关于水性工业漆研发及市场应用的展望

csq050 — Sat, 04 Apr 2009 12:30:27 +0000

随着新技术新工艺的推广及应用 , 随着国民经济的不断提高 , 工业涂料的水性化将是必然的发展方向 , 而市场对高性能水性工业漆的需求是极为巨大的 . 目前，水性工业漆的发展需要注意以下几个问题：

1. 水性工业漆的研发严重滞后于市场需求及其他漆种的研发 . 虽然整个中国涂料业呈快速增长的态势 , 但水性化的步伐却总是徘徊不前 . 从事水性工业漆研发的技术人员大都是从乳胶漆或乳液合成研发转过来的 , 对于目前有着高性能需求的水性工业漆来说 , 无疑是从零开始 . 只有提高整个行业水性工业漆的技研水平 , 才能真正意义上打好水性工业漆发展的基石 .

2. 水性工业漆的研发与溶剂型颇为不同 , 对一些助剂及表面活性剂的依赖性较强 . 在国内的产品尚未能替代的情况下 , 应大胆选用国外的先进产品 , 小心求证并积累应用的数据 , 先做出性能优越的工业化产品 , 推动市场的蓬勃发展 . 然后再促进国内配套助剂及表面活性剂的技术发展 , 进而形成一个较完整的产业链 .

3. 水性工业漆的研发要解决的技术难题比溶剂型的要复杂的多 . 在一些通用的水性工业漆品种中 , 引入一些有先进性能的基团或体系 , 从而使其附加值提高而拓宽应用领域的办法 , 是一条行之有效的研发快速通道 .

4. 在做好通用性水性工业漆的基础上 , 加大对一些新技术的研发 . 比如目前比较受关注的溶胶 — 凝胶 (Sol-Gel) 纳米技术工艺 . 它主要的技术路线是选用一种可以形成溶胶 — 凝胶的前驱体 , 经过水解形成活性基团 , 然后与含活性基团树脂或硅溶胶缩合交联成膜 . 由于其有机 — 无机混相杂化体系的特征 , 突破了一般涂料化学的范畴 , 其漆膜兼有有机及无机的机械和化学特性 . 而其纳米级的溶胶基料往往有一些特殊的性能出现 , 比简单掺混纳米级填料的复合涂料要明显很多 . 虽然溶胶 — 凝胶 (Sol-Gel) 纳米技术工艺是当今涂料制造工艺的一大进步 , 且已经有一些工业化的产品推出市场 , 但应该看到 , 溶胶 — 凝胶 (Sol-Gel) 纳米技术工艺制备水性工业漆是处在发展初期 , 尚有很多不足 , 比如工业涂料应用对光泽 , 丰满度 , 柔韧性等性能要求较高 , 而这些性能正是有机 — 无机混相杂化体系最需要改善的 . 对涉足于此的研发人员来说 , 溶胶 — 凝胶 (Sol-Gel) 纳米技术工艺的改进是任重而道远的 .

5. 水性工业漆的市场应用及推广一直是制约其发展的因素之一 . 虽然很多的调查数据都显示 , 国内每年 170 万吨左右的工业涂料需求中 , 水性工业漆的比例将上升至 35—40%. 但如何在这么大的市场需求中快速找到切入点 , 相信是很多涂料企业的水性工业漆发展部门所迫切想了解的 .

首先 , 在通用的水性工业漆市场中 , 水性防腐漆是比较有快速增长的品种之一 . 近年来 , 水性防腐漆在防腐材料中的比例逐步上升 , 从水性醇酸 , 水性丙烯酸体系到水性聚氨酯 , 水性环氧体系及水性无机体系 , 交叉使用不同的体系基本上能满足目前水性防腐漆的性能要求 . 这一块市场因国民经济的快速增长而迅速发展 , 也是水性涂料中国内起步较早的技术领域 , 相对来讲 , 其技术成熟度也较高 , 一些较低档的品种正面临非常严峻的竞争局面 . 所以 , 在水性防腐漆的发展项目上 , 以中高档产品为市场导向是极明智的选择 .

其次 , 在通用的水性工业漆市场中 , 水性烘烤漆也是比较大量且有快速增长的品种 . 长期以来 , 工业烘烤漆的水性化最大的障碍就是与溶剂型相比一些性能上的差异 . 比如 : 厚涂时的 ” 爆泡 ” 问题 , 水的挥发对漆膜的表面影响问题 , 成膜后的耐水性问题 , 水稀释峰造成的施工困扰及一些物化性能方面的差异等等 . 受制于这些因素的影响 , 水性烘烤漆一直难以得到真正的发展 . 随着国外的一些新技术新工艺的引进及配套产品的完善 , 水性工业烘烤漆的性能得到了长足的进步 , 以前一些为人诟病的缺陷得到了极大的改善 , 某些性能甚至超越了溶剂型的同类产品 . 很多文献都指出 , 使用含羧基 , 羟基 , 羟甲基的树脂 ( 较普遍的有水稀释型丙烯酸树脂 , 水稀释型聚酯树脂等 ) 与六甲氧基三聚氰胺树脂 (HMMM) 交联固化的漆膜 , 在工业涂装的应用中已经能完全代替溶剂型的产品 . 这一块市场主要要解决的是低 VOC 和其他物化性能的平衡 , 以及性价比的平衡 . 所以 , 在水性工业烘烤漆的发展项目上 , 也应该以中高档产品为市场导向 , 特别对一些特殊的底材如 : 陶瓷 , 玻璃 , 合金 , 电镀件等表面难附着的产品作重点开发 , 在提高了产品附加值的同时 , 也推动了整个水性工业漆的发展 .

第三 , 在通用的水性工业漆市场中 , 水性塑胶漆也是比较大量且前景极为看好的品种 . 一般采取的涂料体系有 : 聚氨酯分散体 (PUD), 丙烯酸乳液 (PA), 聚氨酯分散体 — 丙烯酸复合乳液 (PUD-PA) 等 . 以前比较难处理的技术难题主要集中在玻璃化温度 (Tg) 与硬度 , 最低成膜温度 (MFT) 与干燥时限的矛盾上 . 在一些国外的产品中 , 这些问题被解决得很彻底 , 已经有硬度在 H–2H, 干燥时限为 60 摄氏度 1 小时的产品问世 . 不过 , 由于塑胶底材的广泛性 ( 包含了 PS, HIPS, ABS, PA, PPO, PPS, PC 等 ), 必须针对不同的底材调整配方 , 以期性能的平衡 . 这一块市场主要要解决的是市场的推广力度 . 以高性能同时高环保为市场诉求 , 取代溶剂型塑胶漆只待时日 .

最后 , 可以把视线转向一些 ” 新特专 ” 型的功能性水性工业漆 . 这些品种虽然不能代表主流市场 , 但往往代表主流技术的发展趋势 . 比如 : 水性无机纳米涂层 , 它可以应用在一些耐沾污自洁涂料 , 类呼吸功能涂料 , 耐高温涂料 , 催化杀菌涂料等 . 而水性硅氟类涂层 , 也广泛应用于耐沾污自洁涂料 , 皮革涂层 , 疏水疏油涂料 , 防风玻璃涂料 , 织物涂层等 . 这些新型特种专用的水性涂料将为水性工业漆的技术发展提供最合适的平台 .

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