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1、1,,卷材涂料技術(shù) 俞劍峰 2011年11月,2,內(nèi)容,一、卷材涂料基本知識 二、卷材涂料用底漆 三、卷材涂料用主要面漆的品種 四、卷材涂料技術(shù)發(fā)展 五、彩涂板的常見問題,3,一、卷材涂料基本知識,4,卷材涂裝的優(yōu)勢 涂布一個平坦的表面比涂布三維不規(guī)則的物體：更容易、高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、質(zhì)量穩(wěn)定。,5,彩板的發(fā)展,國外第一條生產(chǎn)線：美國（1936年） 英國(1961年) 日本(1951年) 國內(nèi)，80年代中后期開始引進(jìn)四條卷材流水線，以寶鋼1號線為最大（22.8萬噸），1989年投產(chǎn)。 2005年，國內(nèi)產(chǎn)能已近1600萬噸，而實(shí)際生產(chǎn)約250萬噸。 由于彩鋼生產(chǎn)能力過剩，過度競爭已嚴(yán)重影響彩板及

2、彩板涂料的健康發(fā)展。,6,,國外彩板用途（ECCA),7,彩涂板的基本結(jié)構(gòu),8,彩涂板分類,按鍍層：電鍍鋅、熱鍍鋅、鍍鋁鋅彩板 涂料品種：聚酯、HDP聚酯、SMP、PVDF、PVC溶 膠、丙烯酸酯等 其它功能性彩板,,,9,涂層性能的表征,膜厚（與耐候性、防腐蝕性有關(guān)） 色差、光澤（與用戶喜好有關(guān)） T彎、沖擊、鉛筆硬度（與加工性能有關(guān)，涂層性能需要達(dá)到硬度和柔韌性的最佳平衡） 老化性、耐鹽霧性等（與戶外使用年限有關(guān)） 表面外觀及裝飾性,,,10,,卷材涂料分類,底漆 環(huán)氧型或混合型 聚酯型、聚氨酯型 面漆 聚酯、硅改性聚酯、HDP、 （建筑）

3、 PVDF、 PVC塑溶膠、聚氨酯 面漆 聚酯、聚氨酯 （家電） 背面漆 聚酯、環(huán)氧或聚氨酯,,11,12,卷鋼涂料的基本用途,13,涂層性能比較,14,涂料的基本組成及性能調(diào)整,,,溶劑,表面控制劑,顏料,,,,,樹脂,催化劑,交聯(lián)劑,硬度 柔韌性 表面外觀,15,,二、卷材涂料用底漆,16,1、環(huán)氧底漆的涂料,環(huán)氧底漆是以環(huán)氧樹脂為主要成膜物質(zhì)的涂料，能與氨基樹脂、異氰酸酯等活性交聯(lián)劑配合，制成各種環(huán)氧涂料。 環(huán)氧樹脂具有較多強(qiáng)極性的羥基及醚鍵，因而對極性底材有優(yōu)異的附著力。 由于環(huán)氧樹脂分子鏈上具有大量的羥基，漆膜固化后成網(wǎng)狀的三維結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的防腐性及耐化學(xué)

4、品性。 分子中的醚鍵又方便于分子鍵旋轉(zhuǎn)，因此具有一定的韌性和柔韌性。,17,目前環(huán)氧卷材底漆用交聯(lián)劑一般采用脲醛類的氨基樹脂，其有較高的交聯(lián)密度、柔韌性和對底材的附著力，采用封閉型異氰酸酯交聯(lián)的環(huán)氧聚氨酯底漆由于其對底材的附著力較差，一般較少使用。 環(huán)氧底漆主要有高分子量的環(huán)氧樹脂、防銹顏料、氨基樹脂、交聯(lián)催化劑、溶劑及助劑等組成，通過高溫烘烤，環(huán)氧樹脂中的仲羥基與氨基樹脂的烷氧基和羥甲基反應(yīng)，形成較高交聯(lián)密度的漆膜。,18,環(huán)氧樹脂和氨基樹脂反應(yīng)機(jī)理如下： （1）環(huán)氧樹脂的羥基與氨基樹脂的烷氧基反應(yīng)： -HC-OH+ROCH2N -N-CH2-OC- +ROH （2）環(huán)氧樹脂羥基與氨基

5、樹脂羥甲基反應(yīng)： HCOH+HOCH2N NCH2OCH+H20,,,19,2、聚氨酯底漆的涂料,聚氨酯卷材底漆由聚酯樹脂、防銹顏料、封閉型異氰酸酯、溶劑和助劑等組成。 產(chǎn)品經(jīng)高溫烘烤，氨酯鍵裂解生成異氰酸酯，與端羥基聚酯樹脂反應(yīng)而成膜。 封閉型聚氨酯底漆可以提供優(yōu)秀T彎與適當(dāng)硬度的平衡。,20,上表中，5---最好 4---好 3---較好 2---一般 1---較差,21,1、硬度比較 漆膜硬度與聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）高低和漆膜的交聯(lián)密度有關(guān)。 環(huán)氧底漆采用高分子量的環(huán)氧樹脂作為其主要成膜物質(zhì)，高分子量環(huán)氧樹脂具有較高的軟化點(diǎn)（一般大于130），固化后漆膜的Tg常常高于我們彩涂板

