對山東醇酸涂料水性涂料工業(yè)涂料技術(shù)發(fā)展的建議.ppt

對山東醇酸涂料、水性涂料、工業(yè)涂料 技術(shù)發(fā)展的建議,楊其岳 南京漢寶工業(yè)原料有限公司,1.前言 配方設(shè)計(jì)應(yīng)純屬技術(shù)問題。跟市場是乎沒什么直接關(guān)系。我認(rèn)為在當(dāng)今的市場經(jīng)濟(jì)，買方市場占主導(dǎo)地位的情況下，這種思想是危險(xiǎn)的也是錯(cuò)誤的。特別是品牌效應(yīng)較差的企業(yè)，就更應(yīng)該注重企業(yè)產(chǎn)品的成本構(gòu)成和產(chǎn)品質(zhì)量。這是開拓市場，創(chuàng)建企業(yè)品牌的根本。這個(gè)“根本”是企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)決定的，所以企業(yè)發(fā)展的決定因素是領(lǐng)導(dǎo)。技術(shù)是企業(yè)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。技術(shù)工作只有在正確領(lǐng)導(dǎo)下企業(yè)才能興旺發(fā)達(dá)。技術(shù)與市場是分不開的，市場是與企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)分不開的。這就是市場與企業(yè)，企業(yè)與領(lǐng)導(dǎo)，領(lǐng)導(dǎo)與技術(shù)，技術(shù)與市場的辯證關(guān)系。,2.在此不談市場，是想根椐市場談技術(shù)。有需求才有發(fā)展，有了產(chǎn)品才能去開拓市場。就山東市場的概情況，談技術(shù)發(fā)展的建議。 2-1 醇酸涂料的發(fā)展 山東是醇酸涂料生產(chǎn)的大省，平均每年大約有12-13萬噸，雖然市場遍布北方各地，但山東不是醇酸生產(chǎn)的強(qiáng)省。以醇調(diào)和醇磁為主。售價(jià)在10元/kg以上不足20元/kg，依靠價(jià)格競爭市場。利潤空間低。這就只能降低成本，進(jìn)入惡性循環(huán)的怪圈。以下我想談擺脫這種怪圈的己見：,2-1-1開發(fā)新型的醇酸樹脂 醇酸樹脂從1905年問世以來已有百余年的歷史。醇酸涂料始終占居涂料產(chǎn)量的首位。醇酸樹脂是由醇和酸酯化而得。容易改性，獲得新產(chǎn)品的途徑多。因此它的適用性好，價(jià)格便宜，用途廣泛。這是它占據(jù)霸主地位的主要原因。 醇酸樹脂改性的渠道 目前國內(nèi)制造醇酸樹脂主要原材料是，苯酐、甘油、季戊四醇，改性多數(shù)是各種植物油、植物油脂肪酸、合成脂肪酸等。我記得在70年代末期整理醇酸樹脂的資料時(shí)，英國報(bào)導(dǎo)有360多種醇酸樹脂，恐怕時(shí)至今日我們的醇酸樹脂也沒有這么多種類。,（1）國外許多長大橋都采用酚醛改性長油醇酸樹脂為基料進(jìn)行涂裝，最典型是美國關(guān)門橋，據(jù)當(dāng)時(shí)資料報(bào)導(dǎo)使用壽命可長達(dá)30年以上。 利用酚醛樹脂的耐熱、阻燃、耐酸堿等優(yōu)良性能，配合長油醇酸樹脂施工，防腐等良好性能制成醇酸酚醛復(fù)合樹脂，發(fā)展前景廣擴(kuò)。對航空航天材料，橋粱重防腐、工程機(jī)械防腐等工業(yè)涂裝都是很好的材料。 （2）有機(jī)硅和氟改性的醇酸樹脂具有優(yōu)良的耐溫、增滑、防腐、疏水、疏油等特性。有機(jī)硅疏水性，增滑性、耐劃傷性，耐溫、防腐性好。氟降低表面張力能力強(qiáng)，具有良好的疏油性、耐污染性。這兩種材料市場都可以找到帶羥基和羧基的單體，在醇酸樹脂中即可當(dāng)醇用也可當(dāng)酸用接到醇酸的骨架上。制成硅或氟改性醇酸樹脂。,（3）醇酸樹脂水性化，外乳化和自乳化。