,喷涂一道底漆膜厚大概在30~40μm,喷涂后工件放置于通风环境5~10 min 后放入80 ℃烘道烘烤45 min。工件室温养护7 d 后进行性能检测,性能相较表5 漆膜测试结果相差不大,机械性能和防腐性能等已经足够能满足大部分客户的性能要求。能过应用测试结果,确定配方的水性环氧底漆在镁铝合金和铝合金上所表现的性能比较优异。
从本实验配方在电动车合金材料上所表现的性能来看,完全能满足HG/T4759-2014《水性环氧树脂涂料》标准的要求,据电动车厂家的后期使用反馈,本产品所表现的性能足够满足当前市场需求,综合来看,这款水性环氧底漆在镁铝合金和铝合金上应用具有良好的市场竞争力。
(1)经实验研究确认,选择水性环氧乳液和水性环氧固化剂为成膜物质,在n(环氧)∶n(活泼氢)为1.1∶1、PVC 为30%、烘烤条件为100 ℃×30 min 时,水性环氧底漆具有优异的综合性能;
(2)水性环氧底漆适用于铝合金和镁铝合金基材的涂装。
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摘要:根据目前全球汽车涂料行业持续变化的特点,汽车涂料越来越受到人们的关注。介绍了汽车涂料的功用、市场上的环保节能汽车涂料,以及新近开发的节能环保汽车涂料、车用修补涂装涂料等;同时指出了开发环保涂料是人们永远的追求及今后发展趋势,高科技涂料的相继问世,为新世纪汽车涂装涂料的发展开创了美好的前景。
关键词:汽车涂料环保节能发展趋势
全球汽车涂料行业目前的总销售额达34亿美元,市场持续变化是这一行业的主要特点。虽然竞争十分激烈,但目前各竞争者之间的合作及合资项目却极为普遍,这是因为所有的竞争者都有着相同的目标,那就是通过产品创新来满足环境及用户的要求。
汽车制造业已有100多年的历史,自汽车诞生以来,尤其在近20多年中,车用油漆涂装得到了突飞猛进的发展。在汽车工业发达的国家中,汽车涂料的用量在涂料产量中占有极其重要的地位,一般仅次于建筑用涂料,但是在涂料的销售额中所占的比例最大,高于建筑用涂料。因此,各国涂料生产厂非常重视车用涂料的动向及开发,以适应汽车工业发展的需要,车用涂料的生产和技术开发有集团化、国际化的倾向。随着对环保的日益重视,低污染油漆开始应用。高固体成分的聚氨醋高温烤漆、丙烯酸聚氨醋漆和清漆普遍被使用。因为高光泽度和使用透明涂层,使得疵点更容易暴露出来,所以材料的准备工作和干净的车间环境比以往更重要,因而出现了下吸式通风喷漆房。同时珍珠漆的涂装技术进一步改进,使用了2层涂装和3层涂装,使车身的颜色更加美丽并具有幻觉感。1982年日产公司使用粉末中涂,20世纪80年代中期通用汽车公司在货车厂使用粉末中涂,粉末涂料在中间涂层中已经开始使用。1984年厚膜阴极电泳涂料在汽车厂开始使用,涂膜厚度超过30 um。后来,不少汽车厂又从厚膜阴极电泳涂料转到中厚阴极电泳涂料,漆膜厚度在25 um左右,具有与厚膜阴极电泳涂料同样好的抗腐蚀能力。
近年来,带色的中间涂层已在美国广泛采用,其主要优点是中涂的颜色与面漆颜色配套,提高了外观装饰性。由于采用带色中涂,面漆中金属闪光底色漆的厚度可以从20 um降到15 um,而金属闪光漆的遮盖量可以降低到25 um。这样,减少了涂料的用量,避免了流挂等弊病,降低了返修率。我国的汽车制造厂家所用面漆,在20世纪60年代末至80年代中期,一般都采用中、低氨基质量分数的氨基烤漆。1985年以后采用高氨基质量分数的氨基烤漆,随着轿车工业的发展,丙烯酸树脂磁漆、优质的氨基树脂磁漆和双层面漆涂装工艺也随着引进,应用在新建的多条轿车车身涂装线上。80年代末期,在部分汽车涂装线上开始使用水性金属闪光底色漆,汽车涂料的水性化是由底到面逐步发展的,底漆已经水性化,中涂开始水性化。进人90年代,加快了使用水性化的步伐,尤其在欧洲,中涂涂料已经实现了水性化。日本水性化研究工作也已经完成,日产汽车公司开始使用水性中涂涂料。但是由于生产成本高,环保要求没有欧美苛刻,所以日本没有全面推广使用。