6、使用環(huán)境溫度，加上環(huán)氧樹脂中特殊的芳環(huán)結(jié)構(gòu)而異常的堅硬。 每個環(huán)氧樹脂分子擁有十多個可反應(yīng)的羥基基團(tuán)，可與氨基樹脂的羥甲基反應(yīng)，形成較高交聯(lián)密度致密的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。,22,聚氨酯底漆采用的高分子量線型的端羥基聚酯樹脂，為了得到綜合性能良好的漆膜，聚酯樹脂典型的Tg值一般在30-50間。 每個聚酯樹脂含有兩個可與異氰酸酯反應(yīng)的端羥基，交聯(lián)密度相對較低，具有較好的彈性，其固化后的漆膜將比環(huán)氧底漆的硬度低。,23,2、T彎性能比較,在許多情況下，預(yù)涂金屬產(chǎn)品承受機(jī)械力制成各種形狀的產(chǎn)品，要求漆膜斷裂時伸長大于漆膜變形時的伸長，使折彎后具有良好的附著力。 作為每一特征的聚合物漆膜其Tg（玻璃化轉(zhuǎn)變溫度

7、）是一定的，對后加工的預(yù)涂產(chǎn)品應(yīng)選擇合適的Tg和Tg轉(zhuǎn)變區(qū)，以達(dá)到較好的后加工性。,24,環(huán)氧底漆分子中的醚鍵便于分子鏈的旋轉(zhuǎn)，高分子量環(huán)氧樹脂盡管其Tg較高（軟化點(diǎn)大于130），遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于折彎時室溫，但固化后的漆膜仍具有不錯的韌性。 聚氨酯底漆漆膜的Tg和Tg轉(zhuǎn)變區(qū)較接近室溫，但通過高聚物氨酯鍵間形成非環(huán)或環(huán)狀的氫鍵，賦予其比環(huán)氧底漆好更的彈性和韌性，而且折彎后的裂縫較小。,25,3、耐磨損性與耐擦傷性比較,磨損與擦傷是兩個不同的概念，磨損是漆膜被外力磨掉，而擦傷是受外力后改變了其表面外觀的現(xiàn)象，使外觀變差。 一般認(rèn)為硬的物體較軟的物體不易磨損，但有時軟的物體更耐磨，就象汽車輪胎具有極好的耐磨

8、性一樣。在接觸面積一定的情況下，漆膜耐磨損性與漆膜的斷裂能成正比，既漆膜斷裂時的伸長值與耐磨性能一致。 耐擦傷性與耐磨性表現(xiàn)為兩個不同的情況，一般提高耐擦傷性可通過兩種途徑，使漆膜足夠堅硬，外力不能深入漆膜表面，或使漆膜有足夠的彈性，在應(yīng)力消除后恢復(fù)原狀。,26,對環(huán)氧底漆而言，即使在較低的膜厚情況下，由于其較高的交聯(lián)密度，實(shí)現(xiàn)了漆膜較高的貯存模量和硬度，并使漆膜得到了較好的耐刮擦傷性，但漆膜的柔韌性不及聚氨酯。 對聚氨酯底漆而言，由于適合用于聚氨酯底漆交聯(lián)密度不易太高，否則影響聚氨酯底漆的重涂問題，而產(chǎn)生不良影響。一般情況下，所采用的聚酯樹脂的羥值不易太高，固化后的漆膜交聯(lián)密度不會太好，所以

9、漆膜的貯存模量和硬度不及環(huán)氧底漆，得到的漆膜柔韌性較好，但耐刮擦傷性不及環(huán)氧底漆。,27,采用磨耗儀測定漆膜的耐磨性以表示漆膜在加工中遇到的耐擦傷、劃傷和刮傷等性能好壞，其實(shí)不是很科學(xué)，而且在實(shí)際生活中，兩者是相矛盾的。 彩板在加工時遇到的劃傷和我們平時使用硬幣測試、鉛筆硬度測試、硬物碰撞、針尖劃痕等與耐擦傷性是差不多一個概念，但與磨耗不能等同而論。,28,4、附著力比較,漆膜附著在鋼鐵表面，主要靠依靠聚合物中的極性基團(tuán)和鋼板表面轉(zhuǎn)化層間范德華力的作用。 環(huán)氧樹脂分子鏈上擁有相當(dāng)多的羥基基團(tuán)，固化后尚余一定強(qiáng)極性的羥基基團(tuán)，可對鋼板表面產(chǎn)生良好的附著力。 聚氨酯底漆漆膜中的羥基基本固化完，其對

