对山东醇酸涂料水性涂料工业涂料技术发展的建议.ppt

对山东醇酸涂料水性涂料工业涂料技术发展的建议 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望1.前言 配方设计应纯属技术问题。跟市场是乎没什么直接关系。我认为在当今的市场经济，买方市场占主导地位的情况下，这种思想是危险的也是错误的。特别是品牌效应较差的企业，就更应该注重企业产品的成本构成和产品质量。这是开拓市场，创建企业品牌的根本。这个“根本”是企业的领导决定的，所以企业发展的决定因素是领导。技术是企业的经济基础。技术工作只有在正确领导下企业才能兴旺发达。技术与市场是分不开的，市场是与企业的领导分不开的。这就是市场与企业，企业与领导，领导与技术，技术与市场的辯证关系。2.在此不谈市场，是想根椐市场谈技术。有需求才有发展，有了产品才能去开拓市场。就山东市场的概情况，谈技术发展的建议。2-1 2-1 醇酸涂料的发展醇酸涂料的发展 山东是醇酸涂料生产的大省，平均每年大约有12-13万吨，虽然市场遍布北方各地，但山东不是醇酸生产的强省。以醇调和醇磁为主。售价在10元/kg以上不足20元/kg，依靠价格竞争市场。利润空间低。这就只能降低成本，进入恶性循环的怪圈。以下我想谈摆脱这种怪圈的己见：2-1-1开发新型的醇酸树脂 醇酸树脂从1905年问世以来已有百余年的历史。醇酸涂料始终占居涂料产量的首位。醇酸树脂是由醇和酸酯化而得。容易改性，获得新产品的途径多。因此它的适用性好，价格便宜，用途广泛。这是它占据霸主地位的主要原因。醇酸树脂改性的渠道 目前国内制造醇酸树脂主要原材料是，苯酐、甘油、季戊四醇，改性多数是各种植物油、植物油脂肪酸、合成脂肪酸等。我记得在70年代末期整理醇酸树脂的资料時，英国报导有360多种醇酸树脂，恐怕時至今日我们的醇酸树脂也没有这么多种类。（1）国外许多長大桥都采用酚醛改性长油醇酸树脂为基料进行涂装，最典型是美国关门桥，据当時资料报导使用寿命可長达30年以上。利用酚醛树脂的耐热、阻燃、耐酸碱等优良性能，配合长油醇酸树脂施工，防腐等良好性能制成醇酸酚醛复合树脂，发展前景广扩。对航空航天材料，桥粱重防腐、工程机械防腐等工业涂装都是很好的材料。（2）有机硅和氟改性的醇酸树脂具有优良的耐温、增滑、防腐、疏水、疏油等特性。有机硅疏水性，增滑性、耐划伤性，耐温、防腐性好。氟降低表面張力能力强，具有良好的疏油性、耐污染性。这两种材料市场都可以找到带羟基和羧基的单体，在醇酸树脂中即可当醇用也可当酸用接到醇酸的骨架上。制成硅或氟改性醇酸树脂。（3）醇酸树脂水性化，外乳化和自乳化。醇酸树脂加乳化剂制成乳化醇酸树脂与合成乳液一起使用，制造建筑涂料。即可降低成本又可提高建筑涂料的性能。早在60-70年代国外就有这方面的报导。自乳化醇酸树脂目前国内有不少生产单位，主要作水性醇酸涂料。（4）另外醇酸树脂其他改性方法也很多，像人们熟悉的，丙烯酸改性、苯乙烯改性、聚氨酯改性等。还有许多材料可以制成含羟基或羧基的物，接到醇酸树脂上进行改性。（5）改换原材料制造新产品，醇酸树脂是依醇和酸为合成材料，只要开扩思路选用新的材料可以合成新型树脂是不太难的事。例如快干氨基树脂用的醇酸树脂。（6）另外环保型新材料，如油性或水性木蜡油，虽不属醇酸，但属于油性天然环保制品。市场前景看好。