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当丙烯酸涂料50年发展历史及未来趋势

发布时间:2021-09-11 21:30:43 阅读: 来源:黎明液压油滤芯厂家

丙烯酸涂料50年发展历史及未来趋势

丙烯酸涂料50年发展历史及未来趋势

2005年04月14日

在丙烯酸乳胶漆成为建筑涂料主流的今天,人们很难想象它们从诞生至今只有50年。在1953年之前,乳胶漆还没有在建筑涂料领域中应用,而50年后的今天它已经成为全球最流行的墙面涂料。丙烯酸乳胶漆之所以能得到迅速发展,主要是因为其干燥快速,容易操作和施工,易清理;人们对油性涂料健康和环境保护不安全性的担心越来越多;配方的优势在涂料生产企业中越发显现出来。

40年代

直到二战结束,乳胶漆还没有在建筑涂料中得到应用,几乎所有的建筑都涂着由油性树酯和醇酸树酯制造的油漆。这些油漆在内外墙涂装上都能表现出良好的性能,但溶剂的使用使其极其易燃并带来刺鼻的气味;同时它们非常不容易清除,需要用其它溶剂如矿物油或松香油来。

1939年“纽约国际交易会”曾经在砖石墙面表面使用了由醇酸树酯制成的水性涂料,这在当时仅仅是对水性涂料应用的一种尝试。而真正可称为现代乳胶漆的祖先的是一种为二战中军用轮胎开发的合成橡胶——GRS,它由两种乳液聚合物:丁二烯(软)和苯乙烯(硬)以60/40的比例组成。这种涂料比醇酸树酯涂料干得快,气味小很多并且容易清洗。在SBR之后其他种类的乳液也进入了开发,其中以醋酸乙烯(PVA)聚合物为最多,并且通过马来酸、延胡索酸、丙烯酸酯或乙烯酯进行改性。改性后的PVA比SBR便宜,且气味更低。SBR在当时得到了广泛的应用;而当需要更硬的涂膜和更好的外墙涂料耐久性时PVA就能发挥作用。

当然这些早期的水性涂料没有一种能够达到溶剂型涂料的性能,同时它们也无法从成本上超越醇酸树脂涂料。因此这种水性涂料在当时只是作为一种时髦的涂料,而没有得到广泛应用。

1953年丙烯酸乳液诞生

1953年罗门哈斯公司推出了第一代100%纯丙烯酸乳液Rhoplex AC-33,它由丙烯酸酯和甲基丙烯酸合成。基于丙烯酸乳液的水性涂料沿袭了其它非丙烯酸水性涂料的特点,快干、低气味和容易清洗,同时丙烯酸乳液也为涂料生产企业带来了其它优势。纯丙烯酸Rhoplex AC-33乳液的漆膜更耐久,比SBR和PVA有更高的耐碱性。油性醇酸树脂漆能提供高光的涂膜,漆膜表面光滑,且附着力很好,在外墙涂料和装饰漆中得到了广泛应用;而当时的Rhoplex? AC-33则仅仅局限于内墙的涂装。醇酸树脂漆的耐碱性很差,尤其是新砖石墙面基材上,Rhoplex AC-33的表现则较好,且砖石墙面基材对附着力的要求比木头基材低,因此Rhoplex ?AC-33成为在此领域中应用的首选。

60年代

第一代丙烯酸乳液附着力差的特点使它们在外墙涂料的应用中经常发生开裂、起泡、剥落的现象。

60年代初研制出新的丙烯酸乳液,科学家们在聚合过程中加入了其他单体,使乳液对新的或刷过涂料基材的附着力大大加强。几年后,丙烯酸乳液的耐久性通过聚合物合成技术的改进得到了加强,它们被赋予了抗紫外光和防潮的性能,同时着色力和抗粉化也得到了加强。

接着要改进的是成膜性能,丙烯酸乳液涂料往往漆膜过薄,而反之醇酸树2016年 ldquo;1带1路 rdquo;战略的推动将对有色金属产生积极作用脂和油性涂料由于固含量高和曳刷性能好而表现出更好的成膜性。要使丙烯酸涂料得到相同的性能,则要求与纤维素类增稠剂有很好的配伍性。通过调整乳胶颗粒分布的新的丙烯酸乳液推出了,但是它也产生的粉化的现象;而要增强它的附着力,则需要用醇酸树脂来改性,而这会牺牲丙烯酸涂料快干、着色和防霉的优点。

紧接着外墙涂料的耐沾污性被提出,硬度较高的丙烯酸乳液推出了,这种乳液平衡了涂料光泽、耐沾污性和抗开裂等性能。值得一提的事它们直至现在还在被使用。

70年代

进入70年代,科学家们开始研究开发在粉化基材上也能有良好附着力的丙烯酸乳液,而这种乳液不使用醇酸树脂改性。通过调整聚合稳定性,一种有出色附着力的乳液诞生,这种乳液与在同时由罗门哈斯公司开发出的新增稠剂——缔合型增稠剂有着非常好的配合。在当时几乎所有的乳液都被研制成与纤维素类增稠剂配伍,因此这种乳液与缔合型增稠剂配合的优点并没有表现出来。

耐污渍封闭低漆。早在60年代,科学家们通过在不同基材上的试验,发现早期的建筑涂料乳液并不能用于金属表面,因为漆膜不能封闭金属基材遇到潮湿而腐蚀。在当时唯一的解决方法就是使用活跃的颜填料来中和这种化学反应,由此造成的不良后果就是对人类健康和环境的损坏。1979年科学家们研制出使漆膜更加紧致的乳液,对基材能有优良的封闭作用。