20世纪90年代,一批耐酸雨、抗划伤型汽车面漆、水性涂料、高固体分涂料和粉末涂料等环保型涂料相继开发,并已广泛获得工业应用。ICI公司成功地开发出划时代的水性涂料,现各大汽车制造公司越来越多地使用这种涂料。超高固成分油漆和耐擦伤清漆也被成功开发,目前已开始被日产、丰田等汽车厂使用。同时,色母涂料的推广,不含异氰酸硅的底涂层罩透明层的安全型聚氨醋高温烤漆等一批高科技涂料相继问世,为21世纪汽车漆的发展开创了美好的前景。
汽车面漆起到保护车厢不被腐蚀及美化外观的作用,是整车质量最重要的指标之一。因为喷涂油漆占轿车生产总费用的20%,而且轿车的外表面90%以上是涂漆面,显然涂层质量(光泽、颜色、耐久性等)会直接影响外观,影响人们对汽车质量的评价。因此汽车生产厂家十分重视轿车面漆技术,往往投人巨大的资金和人力去发展和改进轿车的面漆,强调抓住视觉的第一印象。面漆以普通本色漆和金属闪光色漆、珠光色漆等3种为主,现在轿车多用金属闪光色漆和珠光色漆,喷涂这些面漆后再喷涂罩光清漆,可令整个车身明亮如镜。现在轿车车身的喷涂工艺一般按照这些程序进行,普通轿车车身要喷涂3层,由阴极电泳底漆、中涂和面漆组成,有些中高级轿车车身要喷涂4 —5层,由阴极电泳底漆、中涂1一2层和面漆1一2层组成,以达到较高的外观装饰性。轿车的漆面要求映象率高,光亮如镜。除了油漆质量外,还要有相当高要求的工场环境和工艺技术。从车辆车身喷漆至烘漆的过程中,工场内要空气清洁,不能有过量的尘埃。由于科技的进步,今天的喷涂工艺与十几年前的喷涂工艺相比已有很大的发展,无论油漆的颜色、勃结性、添加剂、稳定剂、溶解系统和工艺技术均发生了变化,而且这种变化目前仍在进行之中,使轿车面漆质量得到很大的提高。在现代化工厂内,油漆的调色、喷涂方式均已实现电脑化管理。
进人新世纪以来,我国汽车工业取得了长足的进步,汽车拥有量更是以惊人的速度在递增,其中最显着的是轿车数量迅速增加,在车辆拥有量中所占比例也越来越大,各种造型、色彩缤纷的车流已构成现代都市亮丽的风景线。轿车能起到美化城市的作用,在于其别致的造型和漂亮的外表面。但无论汽车涂膜质量如何优良,在使用过程中,气候的变化、各种原因引起的接触、擦剐,甚至碰撞等诸多原因都会导致漆膜的劣化、损伤。如何保持、恢复汽车良好的外表,越来越引起汽车修理业的重视。
在近10多年中,汽车用涂料在其耐候性、耐石击性、外观装饰性、高艺术观赏性等方面都取得了很大的进展,随着人们环保意识的增强,使汽车用涂料又面临新的课题。车用涂料的最近需求是提高涂层质量、保护环境和降低成本。针对这些要求,涂料制造厂从涂料本身出发,进行了大量的研究,开发了一系列具有更大使用价值的新型涂料。
