配制高固体涂料解决VOC问题的研究动态(2)

大师

* 催化剂和助剂?

    有机金属化合物,如二丁基二月桂酸锡(DBTL)和某些叔胺常用于催化氨基甲酸酯的生成。某些UV吸收剂也被推荐用于改善保光率。?

* 封闭的异氰酸酯?

    它们是异氰酸酯与含活泼氢的化合物,如酚类、肟类等反应的产物。在升高温度下释放出这类化合物,使异氰酸酯游离出来。这些封闭异氰酸酯可用于配制单包装聚氨酯涂料。?

    聚氨酯由于其优良的光泽、保光率和映像清晰度(DOI)保持性,优良的机械性质和化学性质,被广泛用于汽车面漆。?

5.环氧型?

    环氧树脂以其优良的机械性能和防腐蚀性、耐化学品性而著称,专用于维护和保护涂料中。?

    现在可得到固体含量为80～100%的环氧高固体涂料。基于低 分子量双酚A的环氧和用胺或胺类固化剂固化的环氧树脂所得的高固体涂料,具有良好的各种抗性。用液态环氧树脂甚至能制取无溶剂环氧涂料。用在较高温度下解封释放出胺的封闭型胺,也可制取单包装环氧涂料。例如,邻苯二酰胺在约80℃下转化成邻苯二酰亚胺,释放出二亚乙基四胺(DETA),后者与环氧迅速反应达到固化。邻苯二酰胺可与低粘度树脂一起使用,得到溶剂含量很少的粘度很低的混合物。?

    业已用无异氰酸酯的聚氨酯化合物开发出一种新的无溶剂双包装组成物。这些化 合物先与胺反应,接着与环氧树脂反应,得到氨基甲酸酯-脲改性的无溶剂单包装环氧树脂。该树脂可在室温下进一步与胺固化剂反应,得到无溶剂环氧涂料。?

6.聚有机硅氧烷型(聚硅氧烷)?

    高固体聚有机硅氧烷常用于250°F～1400°F的高温应用。?

    聚有机硅氧烷可设计成低分子量的齐聚物,而能通过其反应活性点交联形成更高分子量的聚合物。?

    聚有机硅氢烷可由元素硅经由氯硅烷合成而得。低分子量的聚合物可通过硅醇缩合或催化的硅醇烷氧反应交联成较高分子量的聚合物，得到低VOC产物的高温保护涂料。?

五、性能?

    早期阶段发现，经由高固体涂料达到VOC适应的许多方法不足以达到其保护作用 的主要目标。可是，随着涂料技术的成长，已能制得具有优良性能的VOC适应产品。
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    业已证明，以硅酸盐之类无机基料为基础的高固体锌粉涂料，与以环氧树脂之类有机基料为基础的高固体锌粉涂料一样，具有高效的防腐蚀性。?

高固体底漆赋予优良的防腐蚀性和机械性质。?

    高固体环氧已显示优良的防腐蚀性和耐化学品性。在硅烷之类附着力促进剂存在下，用某些活性稀释剂，赋予高固体环氧本身独特的锈渍浸润特性，使它们在即使最低程度的表面处理(如手工或动力清洗)下，于极为腐蚀性的大气中能施工。?

     除硅烷外，业已开发出一些新型附着力促进剂，如新型的锆铝酸盐附着力促进剂。已知这些促进剂在高固体环氧和聚酯中能起防锈作用(见结构式10) ??
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    汽车工业中所选的树脂有聚酯、丙烯酸和聚氨酯。这些树脂赋予汽车面漆各种优良的性能，如优良的光泽、光泽和DOI的保持性、耐酸蚀性、优良的机械性能及耐UV光性等。?

* 当代高固体涂料的应用?

    决定涂料应用的主要因素是三E性：即生态学(Ecology)、经济学(Economy)和效能(Efficiency)。?

生态学?

    由于在世界范围内的较高污染速率，使生态平衡在受到干扰。配制低VOC涂料的基本目的是必须使其对环境的影响最小，并且有助于环境保持优良的平衡。高固体涂料无疑适合这一目的。?

经济学?