10、鋼板附著力主要依靠氨酯鍵間氫鍵的極性及聚酯中的羰基極性，其對鋼板的附著力稍遜色于環(huán)氧樹脂漆 。,29,,30,5、耐腐蝕性比較,環(huán)氧樹脂漆中只有醚鍵和羥基，而且兩個剛性的苯環(huán)和較高的玻璃化溫度屏蔽了羥基和醚鍵，因而產(chǎn)品有較好的耐水性和耐化學(xué)品性，不易皂化，是優(yōu)良防腐蝕涂料。 聚氨酯底漆中含有較多的酯鍵和氨酯鍵，聚氨酯底漆中氨酯鍵可產(chǎn)生非環(huán)形或環(huán)形的氫鍵，與聚酯底漆相比擁有較好的耐水性和防腐蝕性，但由于漆膜中酯鍵的大量存在防腐蝕性稍遜色于環(huán)氧樹脂類漆。,31,6、發(fā)泡粘結(jié)性比較,漆膜的發(fā)泡粘結(jié)性主要與漆膜中活性羥基（或極性基團(tuán)）的多少及漆膜的交聯(lián)密度有關(guān)，一般而言，漆膜交聯(lián)密度越大，發(fā)泡粘結(jié)的難

11、度也大，如普通聚酯面漆或背漆較難發(fā)泡，另一方面，漆膜中剩余的活性羥基或極性基團(tuán)越多，則發(fā)泡相對就容易。 眾所周知，高分子環(huán)氧樹脂分子鏈擁有多個羥基，便于聚氨酯發(fā)泡劑的粘結(jié)，比較適合2/1產(chǎn)品背面發(fā)泡的要求。而聚氨酯底漆經(jīng)固化后，漆膜中已基本不存在羥基基團(tuán)，生存的氨酯鍵盡管有一定的極性，但發(fā)泡性能不及活性的羥基基團(tuán)，因此聚氨酯發(fā)泡性能較環(huán)氧底漆稍差。,32,7、耐粘漆性比較,耐粘漆性與漆膜的硬度、Tg和交聯(lián)密度有密切的關(guān)系，所以環(huán)氧樹脂的耐粘漆性一般較聚氨酯底漆好一些。特別在較高環(huán)境溫度下使用時，環(huán)氧底漆的粘漆性有明顯的優(yōu)勢。,33,在歐美，聚氨酯底漆在卷材中的應(yīng)用較普及，可達(dá)到建筑和家電底漆的

12、通用化，比較迎合彩涂用戶的需要，并且降低了涂料的庫存費(fèi)用。 在亞洲，彩涂流水線裝備較歐美有一定的差距，由于市場需求量最大的是建筑用彩涂板，而對家電用彩涂板的需求相對遲緩，由于建筑彩涂板對漆膜的折彎性能要求不高，底漆較多采用環(huán)氧底漆，占底漆的份額超過80%。 我國建筑用的彩板加工設(shè)備落后，容易造成漆膜的拉傷、刮傷等不足，限制了聚氨酯涂料在卷材涂裝中的應(yīng)用。,34,三、卷材涂料用面漆,35,1、聚酯卷材涂料,聚酯樹脂由多元醇、多元酸酯化而成，帶端羥基的聚酯聚合物 分子量： 200025000 玻璃化溫度(Tg)： 小于55 顏基比（P/B）： 一般小于1.25

13、:1，否則會導(dǎo)致柔韌性、耐候性等漆膜性能變壞 反應(yīng)基因 ： -OH和-COOH 交聯(lián)劑： 氨基樹脂、封閉型異氰酸酯,36,特點(diǎn)： 組成上有很高可變性，可形成很多聚酯樹脂 可達(dá)到漆膜硬度和T彎時有極佳的變形性 極佳的金屬粘接力 較好的耐候性 成本較低 缺點(diǎn)： 涂層還只限于約30um(溶劑爆孔) 涂層耐水解性較差,37,漆膜性能取決于許多因素，包括： 樹脂的品種 分子量大小 玻璃化溫度（g） 交聯(lián)劑類型與用量 固化催化劑 固化條件,38,使用領(lǐng)域： 建筑、家電面漆 鍍鋅板和鋁材用底漆（線形聚酯） 熱涂復(fù)粘接劑（PET膜）

14、 背面漆,39,2、有機(jī)硅聚酯卷材涂料,采用有機(jī)硅對聚酯樹脂進(jìn)行改性（熱拼或冷拼） 使用超耐候聚酯樹脂和有機(jī)硅改性（30%以上含量），并采用陶瓷耐高溫顏料，耐候性可達(dá)20年 制漆情況與聚酯涂料類似 一般用于戶外耐久性要求較高的場合,40,特性,良好的耐熱性 突出的耐候性 較好的耐水解性 較好的硬度、耐磨性 T彎曲性能一般,41,由封閉型聚氨酯和聚酯樹脂為成膜物質(zhì)的涂料 改善涂膜的柔韌性，達(dá)到變形的峰值 目前用于底漆，提高對底材的附著力和柔韌性，但硬度相對較低 與氨基樹脂交聯(lián)劑相比，其優(yōu)點(diǎn)是在耐候性和達(dá)到最大的涂層厚度(約35um),3、聚氨酯涂料,42,反應(yīng)機(jī)理,第一步：封閉異氰酸酯熱解

