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科学视点涂料研究开发新进展及关键科学与技术问题武利民(复旦大学材料科学系，国家教育部先进涂料工程研究中心，上海200433)摘要:阐述了近年来国内外涂料的研究开发现状，包括:利用新的树脂合成方法获得新的成膜物;直接引入无机纳米粒子以改善涂层性能;表面微纳结构构建以获得功能涂层等;提出了未来涂料技术的发展趋势，包括:环保化和健康化;通用涂层的高性能化;多功能化和智能化等;和需要突破的关键科学与技术问题。
当企业发展到一定阶段和规模后，要加强科研开发的投入，加强产学研合作，加强基础研究，要敢于开发国外没有的技术和产品，敢于领先国外技术，才能真正成为涂料强国。
关键词:研究开发;技术趋势;关键科学与技术问题中图分类号:TQ 630.4文献标识码:A文章编号:0253－4312(2012)01－0075－05Recent Progress in Research and Development of Coatings and Its Key Issures in Science and TechnologyWu Limin(Department of Materials Science ，Fudan University ，The Advanced Coatings Research Center of Ministry of Education of China ，Shanghai 200433，China )Abstract :This paper has described the state of arts in coatings at home and abroad ，including new and novel binders by novel synthetic processes ，introduction of nanoparticles to improve the performances of coat-ings ，and desigh of micro －nano structure on surfaces to acquire functional coatings．Then indicated in the pa-per were the future technology development trend of coatings ，which included environmental friendly coatings and healthy coatings ，high performance coatings ，multi －functional coatings ，and smart coatings．Finally some key scientific and technological issues based on our knowledge and related research experiences were listed．Key Words :research and development ;technology and trend ;key scientific and technological issues作者简介:武利民(1963—)，男，博士、教授，研究方向:功能涂料研究开发。
![提高粉末涂料底材润湿性的流平剂及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/8e2470ba690203d8ce2f0066f5335a8102d266a6.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711049991.2(22)申请日 2017.10.31(71)申请人 山东瑞丰高分子材料股份有限公司地址 256100 山东省淄博市沂源县城保丰路26号(72)发明人 刘春信 张海瑜 王延刚 张振国 冯智刚 张中超 王厚福 焦淑元 刘海英 (74)专利代理机构 青岛发思特专利商标代理有限公司 37212代理人 赵真真 耿霞(51)Int.Cl.C09D 7/47(2018.01)C09D 5/03(2006.01)C08F 283/12(2006.01)C08F 220/18(2006.01)C08F 220/14(2006.01)C08F 220/20(2006.01)C08F 222/06(2006.01)(54)发明名称提高粉末涂料底材润湿性的流平剂及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种提高粉末涂料底材润湿性的流平剂及其制备方法，属于涂料用助剂技术领域。
本发明所述的提高粉末涂料底材润湿性的流平剂，包括以下重量份数的原料：丙烯酸丁酯900-950份，丙烯酸甲酯10-50份，丙烯酸羟基酯10-50份，顺丁烯二酸酐10-30份，有机改性聚硅氧烷10-40份，过氧化苯甲酰10-40份，硫醇5-20份，溶剂1000-1500份。
本发明所述的提高粉末涂料底材润湿性的流平剂，配方简单，科学合理，有效提高了流平剂的底材润湿性，进而提高了涂料的性能；本发明同时提供了一种简单易行的制备方法。
权利要求书1页 说明书3页CN 107663391 A 2018.02.06C N 107663391A1.一种提高粉末涂料底材润湿性的流平剂，其特征在于包括以下重量份数的原料：丙烯酸丁酯900-950份，丙烯酸甲酯10-50份，丙烯酸羟基酯10-50份，顺丁烯二酸酐10-30份，有机改性聚硅氧烷10-40份，过氧化苯甲酰10-40份，硫醇5-20份，溶剂1000-1500份。
