塗料工業態勢和發展淺析

    目前，塗料研究的方向其一是塗料應用的自動化，所提供的產品施工簡便和安全，特別是產品塗裝的自動化；其二是向環保型塗料方向發展；其三是增加新的組成成分，使塗料在塗後發生新的化學變化而構成塗膜，以及將由一次施工只能得到薄塗層轉變為得到厚塗層，塗膜層數也將由繁瑣的的多道配套簡化為簡單施工，塗膜的乾燥過程也將利用各種物理、化學反應而大大縮短。

    20世紀90年代，世界已開發國家進行了』』綠色革命』』，促使塗料工業的發展向』』綠色』』塗料方向大步邁進。以工業塗料為例，在北美，1992年常規溶劑型塗料占49%，到2002年降為26%；水性塗料、高固體份塗料、光固化塗料和粉末塗料由1992年的51%到2002年將增加到74%。在歐洲，常規溶劑型塗料由1992年的49%將降到2002年27%；而水性塗料、高固體塗料、光固化塗料和粉末塗料將由1992年的51%到2002年將增加到73%。今後十年，水性塗料將是成熟的技術，而60%以下固體含量的溶劑型塗料則是衰退中的技術。

    水性塗料的發展

    隨著各國對揮發性有機物及有毒物質的限制越來越嚴格，以及樹脂，配方的優化和適用助劑的開發，預計水性塗料在金屬防鏽塗料、裝飾塗料、建築塗料等方面的應用替代溶劑型塗料將取得突破性進展。

    乳膠塗料是指在水性塗料中，乳膠塗料占絕對優勢，如美國的乳膠塗料占建築塗料的90%。乳膠塗料的研究成果約占全部塗料研究成果的20%，研究較多的方向有以下幾個方面：(1)成膜機理的研究。這方面的研究主要是改善塗膜的性能。(2)施工應用的研究。美國、日本、德國等國家已生產出金屬防鏽底、面漆，在市場上頗受歡迎。

    熱塑性乳膠基料常用丙烯酸聚合物、丙烯酸共聚物或聚氨酯分散體，通過大分子量的顆粒聚結而固化成膜。乳膠顆粒的聚結性關係到乳膠成膜的性能。近幾年來，著重於強附著性基料和快干基料的研製，以及混合乳膠的開發。一般水性乳膠聚合物對疏水性底材，附著性差，為提高乳膠附著力，必須注意乳膠聚合物和配方的設計，使其儘量與底材的表面接近，並精心選擇合適的聚結劑，降低水的表面張力，以適應底材。新開發的聚合物乳膠容易聚結，聚結劑用量少也能很好的成膜，現已在家具、機器等塑料製品上廣泛應用。

    新研製的乳膠混合物彌補了水稀釋醇酸/剛性熱塑性乳膠各自的不足，通過配方設計，已解決了混溶性和穩定性差的問題。水性聚氨酯塗料是近年來迅速發展的一類水性塗料，除具有一般聚氨酯塗料的高強度、耐磨等優異性能外，且對環境無污染，中毒和著火的危險性小。由於水性聚氨酯樹脂分子內存在氨酯鍵，所以水性聚氨酯塗料的柔韌性、機械強度、耐磨性、耐化學藥品及耐久性等都十分優異，歐、美、日均視其為高性能現代塗料品種而大力研發。

    粉末塗料發展迅速

    在塗料工業中，粉末塗料屬於發展最快的一類。由於世界上出現了嚴重的大氣污染，環保法規對污染控制日益嚴格，要求開發無公害、省資源的塗料品種。因此，無溶劑、具有保護和裝飾綜合性能的粉末塗料，便因其具有獨有的經濟效益和社會效益而獲得飛速發展。

    粉末塗料的主要品種有環氧樹脂、聚酯、丙烯酸和聚氨酯粉末塗料。近年來，聚氨酯粉末以其優異的性能令人注目。

    幾種特種塗料的態勢和發展

    1.防污塗料

    近年來，荷蘭Sigma公司研製成功一種新型不含錫防污塗料。它的自拋光性與現有含錫防污塗料相同。最近，日本的關西塗料公司新開發的一種對水中生物無毒性的不含有機錫和氧化亞銅的名為CaptainCrystal的船用防污塗料。作為改善地球環境的這種塗料，能有效防止生物附著在船底上，持續時間可達5年。

    2.防腐塗料

    國外十分重視長效防腐塗料的發展，主要品種有無機富鋅漆、環氧瀝青、乙烯基樹脂、厚漿型氯化橡膠、無溶劑環氧聚醯胺和無溶劑環氧砂漿塗料等。用20%～30%的片狀玻璃粉填入雙酚A型環氧樹脂、間苯二甲酸不飽和聚酯、環氧丙烯酸樹脂等基料中組成的長效防腐塗料，用于海洋設施的塗裝，其防腐壽命超過10年。

    3.陰極電泳塗料

    這類塗料國外發展很快，並取得了許多新的成就。其中最有代表的是開發了厚膜型陰極電泳塗料、低溫固化型和彩色陰極電泳塗料。厚膜陰極電泳塗料是美國PPG公司研製成功電泳塗料，使一次成膜比較厚，外觀平整，各項性能均優良；低溫固化型陰離子電泳塗料是80年代末，日本神東塗料公司和日本油脂公司共同開發的新品種。該塗料的標準固化條件為：130/20分鐘或160/5分鐘；彩色陰極電泳塗料是日本關西塗料公司開發的，以環氧樹脂為基礎，採用特殊異氰酸酯交聯，並配以第三成份丙烯酸樹脂，可在電泳中均一沉積形成複合層塗膜。這種技術可使環氧樹脂系陰極電泳塗料彩色化，也提高了塗層的耐候性。邊棱防鏽型陰極電泳塗料，要求減少塗膜溶融時的流動性，提高塗膜的邊棱覆蓋率，以改善陰極電泳塗料邊棱的防腐蝕性。我國應重點開發膜厚30～40微米，耐鹽霧1000小時的厚膜型陰極電泳漆和耐鹽霧720小時以上的普通型陰極電泳漆。

    高固體份塗料發展動向

    在環境保護措施日益強化的情況下，高固體份塗料有了迅速發展。其中以氨基、丙烯酸和氨基──丙烯酸塗料的應用較為普遍。近年來，美國Mobay公司開發了一種新型汽車流水線用面漆。這種固體份高、單組份聚氨酯改性聚合物體系，可用於剛性和柔性底材上，並且有優異的耐酸性、硬度以及顏料的捏合性。

    光固化塗料的進展

    光固化塗料也是一種不用溶劑，很節省能源的塗料，主要用於木器家具等。在歐洲和已開發國家的木器家具用漆的品種中，光固化型市場潛力大，很受大企業青睞。主要是木器家具流水作業的需要，美國現約有700多條大型光固化塗裝線，德國、日本等大約有40%的高級家具採用光固化塗料。