2-2醇酸涂料配方设计 2-2-1醇酸树脂涂料研磨浆的配方设计 2-2-1-1树脂打浆浓度选择 树脂基本可以分成两大类，有活性的和无活性的。不论哪种树脂对颜料分散都存在一个最佳浓度。醇酸树脂是有活性的树脂，树脂的活性官能团能吸附到颜料粒子的表面上，使颜料粒子润湿分散处于稳定的悬浮状态。小分子量醇酸树脂有润湿作用，大分子量树脂有稳定悬浮作用。如何作到即有润湿作用又有悬浮稳定作用？这就必须选择树脂浓度。在达到润湿的条件下，強迫高分子树脂吸附到颜料粒子表面上。在树脂浓度低時，小分子量树脂有限不够吸咐，就必然导向吸附大分子树脂。这就是强制吸附。什么浓度最好，这就要选择：是30%还是40%。一般醇酸树脂应在30%左右。2-2-1-2颜/基比的设计 颜/基比涉及涂料配方的溶剂容纳性、设备工作可行性、颜料浓度含量，电能的合理使用性(节电)。比如制造白醇磁。打浆時基料浓度为30%Ti02为70%，颜/基比=7/3。如果供货树脂浓度是55%，变成30%，颜/基比为7/3，30%浓度的醇酸树脂，要比55%的多用7.5g溶剂，磁漆配方是否能容纳。假如白磁漆固含量为60%，Ti02为25%，配方如下：白浆 35.71 树脂(55%)57.80 各种催干剂 3.50 溶剂 1.08 防结皮剂 1.91 群青 0.13 实验证实该配方可行。可提生产效率2倍。节约時间和电能。如果按制漆配方下料研磨，有64.%的醇酸树脂要在60-70的磨中循环。扣出打浆用树脂只少还要有58%的树脂白随磨循环。即浪费了时间又损害了树脂的性能。另一个问题是砂磨机能否承受这么高浓度的色浆，如若有问题就必须减少颜/基比。就是降低颜料份，分散体中颜料的总表面积减少，树脂吸附量比高颜/基比少。若将颜/基比定成6/4，与前面讲的7/3相比，颜料减少，树脂量反而增大。这样是必影响高低分子量树脂在颜料表面上的吸附比例。要制成稳定的颜料浆，需要重新实验，确定树脂浓度。醇酸树脂作研磨浆時也可使用润湿剂和分散剂配合少量树脂作研磨浆。润湿分散剂为研磨主体，树脂浓度不必过份注意其主要目的是调节粘度。2-2-2醇酸色漆配方设计醇酸色漆配方设计 2-2-2-1醇酸调和漆 这种涂料利润极低，成本构成相当敏感。要想提高质量难度相当大。我认为以膨润土+润湿分散剂效果比较好。膨润土触变防沉，分散剂保持颜料分散的稳定性。该分散剂与树脂价格相当，不增加成本又与膨润土有良好的匹配性，这是改善醇调质量的首选方案。2-2-2-2高档醇酸磁漆 传统的醇磁配方中是不含填料的。现在市场几乎少见，但不等于没有。此种配方若加5%的填料，使用分散剂和流平剂。醇磁的内在质量和表观性能都会得到明显的提高。还能获得附加利润。颜料+填料占配方的25%，分散剂按颜料份的1.5%填加约为28元。流平剂按l.5%填加约为45元合计73元。高级醇磁按l6元/Kg。5Kg为80，所以是有利可图的。本人在领导全国助剂应用协作组時作过应用实验。天然曝晒、人工老化、物化性能检测等，实验证实填加5%硫酸钡和高岭土的磁漆性能均优于传统配方。在机械性能、表观状态、特别是耐侯性方面有明显提高。关健是颜料分散细度，涂膜的平整度，是会影响光择的，配合分散剂和流平剂就没问题了。分散剂可用Tego的Dispers630、700、740。流平剂以Glide450为主，兑稀成10-12.5%。3、水性涂料、水性涂料 因环保节能，水性涂料得以发展。因价格、性能发展缓慢。但最终还是方向。