15、 O R-NH-C-B R-N C O+BH 第二步：異氰酸酯與端羥基反應(yīng) O R-N C O+R-OH R-NH-C-OR 第三步：封閉劑作為VOC釋放出來,,,,,,,,,43,涂料性能取決于,聚酯樹脂的性能 封閉型異氰酸酯特性（解封溫度、種類） -NCO與-OH的比例（比例不當(dāng)影響重涂） 交聯(lián)催化劑的用量,44,性 能 很高的交聯(lián)密度(阻止H20、02或酸進(jìn)入) 極好的附著力（極性基團(tuán)、氫鍵的存在） 極高的表面硬度 較好的發(fā)泡性（極性基團(tuán)等） 缺點(diǎn)： 受限制的柔韌性 較差的抗紫外線性(由于分子中芳香醚基吸收UV輻射，造成光氧化降解),45,4

16、、含氟樹脂涂料,46,氟涂料常用單體：,四氟乙烯 (TFE)----- “TEFLON”、 ZEFFLE GK 三氟氯乙烯 (CTFE) ---- Lumiflon （FEVE）涂層 偏二氟乙烯 (VDF)----金屬幕墻的PVDF涂層 氟乙烯 (VF)----防腐內(nèi)壁涂層 全氟烷基乙基丙烯酸酯---- Asahi Guard疏水涂層 氟涂料------含氟量究竟為多少 ？,47,由于含氟聚合物的高結(jié)晶性，限制了其應(yīng)用，可采用非含氟的單體參與共聚。 采用羥丁基乙烯基醚 (HBVE) 、乙基乙烯基醚 (EVE) 、環(huán)己基乙烯基醚（CHVE）、羥乙基烯丙基醚、醋酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯等單體進(jìn)行

17、共聚，降低結(jié)晶度。 國內(nèi)普遍采用乙烯基酯作為共聚單體，由于競聚率問題，不能形成規(guī)整“ABABAB”結(jié)構(gòu)，以及乙烯基酯的水解問題，影響其綜合性能。,降低結(jié)晶性途徑,48,PVDF、FEVE涂層氟含量比較,49,產(chǎn)品老化性能比較,50,PVDF 涂層（70 /30）氟含量達(dá)到 42，耐久性高達(dá) 20 年以上，而 FEVE 樹脂的氟含量較低（20%左右），經(jīng)耐候性的比較，其耐久性與 PVDF涂料 相比 還是有差距的。 氟含量是影響含氟樹脂涂料性能的一個重要因素，聚合物中氟單體鏈段不能提供足夠的遮蔽保護(hù)。,51,氟烷基支鏈的聚合物樹脂涂料,含有氟烷基支鏈的聚合物是制取可溶性氟樹脂涂料的另一種方法。 采

18、用全氟烷基支鏈的單體在溶劑中或在水乳液中進(jìn)行反應(yīng)，形成聚合物溶液或水乳液。 聚合物中的氟支鏈分布在高分子鏈周圍，對大分子起到保護(hù)作用。,52,超疏水涂層的研究,全氟烷基支鏈的丙烯酸聚合物由于其氟支鏈分布在大分子周圍，降低了表面能，可得到疏水的涂層，接觸角可大于1200。 表面幾何結(jié)構(gòu)（表面粗糙度）對接觸角有重要影響，如荷葉仿生結(jié)構(gòu)（納米、微米結(jié)構(gòu)相結(jié)合。,53,分子量(Mn-數(shù)均分子量) 100000 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg) 150-170 固體狀態(tài) 半結(jié)晶粉末 溶解性 作為有機(jī)分散體 碳氟鍵的鍵能 達(dá)到116kcal/mol 含氟量

19、 59%,聚偏二氟乙烯（PVDF）樹脂特性,54,涂 層 特 點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)： 超長的耐候性---- 40年的使用經(jīng)驗(yàn) 優(yōu)異的耐腐蝕性能------結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、高絕緣系數(shù) 低的維護(hù)費(fèi)用----疏水、低表面能 好的成型性和耐沾污性 缺點(diǎn)： 價昂 回收困難 顏色受限制,55,卷材涂裝對PVDF涂料要求,卷材施工需考慮涂布時高剪切力和高溫快速固化對漆膜流變性能影響，以獲得滿意的外觀。 涂料應(yīng)有恰當(dāng)?shù)念伭虾?，達(dá)到裝飾效果和耐候性能。 溶劑可分為活性溶劑、中間溶劑和助溶劑，PVDF粉末大部分分散于溶劑中，在烘烤過程中，幫助PVDF溶解并逐漸揮發(fā)，與丙烯酸樹脂形成致密的高分子合金。,56,PVDF卷材涂料組成