作为汽车底线的阴极电泳涂料于1977年在福特汽车公司开始应用,当时阴极电泳涂料厚度为20 um左右。1984年厚膜阴极电泳涂料在汽车制造厂开始使用,涂膜厚度超过30 um以上。后来,不少汽车制造厂又从厚膜阴极电泳涂料转到中厚阴极电泳涂料,漆膜厚度在25 um左右,具有与厚膜阴极电泳涂料同样好的抗腐蚀能力。目前,世界汽车生产中有92%使用电泳涂料(ED),其中有90%采用阴极电泳涂料(CED )。阴极电泳涂料具有优异的渗透性,可均匀覆盖工件凹陷部位,并有极强的防腐性能,耐盐雾可达1 200 h。新一代的高流平性的阴极电泳涂料已经在美国汽车制造厂中使用。其代表产品有PPC的Edl l厚膜阴极电泳涂料、Ed12中厚膜阴极电泳涂料、杜邦的Cormax TM厚膜或中厚膜阴极电泳涂料。其主要性能改进是,使漆膜表面粗糙度下降,例如Cormax TM中厚膜阴极电泳漆漆膜表面Ra为0. 15一0. 20 um
汽车底漆采用CED已成定局,但也有人提出采用粉末涂料作为底漆和中涂,而CED大方向不会变。今后工作主要是进一步改善性能,如降低固体温度,提高平整性和耐久性。
汽车涂料的水性化是由底到面逐步发展的,底漆己经水性化,中涂开始水性化。20世纪80年代末期,在部分汽车涂装线上开始使用水性金属闪光底色漆,进人20世纪90年代,加快了涂料水性化的步伐,尤其在欧洲,中涂涂料己经实现了水性化。日本水性化研究工作也己经完成,日产汽车公司村山工厂使用日本油脂生产的水性中涂涂料。粉末涂料在中间涂层中已经开始使用。1982年日本日产公司使用粉末中涂,20世纪80年代中期通用汽车公司在I个货车厂使用粉末中涂,近年来又在3个小型货车上使用粉末中涂。但粉末涂料在投人生产线使用以前,有几个大的难点。其中最大的难点是如何形成平滑均匀的涂膜、粉末粒子的微粒化技术以及涂装装置的稳定供给。现今,涂料和涂装方法的开发都取得了进展,原来比溶剂型涂料差的涂膜外观也得以提高,涂料的稳定供给以及涂着效率的改善已成为可能。近些年,带色的中间涂层已在美国广泛采用,其主要优点是中涂的颜色与面漆颜色配套,提高了外观装饰性。由于采用带色中涂,面漆中金属闪光底色漆的厚度可以从20 um降到15 um而金属闪光漆的遮盖量可以降低到25um。这样,减少了涂料的用量,减少了流挂等弊病,降低了返修率。
汽车面漆分两类,即金属闪光漆和本色漆,大体上各占1/2。近几年金属闪光漆系列发展迅速,珠光漆、梦幻涂料等层出不穷,颜色也向具有高透明感、深度感、高色彩方向发展。
金属闪光漆目前在美国大多采用高固体分闪光漆,而日本采用最多的是中低固体分金属闪光漆。随着环境保护法规日趋严格,为了提高豪华轿车的漆膜外观品质,美国部分高级轿车近两年采用水性金属闪光漆,可大大降低有机挥发物(VOC)的排放。同时,水性金属闪光漆具有特殊的流变性,有利于铝粉定向,比溶剂型涂料具有更好的金属效应,所以水性金属闪光漆比水性中涂更早被日本汽车厂接受,欧美也已广泛使用。金属闪光漆水性化是必然的趋势,技术也已成熟,能很快推广应用。通用汽车公司预计,2020年前全球大部分汽车厂会采用水性金属闪光漆。5a左右在国内的汽车厂可能会有水性金属闪光漆的需求。水性金属闪光漆代替溶剂型金属闪光漆,与所有水性涂料一样,必须有恒温恒湿条件,一般施工温度为22一28℃,相对湿度为60%一80%。水性金属闪光漆施工后,必须有一段闪干过程,一般90℃,5 min左右,使水分挥发后才能喷涂双组分高固体丙烯酸涂料或粉末涂料。
本色漆上是否再罩清漆,总的看法认为罩清漆后,漆膜外观、耐久性都有所提高。所以,美国克莱斯勒公司的所有轿车、通用汽车公司的部分轿车在本色漆上再罩上一层清漆,使漆膜外观得到改善。目前欧洲和北美均使用双组分或单组分高固体分丙烯酸罩光清漆,但是异氰酸醋一丙烯酸体系的缺陷是异氰酸醋具有毒性。因此,从环保角度来看,未来罩光清漆应是粉末涂料和水性涂料。目前,罩光清漆和本色漆以及高固体分涂料易被现在的生产线所接受,在应用中仍是主流。如果采用双组分高固体分涂料,施工固体分可达85%以上,VOC排放量己与水性漆相似,近期是可行的。粉末涂料是最有发展前途的罩光清漆,但作为本色漆,由于换色难,使用上会受到一定限制。