3-1表面張力表面張力 水性涂料是以水为溶剂的。与溶剂型涂料的区别由此而生。纯水表面张力72.5mN/m，而有机溶剂表面张力在18-35mN/m之间。涂料铺展润湿性、流动与流平性、颜料分散稳定性等都与表面张力有关。制造水性涂料关键是控制表面张力。3-1-1铺展润湿铺展润湿 只有涂料的表面張力低于基才的表面张力涂料才能润湿基材，才有流动与流平的机会。可以用展布系数公式表示各种界面之间的关系：Wi=rSG-rLS-rLG 式中 rSG-基材表面张力；rLS-固/液界面张力；rLG-涂料表面张力。在水性涂料中固/液界面张力是控制涂料流动与流平的主要因素。润湿需要低表面張力，流平需要高表面张力，在涂料中应该是一个矛盾的统一体。实际应用中最理想的是rSLrLG，否则在含粉料涂料中会产生缩孔。Tego这方面助剂是强项，有系列产品。主要推荐Wet kL245、260、270、280、Twin4000、4100、Wet500-520、D0-75等其共同特点：（1）都具有两亲结构，（2）能在固/液界面定向排布，（3）拥有强降表面张力的能力，（4）可促进涂料的流动与流平。3-1-2颜料分散颜料分散 颜料分散困难，贮存稳定性差，必须借助润湿 剂和分散剂。水性涂料可供研磨树脂不多具有分散活性的更少，多数为无树脂的水性色浆。水+润湿剂（245）+分散剂（755）+颜料 水+研磨树脂（含氨基）+分散剂（760）+颜料 助剂的添加顺序和添加量十分重要。添加量一定要使颜料达到饱和吸附。研磨细度最好控制在0.5m，颜料本身的特性才能充分发揮。使用高分子型分散剂添加量一定要够，若成本不允许使用就换成其他表面活性剂。千万不能减少用量，否则会事得其反。Tego水性分散剂品种多性能全。性价比好的 有Dispers740w、760w、D0-75是销量最多的产品。高分子型性能好的产品有Dispers 735W、750w、752W、755W、762w等。3-1-3泡沫泡沫 起泡与表面張力有关，比水面张力低的活性物在水中都能产生泡，所以水性涂料容易起泡。泡沫对涂料无益，影响装饰性和使用性。必须消除。消除泡沫有三种方法（1）破泡也呌消泡；（2）脱泡让涂料中的微泡浮上表面破除；（3）溶泡是把泡沫溶解。根据杨-拉普拉斯理论 Pin=Pex+2/r 式中，Pin-泡内的压力；Pex-泡外液压 -界面張力：r-泡的半径 通过公式可知泡内压力大于介质压力，空气从泡内被挤压到溶媒中，泡体越来越小，内压就越来越大，最后全部挤空也就溶解了。消泡能力取决于消泡剂的表面张力及其与分散体的相容性。表面张力越低，相容性越差，消泡能力越强。消泡速度取决于消泡剂的渗透系数及扩散系数 渗透系数E=rF+rDF-rD 扩散系数S=rF-rDF-rD E和S都是正值時才有效果rD值越小，E和S就越大，消泡速度就越快。使用消泡剂时不但要考虑消泡能力的强弱和快慢，还要考虑消泡剂与涂料的相容性，对光泽、附着力的影响，消泡能力的长效性等诸方面因素。因为起泡稳泡的因素很多(润湿剂、分散剂、流平剂等)，所以选择消泡剂时一定要在配方设定的最后，否则会影响准確性。Tego常用水性脱泡剂Airex901、902、904；消泡剂 Foamex810、825、843、1488、3062。3-1-4动态表面张力平衡动态表面张力平衡 动态表面张力是指运动状态下的表面张力。动态表面张力低有助于颜料润湿和高剪切速率下表面控制。