20、,57,PVDF涂層的性能,58,成膜機(jī)理,成膜的條件：230250 成膜方式：熔融成膜 分散于溶劑中的PVDF粉末經(jīng)高溫烘烤，逐漸熔融和溶解，PVDF樹脂與熱塑性丙烯酸樹脂形成高分子合金，漆膜柔韌而致密 ，可防止酸堿等的侵蝕。 成膜優(yōu)劣對涂層質(zhì)量影響十分明顯。,59,PVDF、丙烯酸樹脂形成高分子合金. 溶劑完全揮發(fā),60,PVDF/ACRYLIC比例對涂層性能影響,PVDF樹脂和丙烯酸樹脂的比例對涂料經(jīng)高溫烘烤后能否形成致密的高分子合金是較敏感的，如低于70%時，該混合物的結(jié)晶度將明顯下降，其耐溶劑性下降。 當(dāng)比例達(dá)到70-80%時，其斷裂拉伸強(qiáng)度最大，同時，致密的高分子合金膜可抵

21、抗水、酸堿等化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。,61,不同PVDF/Acrylic比例涂層性能比較,62,PVDF/Acrylic（75/25）白漆QUVB保光率測試,63,PVDF/Acrylic比例對色差的影響( Green),45朝南佛羅里達(dá)曝曬24年,64,PVDF/Acrylic比例對保光率的影響( Green),45朝南佛羅里達(dá)曝曬24年后,45朝南佛羅里達(dá)曝曬24年,65,顏料對涂層耐候性的影響,顏料的作用： 形成顏色----提供美麗的外觀 遮蓋----阻隔紫外線 反射熱能，吸收能量 顏料的種類： 有機(jī)顏料----色彩鮮艷，有限的耐紫外線 無機(jī)顏料----耐候性好，但色彩少 金屬顏料----提供金

22、屬質(zhì)感,66,保證氟碳涂料在室外的優(yōu)異耐候性，適合的顏料主要有： a. 高溫煅燒金屬氧化物或金屬氧化物合金顏料（即陶瓷顏料） b. 耐候級金紅石型鈦白粉（Alumina和Silica等處理） c. 耐酸堿金屬顏料和耐久性云母珠光顏料,67,,AAMA 2605-05 ASCA 96,PVDF的涂層能滿足標(biāo)準(zhǔn),10年佛羅里達(dá)暴曬：E小于5、光澤保留大于50%、粉化度達(dá)到8級、漆膜侵蝕度小于10%,68,寶鋼氟碳彩板應(yīng)用于南極長城站,,69,氟碳彩板應(yīng)用于浦東國際機(jī)場,70,水性氟碳涂料,水性含氟涂料既具有含氟材料優(yōu)良的耐候、耐污、耐腐蝕等性能，又具有水性涂料環(huán)保、安全等性能，因而正日益

23、引起世界各國的極大關(guān)注，是今后涂料工業(yè)發(fā)展的一個重要方向。 水性氟聚合物涂料有水溶性、水分散和乳液性等多種形態(tài)。目前的水性氟聚合物涂料大多數(shù)仍為水分散性的。 日本的Asahi Glass 、 DIC、 Daikin 三家公司在水性氟樹脂乳液方面研究具有一定代表性。 ARKEMA公司在水性PVDF氟樹脂方面成功研究了Kynar Aquatec乳液。,71,水性氟樹脂,水性氟樹脂主要有 VDF 、 TFE 和 CTFE 三種，其均聚或共聚的氟烯烴聚合物只能用于高溫?zé)崴苄酝苛稀?加入非含氟單體（乙烯基醚、酯或丙烯酸單體），以降低結(jié)晶度 , 保證常溫下使用或一定溫度下的交聯(lián)固化使用。 可分為熱塑性涂料

24、用乳液、交聯(lián)型熱固性涂料用乳液。,72,特性數(shù)據(jù) 數(shù)值 分子量(Mn-數(shù)均分子量) 100000 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg) 80(無增塑劑) 溶解性 作為塑 溶膠 使用領(lǐng)域： 戶外建筑(在歐洲僅在北歐地區(qū)在使用) 室內(nèi)建筑(作為防潮厚涂層),5、聚氯乙烯塑溶膠涂料,73,特點(diǎn)： 最高的涂料固體含量(塑溶膠90) 極高的漆膜厚度(80-200um) 極其高的變形性 極佳的防腐蝕性(特別用于鍍鋅鋼時) 缺點(diǎn)： 回收聚氯乙烯涂層鋼薄板有困難 環(huán)保問題 不能在炎熱氣候中使用(在強(qiáng)烈太陽光照射下會液化) 中等的耐候性(色差、吸污),74,四、卷材涂料技術(shù)發(fā)展,7

25、5,使用壽命的延長 功能性產(chǎn)品 汽車板 綠色環(huán)保 節(jié)能,發(fā)展趨勢,76,1、延長使用壽命,77,（1）PVDF涂層,結(jié)構(gòu) ： F H CC n F H 59% F, 38 % C 碳氟鍵是最穩(wěn)定的有機(jī)成膜物質(zhì) 極好的耐候性和熱穩(wěn)定性 25年以上的耐候性,,,,,,,78,聚合物共價鍵的鍵能比較,79,（2）HDP涂層,80,與一般聚酯涂料相比，具有卓越的耐化學(xué)性和耐久性 性能接近硅改性涂層 使用壽命可達(dá)15年 具有較好的性價比 便于涂層的處理,81,QUVB試驗(yàn),82,（3）超耐候硅改性聚酯涂料,30%以上有機(jī)硅改性聚酯樹脂，保證良好的耐候性 陶瓷顏料，保證涂層的永久亮麗

