平滑法

[拼音]:hecheng shuzhi tuliao

[英文]:synthetic resin coating

以合成樹脂為主要成膜物的塗料。其機械效能、裝飾和防護等綜合性能均優於油脂塗料及天然樹脂塗料。自1909年出現酚醛樹脂塗料以來,合成樹脂塗料發展很快。80年代初,美國合成樹脂塗料已佔塗料總產量的90%。1984年,中國合成樹脂塗料約佔塗料總產量的50%。

塗料用合成樹脂

為了適應塗料製造和施工工藝的要求,塗料用合成樹脂需具有如下特點:

(1)在塗料用分散介質中,溶解性或分散性良好。

(2)具有優良的成膜性和特定的塗膜效能,如光澤、豐滿度、硬度、彈性、耐候、耐化學腐蝕等。

(3)與其他塗料用合成樹脂可互溶,以便互相改性,提高塗料效能。

(4)能適當地潤溼顏料,以利顏料在塗料中的分散。

(5)良好的貯存穩定性。

(6)分子量合適,例如溶劑型交聯固化塗料用合成樹脂的分子量一般在104以下,溶劑型非轉化塗料用合成樹脂的分子量在104~105,而乳膠塗料用分子量在105以上。

(7)電沉積塗料用樹脂要帶電荷,並能溶於水。

塗料分類

合成樹脂塗料的品種很多,通常有兩種分類方法:

(1)按主要成膜物質分類由於樹脂不同而各具特點(表1)。醇酸樹脂塗料的產量最大,丙烯酸樹脂塗料發展最快,氨基樹脂塗料、環氧樹脂塗料、聚氨酯塗料的產量也較大,這是構成合成樹脂塗料的五大品種。

(2)按塗料用分散介質分類可分為溶劑型、水型、無溶劑型三大類(表2)。目前,溶劑型塗料的產量最大,用途廣,但因需耗用大量有機溶劑、汙染環境,正在被高固體塗料、水型塗料、粉末塗料和輻射固化塗料逐步取代。有時也將這幾類塗料稱為低汙染、省資源、節能型塗料,是塗料產品中的新品種。

塗料新品種

自60年代初水型塗料問世以來,相繼開發了多種無(低)汙染、省資源、節能型塗料新品種,其中產量較大,應用較廣的有以下幾種。

水型塗料

以水為分散介質的合成樹脂塗料。主要包括水溶性或水分散性兩類:

(1)水溶性塗料以水溶性酚醛樹脂、氨基樹脂、醇酸樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂為原料制的塗料,通常是在生產樹脂時,在樹脂分子中引入一定數量的羧基。這種樹脂與氨水或有機胺反應,生成能溶於水的銨鹽,便成為水溶性樹脂。再配以顏料、填料和助劑等,經研磨而成塗料。有的水溶性塗料可採用電沉積塗裝(見塗漆方法)施工,故稱為電沉積塗料,它分為陽極電沉積塗料(陰離子型)、陰極電沉積塗料(陽離子型)。自70年代後期以來,陰極電沉積塗料發展很快,在汽車行業已獲得廣泛應用。

(2)水分散性塗料其中一大類乳膠塗料,是乳液聚合生成的樹脂,在水中形成的分散體粒徑為 0.05~1μm。丁苯乳膠塗料是最早實現工業化生產的品種,常用於內牆塗裝。60年代後期,丙烯酸系乳膠塗料迅速發展,主要有醋酸乙烯-丙烯酸系、苯乙烯-丙烯酸系和純丙烯酸系三個系列,均有很好的裝飾性和耐候性,主要用於建築物的塗裝,1980年在美國佔建築塗料(年產量2.1Mt)的68.7%。70年代後期進入工業領域的塗裝。為了方便塗料運輸、節約包裝,從70年代開始研製固體粉末乳膠塗料。80年代初,又開始研製無乳化劑乳膠塗料。

高固體塗料

一般指那些在調整到施工粘度時,組成中固體組分含量仍在50%以上的塗料,主要品種有氨基-醇酸樹脂系、氨基-丙烯酸樹脂系、丙烯酸- 聚氨酯系、聚酯系和環氧樹脂系等高固體塗料。其塗料製造和塗料施工都與普通溶劑型塗料相接近。但要求樹脂分子量較低,分子量分佈較窄,玻璃化溫度較低,溶解性好。這種塗料是利用現有生產條件能加速發展的一種低汙染、省資源、節能型塗料。目前,主要用於家用電器、機械、農機、汽車等塗裝。

粉末塗料

以固體樹脂和顏料、填料及助劑等組成的固體粉末狀合成樹脂塗料,具有無溶劑汙染、塗料在施工時的利用率高、能耗低等特點。但目前產量還不到塗料總產量的1%,主要用於地下石油化工管道的防腐蝕塗裝,電機、電器和金屬零件的塗裝,也開始用於卡車、縫紉機頭等裝飾性塗裝。

粉末塗料用樹脂有熱塑性樹脂和熱固性樹脂兩大類。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚醯胺等粉末塗料是熱塑性的主要品種,但因塗膜光澤、流平性、機械強度、附著力均差,應用受到限制。應用最廣的熱固性環氧、聚酯、環氧-聚酯、丙烯酸樹脂粉末塗料,效能較熱塑性粉末塗料好。粉末塗料的製造工藝不同於一般塗料,常分為幹法(幹混法和熔融混合法)和溼法(噴霧烘乾法、溶劑蒸發法、熔融分散法、聚合分散法、溶劑脫出法)兩大類。

粉末塗料的施工與一般塗料也不同,均需專用裝置,技術要求高。施工方法有流化床法、熔射噴塗法、熱熔敷法、靜電噴塗法、靜電流化床法、靜電振盪粉末塗覆法等。其中靜電噴塗法應用最多(見塗料施工)。

輻射固化塗料

在輻射能的作用下,固化成膜的合成樹脂塗料,又分為紫外線固化塗料和電子束固化塗料,前者產量較大。

(1)紫外線固化塗料,即經紫外線輻射使光敏劑分解成遊離基,以引發含不飽和雙鍵的樹脂聚合成膜的塗料,是由光聚合性樹脂、光敏劑和活性稀釋劑等組成的。光聚合性樹脂主要採用不飽和聚酯和丙烯酸類樹脂。光敏劑是易於吸收紫外線而產生遊離基引發光敏樹脂聚合的物質,主要採用安息香醚類、二苯甲硐、苯乙酮衍生物等。活性稀釋劑是液態活性單體,起著交聯劑和降低塗料粘度的雙重作用,多采用單、雙和三官能丙烯酸酯類。新開發的紫外線固化塗料有含環氧基樹脂經陽離子聚合而固化的。紫外線固化塗料的優點是:在常溫下可迅速(數秒)固化,生產效率高,無溶劑,汙染少,省料和節能,廣泛用於木材、塑料和金屬塗裝。但因只能用流延淋塗法施工,所以仍侷限在平板和圓筒上面應用。此外,紫外線對人體有一定危害。

(2)電子束固化塗料,是光敏劑吸收電子束髮射的能量,分解為遊離基,以引發不飽和樹脂聚合成膜的塗料。