比如高速印刷，容易出现墨不展布，露底等不良现象。解决办法添加动态表面张力平衡助剂，Wet500系列产品或D0-75。3-1-5其他问题其他问题 3-1-5-1粘度调整 粘度对涂料流动和流平，防沉、防浮色发花、涂膜的丰滿度都会构成影响 增稠剂有缔合型和非缔合型之分。制成的流体多数属于剪切变薄的假塑性流体。3-1-5-2涂膜表面状态控制 水性涂料只要基材润湿剂用得恰当，流平剂对流动与流平就显得不十分重要，主要功能是防缩孔、增强手感、抗粘连、防划伤等功能。Tego流平剂首选是Glide-410、482还有450、440、100、400等。3-1-5-3施工条件 特别是温湿度。温度高湿度过低，干燥特快成膜性差。温度过低结冰或无法施工。湿度过大干燥慢。水性涂料涂装最好有专用车间控制温湿度。4、工业涂料、工业涂料 4-1 2KPU涂料是一个成熟的老产品，质量提高应注重两方面，一是添加剂的应用技术，不仅是用而且要会用。二是树脂的混拼技术。重点推荐的助剂：Flow300+450，710、670、682。4-2环氧涂料，防腐、工业涂装、环氧地坪Glide1484、Flow300、Dispers630、710、FoamexN。1484性价比很好，供货有效份100%，使用時可稀释成25%，用量0.3-0.5%。价格大约40元左右/Kg。具有良好的表面控制能力、不稳泡、不影响重涂、手感也不错环氧地坪涂料滚涂施工時无滚痕。用过的人都说好。N是只消泡能力特别好的消泡剂，可以用于UV墨的丝网印刷、环氧自流平涂料。配合脱泡剂900在环氧地坪涂料中使用消泡效果更佳。4-3防腐涂料防腐涂料 近年隨着工业建设的发展，防腐涂料用量明显增加。特别是長大桥防腐防锈涂装，铁道、机车车辆防腐、石化防腐、海洋设施防腐等。防腐涂料多以环氧涂料为主，其他的有氯化橡胶、氯乙烯、过氯乙烯、高氯乙烯等含氯的乙烯树脂涂装体系多为环氧富锌底漆+环氧中涂+PU面漆 借此机会向大家推荐一种新型防腐涂装体系供大家参攷：环氧富锌+有机硅环氧杂化树脂面。所用树脂是环氧有机硅杂化树脂。具有防涂鸦效果、极优异的保光性耐候性、优越的防腐蚀性。适用于超高固体含量的涂料(100g/V0C)。可用于防涂鸦涂料、海洋防污涂料、海洋设施防腐涂料、管道内涂、有轨机车和构件容器、混凝土墙和地面、屋脊涂料、建筑钢材构件等。下面有老化和盐雾实验报告及参攷配方。环氧富锌底漆 (推荐体系)环氧中PU面 (传统体系)底漆厚度(微米)7575中涂+面漆150无中涂面漆环氧硅氧烷175中涂环氧面漆PU涂料盐雾DlN53 l67 5000小時良良-优耐湿热DiN50 021 5000小時优良-优A组份Silicone Epoxide hybrid EF树脂32.4Evonik TEGO Chemie GmbhTinuvin292（1：1in butanol）紫外缐吸收剂 1.0cibaTEGO Airex 900脱泡剂 0.5Evonik TEGO Chemie GmbHKronos 2160钛白粉26.1Kronos IncTalkum AT Extra滑石粉 2.0Norwegian TalcAerosil R 972防沉剂 1.0Evonik Degussa GmbHButyl acetate醋酸丁酯 5.0Multiple sourcesB组份AME0甲氧基乙氧基氨基硅烷偶联剂16.0Evnik Degussa GmbH