26、特殊有機(jī)硅結(jié)構(gòu)，使涂層更堅硬，能夠增加耐磨性和金屬劃傷性，承受加工時沖壓,83,適合熱鍍鋅鋼板、鍍鋁鋅鋼板、鋁板等涂裝 經(jīng)受20年的戶外使用后，粉化程度不超過4級（ASTM D-4214），顏色變化不超過8 NBS （ASTM D-2244）。,84,（4）無鹵厚涂層,PVC溶膠涂層可達(dá)100-200微米膜厚 PVC溶膠在烘烤時對環(huán)境激素的疑因及在高溫環(huán)境下涂層會液化，用量逐漸減少 無鹵厚膜型的產(chǎn)品開發(fā)成為熱點(diǎn) 提高涂層的使用壽命和耐蝕性,85,2、功能性彩涂板的使用,86,污染物的種類： 大氣中漂浮的大量的塵埃和粉塵，無機(jī)粒子 燃油和燃煤所帶來的大量帶有油性和酸性的有機(jī)污染物,（1）自潔涂層

27、的研究,87,污染的途徑： 污染吸附在漆膜表面，并不斷層積形成污染層； 由于漆膜表面的粗糙不平，污染顆粒滲入涂層表面的縫隙和小孔，形成污染； 由于彩涂板要求有良好的加工折彎性能，往往漆膜的Tg比較低，在陽光的照射下漆膜軟化，表面污染物容易滲透到漆膜內(nèi)層，形成難以除去的污染層。,88,自潔機(jī)理,通過光催化，達(dá)到涂層親水性。 降低涂層表面張力，使污染層難以在漆膜表面形成，比較容易被水沖洗掉，如荷花葉。 提高漆膜的親水性，雨水能在漆膜表面形成一個完整的水膜，雨水能滲入漆膜的縫隙和孔隙中，將漆膜表面的污染物沖洗掉。,89,親水性漆膜自清潔途徑,加入光催化劑TiO2 添加有機(jī)硅的助劑 親水性表面處理,9

28、0,光催化劑TiO2,光催化過程中水分子被化學(xué)吸收和分解 其余水分子被吸附 漆膜表面變?yōu)橛H水性 優(yōu)點(diǎn)：表面親水性形成較快 缺點(diǎn)： 由于TiO2分解有機(jī)高分子，使耐候性迅速下降,91,添加親水化有機(jī)硅助劑,硅氧烷遷移到漆膜表面 硅氧烷水解為硅醇 硅醇增加了漆膜親水性 優(yōu)點(diǎn)：簡單、有效、不降低耐候性 缺點(diǎn)： 化學(xué)方法親水性，較難控制、持久性存在問題 組合后，降低涂料的穩(wěn)定性 成本高,92,親水性表面的形成過程,,水解,（形成親水性的漆膜表面）,93,技術(shù)要求,提高Pot-life至1個月 逐漸過度到單組分（6個月以上） 進(jìn)一步降低成本,94,表面親水層處理,表面親水層作為面層 較好的漆膜耐候

29、性 表面覆蓋和附著力是關(guān)鍵問題 作為卷材涂裝不太適宜,95,其他自潔途徑,1、荷花型表面結(jié)構(gòu) 針尖結(jié)構(gòu)，降低表面張力和接觸面積 使水的接觸角達(dá)到1400 ，水珠滴滾落，去除污物 漆膜容易清洗，但還需注意雨筋問題,96,2、陶瓷的表面結(jié)構(gòu) 高的交聯(lián)密度，較高的Tg 致密的表面結(jié)構(gòu) 特殊疏水、疏油表面結(jié)構(gòu)，降低表面張力 提高水的接觸角,97,3、添加疏水、疏油助劑,主鏈結(jié)構(gòu)參加反應(yīng)，有機(jī)硅基團(tuán)遷移到漆膜表面 形成疏水、疏油的表面 漆膜表面形成致密的有機(jī)硅層，防止沾污 優(yōu)點(diǎn)：簡單、有效、不降低耐候性 缺點(diǎn)：持久性存在問題,98,親水性涂層技術(shù)路線,1、提高漆膜的Tg和交聯(lián)密度 2、提高基體樹脂親水能

30、力 3、親水性添加劑的應(yīng)用,99,基體樹脂的要求,較高的Tg 樹脂具有良好的親水基團(tuán)，使漆膜具備 長時間親水效果 高的反應(yīng)活性和交聯(lián)密度，如陶瓷結(jié)構(gòu),100,親水性的添加劑的要求 1、良好的親水效果 2、良好的耐熱性 3、較好的遷移性 4、超長的親水效果,101,親水漆膜示意：,102,親水漆膜的實(shí)現(xiàn),助劑隨著溶劑的揮發(fā)遷移到涂膜的表面,樹脂聚合物顏料填充料助劑,103,親水漆膜的實(shí)現(xiàn),親水助劑是一種特殊的有機(jī)硅助劑，它在有水份的存在下會發(fā)生水解反應(yīng)，產(chǎn)生硅醇而獲得親水功能。反應(yīng)機(jī)理如下： Si-OR + H2O----- Si-OH + R0H,104,水解后漆膜的示意圖,,顏料填料有機(jī)硅助