醇酸樹脂加乳化劑制成乳化醇酸樹脂與合成乳液一起使用，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年代國外就有這方面的報(bào)導(dǎo)。自乳化醇酸樹脂目前國內(nèi)有不少生產(chǎn)單位，主要作水性醇酸涂料。 （4）另外醇酸樹脂其他改性方法也很多，像人們熟悉的，丙烯酸改性、苯乙烯改性、聚氨酯改性等。還有許多材料可以制成含羥基或羧基的物，接到醇酸樹脂上進(jìn)行改性 。,（5）改換原材料制造新產(chǎn)品，醇酸樹脂是依醇和酸為合成材料，只要開擴(kuò)思路選用新的材料可以合成新型樹脂是不太難的事。例如快干氨基樹脂用的醇酸樹脂。 （6）另外環(huán)保型新材料，如油性或水性木蠟油，雖不屬醇酸，但屬于油性天然環(huán)保制品。市場前景看好。 2-2醇酸涂料配方設(shè)計(jì) 2-2-1醇酸樹脂涂料研磨漿的配方設(shè)計(jì),2-2-1-1樹脂打漿濃度選擇 樹脂基本可以分成兩大類，有活性的和無活性的。不論哪種樹脂對顏料分散都存在一個(gè)最佳濃度。醇酸樹脂是有活性的樹脂，樹脂的活性官能團(tuán)能吸附到顏料粒子的表面上，使顏料粒子潤濕分散處于穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)。小分子量醇酸樹脂有潤濕作用，大分子量樹脂有穩(wěn)定懸浮作用。如何作到即有潤濕作用又有懸浮穩(wěn)定作用？這就必須選擇樹脂濃度。在達(dá)到潤濕的條件下，強(qiáng)迫高分子樹脂吸附到顏料粒子表面上。在樹脂濃度低時(shí)，小分子量樹脂有限不夠吸咐，就必然導(dǎo)向吸附大分子樹脂。這就是強(qiáng)制吸附。什么濃度最好，這就要選擇：是30%還是40%。一般醇酸樹脂應(yīng)在30%左右。,2-2-1-2顏/基比的設(shè)計(jì) 顏/基比涉及涂料配方的溶劑容納性、設(shè)備工作可行性、顏料濃度含量，電能的合理使用性(節(jié)電)。比如制造白醇磁。打漿時(shí)基料濃度為30%Ti02為70%，顏/基比=7/3。如果供貨樹脂濃度是55%，變成30%，顏/基比為7/3，30%濃度的醇酸樹脂，要比55%的多用7.5g溶劑，磁漆配方是否能容納。假如白磁漆固含量為60%，Ti02為25%，配方如下： 白漿 35.71 樹脂(55%) 57.80 各種催干劑 3.50 溶劑 1.08 防結(jié)皮劑 1.91 群青 0.13,實(shí)驗(yàn)證實(shí)該配方可行。可提生產(chǎn)效率2倍。節(jié)約時(shí)間和電能。如果按制漆配方下料研磨，有64.%的醇酸樹脂要在60-70的磨中循環(huán)?？鄢龃驖{用樹脂只少還要有58%的樹脂白隨磨循環(huán)。即浪費(fèi)了時(shí)間又損害了樹脂的性能。 另一個(gè)問題是砂磨機(jī)能否承受這么高濃度的色漿，如若有問題就必須減少顏/基比。就是降低顏料份，分散體中顏料的總表面積減少，樹脂吸附量比高顏/基比少。若將顏/基比定成6/4，與前面講的7/3相比，顏料減少，樹脂量反而增大。這樣是必影響高低分子量樹脂在顏料表面上的吸附比例。要制成穩(wěn)定的顏料漿，需要重新實(shí)驗(yàn)，確定樹脂濃度。,醇酸樹脂作研磨漿時(shí)也可使用潤濕劑和分散劑配合少量樹脂作研磨漿。潤濕分散劑為研磨主體，樹脂濃度不必過份注意其主要目的是調(diào)節(jié)粘度。 2-2-2醇酸色漆配方設(shè)計(jì) 2-2-2-1醇酸調(diào)和漆 這種涂料利潤極低，成本構(gòu)成相當(dāng)敏感。要想提高質(zhì)量難度相當(dāng)大。我認(rèn)為以膨潤土+潤濕分散劑效果比較好。膨潤土觸變防沉，分散劑保持顏料分散的穩(wěn)定性。該分散劑與樹脂價(jià)格相當(dāng)，不增加成本又與膨潤土有良好的匹配性，這是改善醇調(diào)質(zhì)量的首選方案。