    较高固体涂料导致涂料成本提高。可是，应当指出，高固体涂料的价格虽然较高，但是它的较高复盖率、致使每平方米成本下降，从而其价格得以补偿。再者，由于每道涂层所达到的干膜厚度(DFT)较高，所产生的额外效益是节约了劳动力成本，减少了施工时间，同时降低了溶剂含量而节约了溶剂的成本。高固体涂料的贮存和运输成本也比传统型涂料的要低，因为在相同空间中可以贮存和运输更多的固态物质。?

效能?

    高固体涂料的主要优点在于它们无需对现有的施工设备作重大改变。即使在设备上稍作改变，例如在空气喷涂中选择合适的空气泵和空气压力，在无空气喷涂中，选择较大的喷嘴，合适长度和直径的软管，均能确保方便地施工。?

    在喷涂高固体涂料中，无空气喷涂和静电无空气喷涂设备最有效。超高带静电盘和静电旋杯的推出，利用了许多高固体涂料的假塑性特性，在静电盘和静电旋杯的较高旋转速度下，使涂料的雾化大大改善。还可采用较高的电压来改善雾化质量，提高沉积效率。
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    具有速度(转盘到30000转/分和旋杯到60000转/分)和电压(到150千伏)无限可变调控的较新设备，使施工人员可将此施工设备调整到适于特种配方的施工。?

      超临界流体喷涂法是一种喷涂施工的新方法，使用临界温度和压力分别为31.3℃和7.4MPa下的液态二氧化碳。这种二氧化碳显示类似于烃的溶解能力，但是它们并不看作为VOC。?用超临界CO?2的另一个优点是它能有效地使涂料雾化，同时，由于它快速蒸发，由此提高了粘度而能控制湿涂膜的流挂。?

    如果涂料的粘度太高，则可用涂料加热器来加热，以降低粘度。现在，这种热喷涂设备常 用于许多应用中。使用硝基烷之类溶剂，由于其溶解度参数高和氢键参数低，能使粘度有效地降低。
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    在采用高效溶剂，并藉助热喷涂施工技术时，即使传统的低固体涂料，在施工期间无需外加稀释剂也能施工。由此，与传统方法施工的低固体涂料相比，降低了VOC量。
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* 个人防护?

    虽然达到了较低的VOC水平，然而在施工中对施工人员的个人防护仍是需要的。按照职业安全卫生局(OSHA)的规定，采用呼吸保护设备，例如，面罩和供新鲜空气的防毒面具等，可实现个人防护。当喷涂含聚异氰酸酯和其它有毒成分的材料和在有限空间中施工时，尤其需要这种防护。?

六、优缺点?

    由于高固体涂料的大量优点，其利用确实令人鼓舞，如果正确处理以减少缺点 ，则在不久的将来，高固体涂料将成为待选的涂料。
优点：
1.有较大量的树脂可供标准树脂的发展?
2.需要标准的生 产工艺?
3.施工设备只需稍作改变?
4.节约了溶剂、贮运和劳动力等成本。同时较快的施 工，节约了施工时间。
5.在保护、维护和汽车涂料中显示出优良的使用性能
缺点：
1. 与颜料絮凝，金属闪光色展现有关的配方问题?
2.需较好的流变性调控，特别在施工 和固化期间
3.表面外观比传统?的低固体涂料稍差 ?

七、未来的趋势?

    虽然在开发其它的低VOC技术，如粉末涂料、水性涂料和UV辐射固化涂料，然而 由于高固体涂料所需的技术较其它低VOC涂料的简单，预期较高固体涂料有着光明的前景，尤其是在印 度。西方国家关于工业涂料的一项研究提供了高固体涂料未来趋势的良好设想。

八、结论?

    由于更严格的VOC散发法规，将对生产厂，特别是在印度的生产厂施加影响， 看来高固体涂料的发展是涂料生产厂实现社会高期望的必然途径之一。涂料生产厂必须努力通过配制这类生态适应涂料来达到生态生存的平衡。?

    然而，在此同时，这些新型涂料的开发必须在树脂生产厂、涂料和工程公司及消费工业之间的密切合作下进行。而且，必须记住，当评估任何涂料体系的优点和局限时，要考虑包含的各种因素。例如，涂料体系的涂膜特性、施工应用及使用范围、最佳的加工技术、所需材料和能耗的平衡、以及得益率等。注视当今世界涂料情景，人们可以说，未来多年中在印度这些高固体涂料肯定会得到促进。