涂料助剂向多功能方向发展
佚名
【期刊名称】《中国涂料》
【年(卷),期】2006(21)B05
【摘要】随着我国涂料工业的发展和涂装技术的进步，涂料助剂的研究、开发与应用日益受到重视。
尽管在涂料中的用量不大，却对提高和改善涂料和涂膜的性能起到至关重要的作用。
涂料助剂的应用水平已成为衡量涂料生产技术水平的标志之一。
【总页数】1页(P4)
【正文语种】中文
【中图分类】TQ630.49
【相关文献】
1.涂料助剂向多功能方向发展研发与应用日益受重视 [J], ;
2.多功能涂料助剂在消除涂料缺陷中的应用 [J], 周荣华
3.多功能助剂在卷材涂料中的运用研究 [J], 裘霞敏
4.环保节能多功能特种涂料成为涂料发展主攻方向 [J],
5.现代涂料配方设计及涂料用助剂培训班将在常州举行主题:涂料配方设计及助剂应用技术推动现代涂料技术进步 [J],
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涂料流平剂的应用研究进展梁博科① 蔡立彬① 崔英德②(①西北工业大学材料科学与工程系,西安 710072;②广东工业大学轻工化工学院,广州 510090) 摘 要 综述了涂膜缩孔的形成机理,以及添加流平剂调节涂料流平性的原理,总结了涂料流平剂近几年的发展情况,对今后涂料流平剂的研发方向作出了展望。
关键词 涂料 流平剂Developing of Stu dy on Paint Rheological AgentLiang Boke ① Cai Libin ① Gui Yingde ②(①Department of Materials Science and Engineering ,Northwestern Polytechnical University ,X ian 710072,②Faculty of Chemical Engingeeniny and Light Industry ,GDU T .,Guangzhou 510090)A bstract This paper review s the mechanics of fo rmation shrinkage cavity and principle of rheological agent adjusting coating rheological properties .The last development of rheological agent w as generalized .Keywords paint rheological agent 涂料是一种流动状态或粉末状态的有机物,能均匀覆盖在物体表面上,并且牢固地附着在物体表面,统称为涂料。
涂料不仅能起防护、装饰作用,而且还具有绝缘、导电、防静电、示温、防霉、杀菌等特殊功能,涂料技术的发展反映了一个国家的工业化程度、科技的发展、人民生活水平以及国防力量等综合因素,它在国民经济发展中正发挥着愈来愈突出的作用。
粉末涂料以其100%的固体分,生产与施工中无VOC 排放,有利于环境保护,同时由于其利用率高达90%～95%,涂装周期短,生产效率高等优越性能而广泛应用于家电、机械、电子、建筑、化工、航天航空、矿山冶金等各个领域。
我国自80年代以来,已大量研究应用,现已初步形成了一个较完整的体系,但涂料不管采取何种涂装手段,经施工后,均存在溶剂蒸发、聚合物流动的成膜过程,由于溶剂蒸发、聚合物与基材的润湿程度不同往往造成漆膜出现张力梯度,从而导致漆膜出现皱纹和缩孔,一旦出现这种现象,则漆膜的装饰性及漆膜的耐水性、耐溶剂性均会下降。
国内外较多地进行了缩孔形成机理的研究,研究认为:涂膜缩孔的形成与其自身的流平性关系甚大。
通过大量的实践,在电子显微镜下观察,不难发现涂膜的缩孔,可以看到绝大多数的缩孔都是由很少部分未被充分润湿的颗粒与周围不相容的树脂所形成的旋涡状结构,如图1所示。
图1 缩孔在电子显微镜下观察示意图C .Patton 先生对此现象的解释为:涂料在熔融流平,在局部地方形成了表面张力梯度,即缩孔部分为低表面张力物质,由于低表面张力物质总是呈现伸展扩展趋势,使得它从中心向四周扩散,而四周紧近相触的高表面张力部分又呈收缩趋势,在二者相互作用下,永久性缩孔就得以形成。
对如何控制涂料缩孔现象也有较多的报道,集中在两个方面:(1)改进涂料的涂装技术如:静电喷涂法、流化床涂装·18·广州化工2002年30卷第4期法、静电流化床涂装法与粉末电泳涂装法等;(2)对粉末涂料本身进行控制,如原材料的控制,选择流平剂。
两种办法对比起来,添加防缩孔的流平剂是克服这些弊病的有效方法。
流平剂是一种涂料助剂,它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。
目前流平剂的设计应保证具有下面三个功能:(1)降低涂料与基材之间的表面张力,使涂料与基材具有最佳的润湿性,即减小因溶剂挥发导致的张力梯度,以相溶性受限制的长链树脂为主要组成物,常用的有聚丙烯酸脂类、醋丁纤维素类,其产品主要有[1]: EAS TMAN的CAB-551-0.01和CAB-551-0.2,其加入量一般为涂料总量的0.1%～0.2%等;(2)能调整溶剂的挥发速度,降低粘度、提高涂料的流动性,在溶剂型涂料中常以芳烃、酮类、酯类或多官能团的优良溶剂———高沸点溶剂混合物为主要组成,它调整了溶剂的挥发速度,使涂料在干燥过程中具有平均的挥发速度及溶解力,主要产品有:德谦公司的411、433、455、466等,加入量一般在0.1%～1.0%之间(按涂料总量计);(3)在漆膜表面能形成单分子层,以提供均一的表面张力,以相容性受限制的长链硅材脂为主要组成,常用的有二苯基聚硅氧烷,甲基苯基聚硅氧烷、有机基改性硅氧烷、氟化硅氧烷等,其主要产品有BYK-300,BYK-306, BYK-323等。