,2-2-2-2高檔醇酸磁漆 傳統(tǒng)的醇磁配方中是不含填料的?，F(xiàn)在市場幾乎少見，但不等于沒有。此種配方若加5%的填料，使用分散劑和流平劑。醇磁的內(nèi)在質(zhì)量和表觀性能都會(huì)得到明顯的提高。還能獲得附加利潤。 顏料+填料占配方的25%，分散劑按顏料份的1.5%填加約為28元。流平劑按l.5%填加約為45元合計(jì)73元。高級(jí)醇磁按l6元/Kg。5Kg為80，所以是有利可圖的。 本人在領(lǐng)導(dǎo)全國助劑應(yīng)用協(xié)作組時(shí)作過應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。天然曝曬、人工老化、物化性能檢測等，實(shí)驗(yàn)證實(shí)填加5%硫酸鋇和高嶺土的磁漆性能均優(yōu)于傳統(tǒng)配方。在機(jī)械性能、表觀狀態(tài)、特別是耐侯性方面有明顯提高。關(guān)健是顏料分散細(xì)度，涂膜的平整度，是會(huì)影響光擇的，配合分散劑和流平劑就沒問題了。,分散劑可用Tego的Dispers630、700、740。流平劑以Glide450為主，兌稀成10-12.5%。 3、水性涂料 因環(huán)保節(jié)能，水性涂料得以發(fā)展。因價(jià)格、性能發(fā)展緩慢。但最終還是方向。 3-1表面張力 水性涂料是以水為溶劑的。與溶劑型涂料的區(qū)別由此而生。純水表面張力72.5mN/m，而有機(jī)溶劑表面張力在18-35mN/m之間。涂料鋪展?jié)櫇裥?、流?dòng)與流平性、顏料分散穩(wěn)定性等都與表面張力有關(guān)。制造水性涂料關(guān)鍵是控制表面張力。,3-1-1鋪展?jié)櫇?只有涂料的表面張力低于基才的表面張力涂料才能潤濕基材，才有流動(dòng)與流平的機(jī)會(huì)?？梢杂谜共枷禂?shù)公式表示各種界面之間的關(guān)系： Wi=rSG-rLS-rLG 式中 rSG-基材表面張力；rLS-固/液界面張力； rLG-涂料表面張力。,在水性涂料中固/液界面張力是控制涂料流動(dòng)與流平的主要因素。潤濕需要低表面張力，流平需要高表面張力，在涂料中應(yīng)該是一個(gè)矛盾的統(tǒng)一體。實(shí)際應(yīng)用中最理想的是rSLrLG，否則在含粉料涂料中會(huì)產(chǎn)生縮孔。Tego這方面助劑是強(qiáng)項(xiàng)，有系列產(chǎn)品。主要推薦Wet kL245、260、270、280、Twin4000、4100、Wet500-520、D0-75等其共同特點(diǎn)：（1）都具有兩親結(jié)構(gòu)，（2）能在固/液界面定向排布，（3）擁有強(qiáng)降表面張力的能力，（4）可促進(jìn)涂料的流動(dòng)與流平。,3-1-2顏料分散 顏料分散困難，貯存穩(wěn)定性差，必須借助潤濕 劑和分散劑。水性涂料可供研磨樹脂不多具有分散活性的更少，多數(shù)為無樹脂的水性色漿。 水+潤濕劑（245）+分散劑（755）+顏料 水+研磨樹脂（含氨基）+分散劑（760）+顏料 助劑的添加順序和添加量十分重要。添加量一定要使顏料達(dá)到飽和吸附。研磨細(xì)度最好控制在0.5m，顏料本身的特性才能充分發(fā)揮。 使用高分子型分散劑添加量一定要夠，若成本不允許使用就換成其他表面活性劑。千萬不能減少用量，否則會(huì)事得其反。,Tego水性分散劑品種多性能全。性價(jià)比好的 有Dispers740w、760w、D0-75是銷量最多的產(chǎn)品。高分子型性能好的產(chǎn)品有Dispers 735W、750w、752W、755W、762w等。 3-1-3泡沫 起泡與表面張力有關(guān)，比水面張力低的活性物在水中都能產(chǎn)生泡，所以水性涂料容易起泡。 泡沫對涂料無益，影響裝飾性和使用性。