31、劑,105,普通漆膜的接觸角,普通漆膜 接觸角850,,,106,親水漆膜的接觸角,親水漆膜 接觸角390,,,,107,碳黑法測試耐沾污性 水和碳黑(FW200)以85/15的比例混合分散。 將污染物涂黑樣板，600C烘烤2小時。 用刷子和脫脂棉在流水中洗滌擦拭污染物。 測試其L ，L值小于2.0，認(rèn)為具有一定的耐沾污性。,108,耐沾污性對比,109,,,自潔產(chǎn)品 普通產(chǎn)品,碳黑實(shí)驗(yàn)后,110,,自潔產(chǎn)品 普通產(chǎn)品,下雨后照片,111,6個月后曝曬對比,,,親水產(chǎn)品 普通產(chǎn)品,112,曝曬后試樣放大觀察,,,親水產(chǎn)品 普

32、通產(chǎn)品,113,產(chǎn)品實(shí)例,114,（2）抗菌涂層,添加特殊抗菌劑，賦予廣譜抗菌（金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等）性能 去異味 防菌時效長 主要用途：醫(yī)藥、食品、衛(wèi)生等,115,抗菌途徑,有機(jī)抗菌劑 殺菌作用、防霉作用 耐溫較差、安全性較差 無機(jī)抗菌劑 載Ag、Cu、Zn離子（激活活性氧、與酶結(jié)合、電荷吸附），光催化類 安全、耐熱 天然抗菌劑,116,關(guān) 鍵,產(chǎn)品抗菌性能 產(chǎn)品抗菌率，99% 抗菌長效性 尋找最終用途 -醫(yī)藥、衛(wèi)生、食品行業(yè) 提高質(zhì)量 -高端產(chǎn)品消費(fèi) 提高賣點(diǎn) -健康意識,117,抗菌效果比較,118,（3）抗靜電、導(dǎo)電涂層,在涂料中添加特殊導(dǎo)電填料或成膜物質(zhì) 涂膜表面電阻1069，

33、導(dǎo)電涂層要求10以下 主要用途 -半導(dǎo)體、精密機(jī)器、計算機(jī)室、醫(yī)院、藥廠、化工廠,119,（4）裝飾紋理型涂層,壓花型彩涂板 印花型彩涂板 皺紋 桔紋 粒面耐磨 PET和PVC貼膜的彩板，用于家電與裝飾,120,3、汽車板,121,增加一薄 涂層，作為 保護(hù)層，可 焊接 3-4um,一涂層可替 代電泳底漆， 可焊接 10-15um,二涂層可替 代電泳底漆 和汽車中途 5-7um+ 15-18um,,,122,4、綠色環(huán)保,123,綠色環(huán)保產(chǎn)品,采用無鉻預(yù)處理工藝 無重金屬及有害物質(zhì) 低VOC涂料： 如水性、高固體、粉末涂料等,124,綠色家電產(chǎn)品,2006年7月1日起，歐盟市場上銷售的

34、電子、電器產(chǎn)品中有毒、有害元素的指標(biāo)必須符合ROHS規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)（鎘 30ppm，六價鉻50ppm，鉛 20ppm，汞20ppm，重金屬含量 120ppm ） 綠色家電產(chǎn)品的重點(diǎn)是解決涂料中的六價鉻和無鉻預(yù)處理問題,125,5、節(jié)能,126,（1）冷屋頂涂層,,提高生活質(zhì)量 節(jié)約能源 色彩豐富 延長彩涂板的使用壽命,127,5%為紫外線 46%為可見光 49%為紅外線（熱量的主要來源）,128,,,,,,,,,,,,,,,,,屋頂表層,傳導(dǎo),反射散射 R,反射能量 E,吸收能量,進(jìn)入樓房內(nèi)的凈熱量,日光照射屋頂?shù)氖疽鈭D,129,美國在上世紀(jì)90年代，開始了冷屋頂節(jié)能的研究，并針對屋頂產(chǎn)品

35、指定了能源之星計劃。 在California，對斜坡屋頂TSR作了強(qiáng)制規(guī)定。,130,屋頂溫度與節(jié)能,,據(jù)ARKEMA公司提供資料，2000年7月，佛羅里達(dá)太陽能中心在佛羅里達(dá)進(jìn)行的“關(guān)于屋頂系統(tǒng)對居民室內(nèi)制冷耗能影響的比較評估。 白色強(qiáng)反射屋面會減少制冷耗能18 26%。,131,冷屋頂涂料的要求,樹脂+顏料是涂層的關(guān)鍵成分 隔熱需要紅外線反射顏料 樹脂必須耐紫外線，PVDF涂層是很好的耐候涂層,132,不同顏料對紅外光的反射,,80,90,100,400,500,600,700,Wavelength (nm),Reflectance (%),,,Blue,,Black,,Red,,,,