另外含氟表面活性剂对于广大范围的树脂及溶剂具有优良的相容性和表面活性,能有效地改善浸润性、分散性、流平性。
其在热固型水溶性环氧、氨基树脂白色面涂料中有很好的应用。
Hajas,Jano等[2]研究了以化学组成和分子量不同的各种聚丙烯酸为基础的不同种类的流平剂在粉末涂料中的应用技术,通过激光光波测定表征了粉末涂膜的流动性随添加剂浓度的变化。
以前,对涂料流平剂的研究基本上处在凭实践经验摸索的水平上,随着涂料流变性测量技术的发展,人们开始了对流平剂改善涂料流平性机理的研究如:strivens[3]讨论了流变添加剂控制涂料流动性,产生流变性结构的基本原理,添加剂的类型及如何测定流变性结构的方法,陈义芳[4]研究了热固性丙烯酸粉末涂料的流变性,作者采用国产挤出式毛细管流变仪,考察了丙烯酸树脂分子量、粘度,流平剂等因素对丙烯酸粘度的影响。
石秀强、陶婉蓉等[5]用Instron321型毛细管流变仪讨论了醋酸锌、苯甲酸衍生物及硅砂对聚丙烯酸酯熔体粘度(η)的影响。
结果表明聚丙烯酸酯熔体是非牛顿流体,其流动活化能随着剪切速率的增大而减小。
加入醋酸锌后,η有明显的提高;而同时加入等摩尔的醋酸锌和苯甲酸衍生物后,η保持不变,加入硅砂后,η有明显提高。
胡晓川、舒红凤、刘亚康等以威森伯格流变仪和挤出式毛细管流变仪,对影响甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)类丙烯酸粉末涂料流变性能的诸多因素,如基体树脂的分子量、流平剂用量、固化剂用量等进行了较多的研究,其中流平剂的用量对涂料的影响见图2。
图2 流平剂的用量对涂料的影响目前,涂料用流平剂种类较多,我们按其使用的场合大致可分为三类,一是粉末涂料用流平剂,二是溶剂型涂料用流平剂,三是乳胶涂料流平剂。
表1列出了近几年来主要报道研究的产品。
表1 流平剂种类介绍用途粉末涂料用流平剂乳胶涂料用流平剂水性涂料用流平剂种类丙烯酸烷基脂-不饱和胺共聚物[6]203涂料流平剂[7]用聚醚侧基改性的硅氧烷[8,9]GL流平剂[10]磷酸脂型流平剂[11]氨基甲酸脂化聚脂[12]丙烯酸系流平剂[13]烷基乙烯基醚共聚物[14]·19·2002年30卷第4期广州化工 由表1可见,近几年来,国内外对水性涂料用流平剂进行了大量的研究。
由于环保型涂料如:水性涂料、粉末涂料等的研发,带动了与其相关的流平剂的发展。
流平剂的制备工艺流程如图3所示,主要包括溶解、聚合、过滤、相变、成品包装等5个步骤。
原料溶解聚合过滤相变↑助溶剂成品图3 制备流平剂的工艺流程 丙烯酸系流平剂的合成一般用丙烯酸丁酯与胺、烷基酯聚合,聚合引发剂一般用BPO 、AIBN ,聚合温度控制在80～90℃,溶剂用甲苯、二甲苯、环己烷等,聚合物的相对分子量控制在4000～10000,分子量分布越窄,流平效果越好。
目前流平剂聚合的方法有乳液聚合、离子聚合、自由基聚合等方式。
流平剂自70年代末开始研究以来,原来单一功能的涂料流平剂已经不能满足社会的要求,无毒、无污染、多功能的涂料流平剂才能满足人们的需要。
同时从提高经济效益与社会效益的角度考虑,应注重原料的选择、生产技术路线的优化,改良现有产品。
如吴克让等人[15]用酰胺改性得到多功能流平剂H T105B ,有效地解决了“相溶性”的问题。
参考文献1 Juckel ,Dipl Ing Heiko ,PPCJ ,Polym .Paint Colour J .,1998,188(4408):18～222 王永厚.涂料工业,1994(5):48～523 Hajas ,Janos 等,F arbe Lack ,1996,102(9):30～344 Strivehs T .A .,Polym ,Paint col .J .,1986,176(4169):466～4685 陈义芳.涂料工业,1990,(5):56 石秀强,陶婉蓉.华东理工大学学报,1995,2(3):359～3627 Henkel K .-G .a .A .Oberkobush ,Do ris 等,EP355676,1990.2.28:168 王建中.塑料工业,1993,(3):33～349 K aesler ,K .H .,Surf .Coat .I nt .,1996,79(9):411～41410 Kaesler ,Karl Heinz 等,Coating ,1996,29(1):25～2711 梁亮等.现代化工,1997,(3):28～3012 Yuho Chemical Inc (Gomi ,T adashi )等,JP 94-166836,1994-6-14:6～1413 BASF Lacke and F arben A ,EP791614,1997-8-2714 沈钟吕.新型建筑材料,1996,(12):35～3715 Byk -Chemie G .m .b .H .(Haubennestel ,Karl Heinz等),DE3901608,1990-7-26:1916 吴克让.新技术新工艺,1997,(3):392003年《聚氨酯工业》征订启事《聚氨酯工业》创刊于1986年,系中国聚氨酯工业协会和江苏省化工研究所主办的专业性科技刊物,国内外公开发行。
刊号:ISSN1005-1902、CN32-1275/TQ 。
主要报道各种聚氨酯及相关材料的研究成果、发展动态等。
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