随着人类社会的不断前进和不断完善,汽车及其相关工业的发展也必然要跟上时代前进的步伐,不断地满足社会各个方面所提出的新的要求。对于涂料而言,这些要求是针对涂料本身的改善和提高,有的则是针对使用涂料时对于环境污染的限制。
自汽车诞生以来,经过涂料工作者们数十年的努力,作为汽车重要配套材料之一的汽车涂料的各项性能如装饰性、防腐蚀性、抗石击性、施工性以及耐候性等都有了很大程度的提高和改善,基本上满足了汽车工业的需求。但人们追求完善的要求是无止境的,研制和生产高性能的汽车涂料是我们永远的课题。保护地球环境,减少大气污染的呼声越来越高,环境问题也非常强烈地左右着汽车及其相关行业的发展。因此,高固体分化、水性化和粉末化,从20世纪开始就一直是世界涂料行业开发新产品的基本方针和发展方向。
汽车涂料业目前所面临的最重要的问题之一是环境问题。如长期用于小汽车生产的溶剂型涂料会排放大量VOC,为了解决这一问题,美国联邦政府要求本国的3家主要小汽车制造商〔通用汽车公司(GM),福特汽车公司和戴姆勒一克莱斯勒汽车公司」共同研制生产先进的对环境友好的涂料产品。据介绍,虽然粉末涂料对环境友好且成本较低,但是由于这类涂料的涂装设备成本较高,导致涂装施工成本远远高于传统的溶剂型涂料。因此,即使研究试验成功,这种技术仍有可能要过一段时间才会得到全面应用。
为了减少涂料的污染排放量,通用、戴姆勒一克莱斯勒及福特等汽车公司均对粉末涂料用作汽车涂料的性能进行了相关测试,以便推广应用。使用粉末清漆比使用其他粉末涂料要求更高,难度更大,因为作为清漆不仅要给涂层表面提供光泽和光亮,还需要防碎落和褪色保护。传统的清漆以漆雾的形式喷涂在汽车表面,在干燥过程中将释放出VOC,污染环境。另外,液体涂料过喷或外逸还必须进行收集和填埋处置,而这从生态学来说并非是一项完善的措施。而以干燥颗粒雾形式使用的粉末涂料不含任何溶剂,对于喷涂外逸部分可加以收集、过滤和回收,与新的粉末涂料混合用于生产线上的其他小汽车,减少了汽车喷涂过程带来的环境影响。
除了粉末清漆之外,不久前LEPC还宣布它已启动了2个新的研究项目:粉末水浆清漆和颜料勃结粉末底漆。PPG工业公司认为,从清洗和预处理到加涂装饰性涂料及清漆罩光,都可以开发出一些对环境友好的材料以改善对环境的影响。例如可以改变材料的化学性质和应用方法,同时还可以通过提高运输效率、材料的循环利用率及减少或消除废物等方面着手进行各种改善对环境影响的工作。为了符合环境法规的要求,许多公司目前正在从它们所生产的涂料中,特别是从预处理和防腐蚀产品中清除铬、镍和铅等重金属。除此之外,还有其他公司也在对用于保护涂层的其他技术进行研究。巴斯夫公司还引人了Ureclear清漆,它是一种具有双组分氨基甲酸乙醋性质的单组分氨基甲酸乙醋清漆。通过运用这种氨基甲酸醋的化学特性,巴斯夫公司已不再需要近年来一直受到环境保护人士猛烈攻击的异氰酸酷。该公司称,他们仍将注意力集中于经济和环保方面,并为其名为EC02的研究开发计划制订了一种综合战略。如该公司正在与汽车制造商一起试验其粉末水浆清漆(一种液体与粉末涂料的混合体)。制造出这种粉末涂料,将它分散于水中,然后使用传统液体涂料的涂装设备进行喷涂,这种粉末涂料的缺点是难于控制涂膜厚度等。如制成液体涂料,就能较好地控制涂膜厚度,且这种混合物所含的VOC为0.