必須消除。消除泡沫有三種方法（1）破泡也呌消泡；（2）脫泡讓涂料中的微泡浮上表面破除；（3）溶泡是把泡沫溶解。根據(jù)楊-拉普拉斯理論,Pin=Pex+2/r 式中，Pin-泡內(nèi)的壓力；Pex-泡外液壓 -界面張力： r-泡的半徑 通過公式可知泡內(nèi)壓力大于介質(zhì)壓力，空氣從泡內(nèi)被擠壓到溶媒中，泡體越來越小，內(nèi)壓就越來越大，最后全部擠空也就溶解了。消泡能力取決于消泡劑的表面張力及其與分散體的相容性。表面張力越低，相容性越差，消泡能力越強(qiáng)。消泡速度取決于消泡劑的滲透系數(shù)及擴(kuò)散系數(shù) 滲透系數(shù)E=rF+rDF-rD 擴(kuò)散系數(shù)S=rF-rDF-rD E和S都是正值時(shí)才有效果rD值越小，E和S就越大，消泡速度就越快。使用消泡劑時(shí)不但要考慮消泡能力的強(qiáng)弱和快慢，還要考慮消泡劑與涂料的相容性，對光澤、附著力的影響，消泡能力的長效性等諸方面因素。因?yàn)槠鹋莘€(wěn)泡的因素很多(潤濕劑、分散劑、流平劑等)，所以選擇消泡劑時(shí)一定要在配方設(shè)定的最后，否則會(huì)影響準(zhǔn)確性。,Tego常用水性脫泡劑Airex901、902、904；消泡劑 Foamex810、825、843、1488、3062。 3-1-4動(dòng)態(tài)表面張力平衡 動(dòng)態(tài)表面張力是指運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的表面張力。動(dòng)態(tài)表面張力低有助于顏料潤濕和高剪切速率下表面控制。比如高速印刷，容易出現(xiàn)墨不展布，露底等不良現(xiàn)象。解決辦法添加動(dòng)態(tài)表面張力平衡助劑，Wet500系列產(chǎn)品或D0-75。,3-1-5其他問題 3-1-5-1粘度調(diào)整 粘度對涂料流動(dòng)和流平，防沉、防浮色發(fā)花、涂膜的豐滿度都會(huì)構(gòu)成影響 增稠劑有締合型和非締合型之分。制成的流體多數(shù)屬于剪切變薄的假塑性流體。 3-1-5-2涂膜表面狀態(tài)控制 水性涂料只要基材潤濕劑用得恰當(dāng)，流平劑對流動(dòng)與流平就顯得不十分重要，主要功能是防縮孔、增強(qiáng)手感、抗粘連、防劃傷等功能。Tego流平劑首選是Glide-410、482還有450、440、100、400等。,3-1-5-3施工條件 特別是溫濕度。溫度高濕度過低，干燥特快成膜性差。溫度過低結(jié)冰或無法施工。濕度過大干燥慢。水性涂料涂裝最好有專用車間控制溫濕度。 4、工業(yè)涂料 4-1 2KPU涂料是一個(gè)成熟的老產(chǎn)品，質(zhì)量提高應(yīng)注重兩方面，一是添加劑的應(yīng)用技術(shù)，不僅是用而且要會(huì)用。二是樹脂的混拼技術(shù)。重點(diǎn)推薦的助劑：Flow300+450，710、670、682。 4-2環(huán)氧涂料，防腐、工業(yè)涂裝、環(huán)氧地坪Glide1484、Flow300、Dispers630、710、FoamexN。1484性價(jià)比很好，供貨有效份100%，使用時(shí)可稀釋成25%，用量0.3-0.5%。價(jià)格大約40元左右/Kg。具有良好的表面控制能力、不穩(wěn)泡、不影響重涂、手感也不錯(cuò)環(huán)氧地坪涂料滾涂施工時(shí)無滾痕。用過的人都說好。N是只消泡能力特別好的消泡劑，可以用于UV墨的絲網(wǎng)印刷、環(huán)氧自流平涂料。配合脫泡劑900在環(huán)氧地坪涂料中使用消泡效果更佳。,4-3防腐涂料 近年隨著工業(yè)建設(shè)的發(fā)展，防腐涂料用量明顯增加。特別是長大橋防腐防銹涂裝，鐵道、機(jī)車車輛防腐、石化防腐、海洋