80年代

80年代丙烯酸乳液的研发开始向特种涂料(如:弹性涂料、高光涂料、工业涂料等)发展。其中最长足的进展来自于乳液和增稠剂完美的配合使用。

能同时满足平光、丝光和高光的乳液。60和70年代,已经开发出各种能做出平光、丝光和高光涂料,并且有良好附着力的乳液。然而不足的是没有一种单个的乳液能同时满足这些配方需求。这就意味着需要一种乳液,既能与纤维素增稠剂又能与缔合型增稠剂配合使用,并能保证优秀的附着力。科学家们通过优化聚合技术和添加特殊单体实现了这个目标,同时这种乳液还带来了意想不到的多功能性。然而这种乳液复杂的聚合工艺使生产成本很高,于是科学家又尝试着改变聚合颗粒的形态来改进工艺。

在过去的工艺中,乳胶颗粒都是球形的,80年代后期,罗门哈斯公司在生产过程中将一些原来球形的乳胶颗粒制造成为大颗粒的叶形,从而使球状和叶状的乳胶颗粒同时存在于乳液中。这种新型乳液的优点在于它能在配方时同时提供自然粘度和保证给定粘度情况下的成膜性。大粒径的叶状乳胶颗粒能阻止涂料配方时水的流动,配方师们就能在配方时使用较少的亲水性增稠剂,从而降低成本并减少表面活性剂的析出。

高光乳液的变革。80年代之前,溶剂型醇酸树脂仍在高光涂料中占主导地位。丙烯酸乳液无法在不牺牲涂料其他性能的情况下实现高光性。而纤维素类增稠剂在乳液含量较高的配方中会导致体积限制絮凝的局限性也阻碍了丙烯酸涂料在这个方面的发展。70年代开发的缔合型增稠剂解决了这个问题,80年代初,与缔合型增稠剂完美配合的乳液问世了,它能同时满足内墙的耐污渍性能和外墙的高光及保色性能。

功能性乳液。金属漆面临的最大问题是没有一种乳胶漆能在金属基材上起到防腐作用,主要原因是纤维素类增稠剂使得漆膜不连续,因此涂料的防腐性能主要来自于添加许多化学反应活性的颜填料。用纯丙烯酸技术制成的乳液能实现漆膜的连续性。

弹性涂料乳液。科学家们从纺织乳液的应用中开发了弹性涂料,用于遮盖细微裂纹的外墙涂装。直至80年代中期,没有一种丙烯酸乳能满足弹性涂料的弹性要求,因为它们都过硬,以至无法在各种温度条件下实现弹性。而用于填缝胶和胶粘剂的乳液柔软度能实现弹性,但漆膜又太粘,容易沾染灰尘。弹性涂料乳液同时运用了较硬的聚合物和较软的聚合物技术,它既能使漆膜具有柔韧性,表面又有一定的硬度,还能使事实上涂料表现出良好的抗张强度。

遮盖聚合物。罗门哈斯公司在80年代又开发出了遮盖聚合物。这种由苯乙烯聚合成的粒径仅0.微米的中空聚合物能在配方中替代钛白粉实现遮盖,节省涂料成本,并且从耐擦洗性、耐沾污性、保色性等方面改善涂料的性能。

90年代

90年代环保和低气味得到重视,人们开始关注涂料中的VOC含量。乳胶漆中的VOC主要来自于成膜助剂带来的溶剂。如果从平光涂料中去除成膜助剂,乳液将无法良好成膜;而无需成膜助剂的乳液,则会导致漆膜太软并容易沾染灰尘。于是低VOC乳液诞生了。

内外墙通用型半光乳液成为最受欢迎的产品。它能同时满足附着力、流平性、耐久性、保色性、抗粉化、耐沾污性等性能要Electroimpact公司帮助美国宇航局定制专用的机械手臂求,并与疏水改性碱溶性乳液型增稠剂或非离子型聚氨酯增稠剂有良好的配合。

增稠剂的作用在配方中越发体现出来。人们开始注重高、中、低剪切粘度对涂料性能的不同影响,增稠剂的产品线也越来越完善。

21世纪

全球建筑涂料的发展有了以下趋势:

* 时尚——先进的调色系统能调配各种个性化的颜色,从而引发了色彩领域的革命。作为供应商提供的原料必须与各种颜料兼容,包括工厂和店内调色。顾客需要有个性的色彩或效果,而展色和调色技术的出现使任何颜色都成为可能。

* 基材——需要涂装的建筑基材种类不断增加,每一种都向涂料企业的产品能否满足室内外涂装任务提出了挑战。

* 质量——客户对于施工效果的要求不断提高,希望他们的钱花得物有所值,在很多情况下,希望以更低的价格获得更杰出的性能。

* 环境——在过去6年中人们对环境的关注增长缓慢,但随着温室效应、全球变暖问题的突出,客户开始要求产品既不影响他们的日常家庭生活,同时又能保持空气和水的质量,从而确保生活的品质。

在中国,我们看到“涂料质量”已发生了重大的变化。我们的预计显示市场呈现上升趋势,含溶剂涂料在建筑装饰市场中的使用会逐渐减少。使涂料质量提升的主要推动力在于:

* 重涂的间隔周期加长;

* 过程中更少的维护;

<易在挤包层组织内部残留内应力p>* 更好的适用性、色彩一致性,并能遮盖过去的涂层;

* 更多的颜色可供选择,店内调色当场可完成;

* 低VOC,即溶剂使用的减少;

* 不使用重金属;

* 皂素(如:APEO)和表面活性剂对生态系统无害;

* 低气味,房间在涂装后可马上居住;

* 在中国减少使用防腐剂

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