36、White,133,,白灰色比較,6#----普通產(chǎn)品（TSR 60%） 1#------冷屋頂產(chǎn)品（TSR 67%）,134,,緋紅色比較,2# -----冷屋頂產(chǎn)品（TSR 46%） 8#--------普通產(chǎn)品（TSR 36 %）,135,“冷”顏料選擇,白色顏料是最好的反射顏料； 選擇TSR高的顏料是冷屋頂涂層關(guān)鍵,136,不同顏料對紅外反射影響,配方 板溫 （500瓦紅外燈照半小時） TiO2:碳黑（9：1） 62 TiO2:411（9：1） 52 TiO2:酞藍(lán)（9：1） 60 TiO2:424 （9：1） 50,137,樣板冷屋頂情況比較,（500

37、瓦紅外燈照半小時）,138,139,（2）固化方式節(jié)能,A：近紅外固化 一般5-7秒內(nèi)固化 與常規(guī)溶劑型涂料固化機(jī)理類似 需注意溶劑快速揮發(fā)對涂層影響,140,B：UV固化,固化速度快（2-3秒） 可縮短固化爐子長度（10米） 固含量達(dá)到90%以上 色漆固化有困難 含有光引發(fā)劑，成本高且影響耐候性 主要用于底漆與背漆,141,C：電子束固化,固化設(shè)備投資高 涂料與UV固化類似，不含光引發(fā)劑，涂料成本低 能量消耗低 需氮?dú)饣蚨栊詺怏w覆蓋涂層，防止氧阻聚,142,五、彩涂板常見問題,143,,失光、變色 粉化、龜裂 模量的改變和強(qiáng)度的損失,漆膜的降解老化表現(xiàn)：,1、涂層的粉化,144,,漆膜的降解

38、老化主要因素,145,陽光、空氣、水的作用,在高濕度下，促進(jìn)光的氧化降解 在光照或酸性條件下，促進(jìn)水的降解 在高溫下，促進(jìn)水解和氧化作用 溫度和濕度會使漆膜和底材產(chǎn)生膨脹和收縮，造成漆膜的開裂,146,漆膜老化的評估： 最好的漆膜老化預(yù)測：在彩板安裝處實(shí)時曝曬。 其次是佛羅里達(dá)45 或90朝南曝曬。 人工加速老化。,147,,老化的評估方法,天然曝曬 所需時間: 5年,,加速老化實(shí)驗(yàn),148,149,150,,不同加速老化曝曬實(shí)驗(yàn)對比,151,,選擇老化實(shí)驗(yàn)方法,快速+ 可靠,,152,AMMA2605、ASCA96要求,10年佛羅里達(dá)（45朝南）： 自然老化（保色）ASTM D2244 E

39、5 自然老化（粉化） ASTM D659 8級,153,2、粘漆（ Blocking） 現(xiàn)象： 粘漆 漆膜剝落 光澤轉(zhuǎn)移（面漆與背面漆光澤差異較大時，如差40-50%時） 原因： 主要由于不合適的運(yùn)輸、儲存和操作 收卷溫度高 不合適的涂料匹配,154,解決辦法： 立式包裝 運(yùn)輸中避免急剎車、轉(zhuǎn)彎等 采用橡膠緩沖墊等 合理的裝卸（輕、穩(wěn)、平），否則會出現(xiàn)一端嚴(yán)重一端好或出現(xiàn)200m左右粘漆等。 降低收卷溫度 提高漆膜的硬度（Tg),155,3、易劃傷 現(xiàn)象： 彩板加工時，漆膜擦傷、劃痕 原因： 彩板加工設(shè)備落后 漆膜硬度較低 預(yù)處理膜薄 對策： 改變涂料體系改進(jìn)預(yù)處理，提高附著力 改善加工設(shè)備（有難度）,156,4、加工時爆裂、脫漆 現(xiàn)象： 加工時，漆膜開裂明顯 加工時漆膜脫落，失去裝飾效果 原因： 漆膜的時效性問題 基板的鍍鋅層質(zhì)量差，鍍鋅層開裂、剝落 表面處理層質(zhì)量差 加工設(shè)備粗糙 對策： 提高涂層時效性 采用優(yōu)質(zhì)的基板、預(yù)處理 改進(jìn)加工設(shè)備,157,5、背面發(fā)泡問題 現(xiàn)象：背面發(fā)泡困難 原因： 表面張力小（聚氨酯一般為34，環(huán)氧可達(dá)38-40） 與發(fā)泡劑可反應(yīng)基團(tuán)少 對策： 背面漆提高表面張力，一般環(huán)氧大于聚氨酯 提高可反應(yīng)的基團(tuán)，一般環(huán)氧大于聚氨酯 提高表面的粗糙度,158,請?zhí)釋氋F意見,