成本、质量及环境问题将继续影响着汽车涂料市场,涂料供应商和汽车制造商们正在寻找一种缩短涂料循环系统的最佳方法,这将给汽车业带来巨大的商机。同时制造商们还在研究一种用1层涂料代替2层甚至是多层涂料的新技术以减少烘干时间。对消费者来说,无论制造商采取什么技术或是使用什么涂料,只要性能良好就可以满足要求,但从整个社会责任来说,就必须在成本合理的基础上生产出质量良好的、用户满意的、对环境友好的产品。
在汽车工业发达的国家中,汽车涂料的用量在涂料产量中占有极其重要的地位,一般仅次于建筑用涂料。但它在涂料的销售额中所占的比例最大,且高于建筑涂料。因此,各国涂料生产厂家非常重视汽车涂料的发展动向及开发,以适应汽车工业发展的需要,汽车涂料的生产和技术开发有集团化、国际化的倾向。在近l0多年里,汽车涂料在其耐候性、耐石击性、外观装饰性、高艺术观赏性等方面都取得了很大的进展。但随着人们环保意识的增强,使汽车用涂料又面临种种新的课题。当今对汽车涂料的要求是提高涂层品质、保护地球环境和降低成本。针对这些要求,涂料制造厂家从涂料本身出发,进行了大量的研究,开发了一系列新型涂料。
随着各国对环保的日益重视,21世纪汽车用漆的主要发展趋势是,除了为适应市场竞争的需要和追赶新潮流,努力提高汽车涂层的外观装饰性(高光泽、高鲜映性、多色彩化、增加立体感等)、耐擦性、抗石击性和耐环境对涂膜的污染性外,还必须降低汽车涂装过程中对环境的污染。为新世纪汽车涂装涂料的发展开创美好的前景。
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汽车面漆分两类,即金属闪光漆和本色漆,大体上各占1/2。近几年金属闪光漆系列发展迅速,珠光漆、梦幻涂料等层出不穷,颜色也向具有高透明感、深度感、高色彩方向发展。
金属闪光漆目前在美国大多采用高固体分闪光漆,而日本采用最多的是中低固体分金属闪光漆。随着环境保护法规日趋严格,为了提高豪华轿车的漆膜外观品质,美国部分高级轿车近两年采用水性金属闪光漆,可大大降低有机挥发物(VOC)的排放。同时,水性金属闪光漆具有特殊的流变性,有利于铝粉定向,比溶剂型涂料具有更好的金属效应,所以水性金属闪光漆比水性中涂更早被日本汽车厂接受,欧美也已广泛使用。金属闪光漆水性化是必然的趋势,技术也已成熟,能很快推广应用。通用汽车公司预计,2020年前全球大部分汽车厂会采用水性金属闪光漆。5a左右在国内的汽车厂可能会有水性金属闪光漆的需求。水性金属闪光漆代替溶剂型金属闪光漆,与所有水性涂料一样,必须有恒温恒湿条件,一般施工温度为22一28℃,相对湿度为60%一80%。水性金属闪光漆施工后,必须有一段闪干过程,一般90℃,5 min左右,使水分挥发后才能喷涂双组分高固体丙烯酸涂料或粉末涂料。
本色漆上是否再罩清漆,总的看法认为罩清漆后,漆膜外观、耐久性都有所提高。所以,美国克莱斯勒公司的所有轿车、通用汽车公司的部分轿车在本色漆上再罩上一层清漆,使漆膜外观得到改善。目前欧洲和北美均使用双组分或单组分高固体分丙烯酸罩光清漆,但是异氰酸醋一丙烯酸体系的缺陷是异氰酸醋具有毒性。因此,从环保角度来看,未来罩光清漆应是粉末涂料和水性涂料。目前,罩光清漆和本色漆以及高固体分涂料易被现在的生产线所接受,在应用中仍是主流。如果采用双组分高固体分涂料,施工固体分可达85%以上,VOC排放量己与水性漆相似,近期是可行的。粉末涂料是最有发展前途的罩光清漆,但作为本色漆,由于换色难,使用上会受到一定限制。
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