国内外建筑涂料技术发展和专利情况综述激光晶体

国内外建筑涂料技术发展和专利情况综述

一． 国外建筑涂料技术新发展： 1．聚合物乳液合成技术： 建筑涂料的技术发展关键在于合成树脂乳液品种和技术的改进。九十年代，国外乳液合成技术有了新的进展和突破，核壳结构聚合技术和无皂乳液聚合技术是乳液聚合技术发展的两个重要标志。 ⑴ 合成树脂乳液粒子结构设计技术——核壳结构（异相结构）聚合技术 常规乳液粒子为均质结构，为了改进Tg与MFFT之间的关系和涂膜弹性、抗沾污能力等，可把乳液粒子设计为梯度渐变型、核壳型、多核壳型okmart.com。粒子形状主要呈球形，根据需要还可设计成其它形状的粒子如半球形、月牙形、草莓形等。核壳结构的乳液目前主要用于制备弹性涂料、木器涂料以及绿色环保型内墙涂料等。与常规乳液相比，核壳结构乳液具有如下优点：①可降低成膜温度，减少成膜助剂用量；②提高涂膜的弹性和耐污性。国外许多乳液制造商近年来相继推出了核壳结构的工业乳液品种，如Clarint公司的LDPM7460，国民淀粉的YodosolAD36，BASF公司的AeronolLR8958等。关于核壳结构的乳液专利报道很多[1-5]。 ⑵ 无皂乳液 无皂乳液不使用外加乳化剂（表面活性剂），采用可参与反应的反应型乳化剂，其目的在于改进涂膜的耐水性和耐候性。如国民淀粉公司推出的新品种YodosolAD51、YolosolAD15就属于无皂乳液。有关无皂乳液聚合，国外有许多专利报道[6-8]。 由于乳液合成采用的烷基酚类（APE）常规乳化剂对环境有一定的影响。现在发达国家，主要是欧洲国家已经采用不含APE的乳化剂制备乳液，而采用脂肪醇类乳化剂合成乳液。 2．合成高性能的建筑涂料用树脂 为了适应高层建筑外装饰的需要，国外现在重点开发高性能的或具有特定性能的树脂乳液，主要包括： ⑴ 有机硅改性丙烯酸树脂乳液[9-11] ⑵ 水性氟树脂乳液[12-16] ⑶ 可紫外光交联的丙烯酸系列高弹性乳液 ⑷ 用于混凝土表面的水性聚氨酯乳液 3．国外建筑涂料技术研究新发展 国外发达国家，九十年代涂料研究开发主要向低污染、高性能和功能化方向发展。目前，国外建筑涂料研究领域主要包括低污染、高耐候的硅丙和氟碳外墙涂料，低VOC和低霉变型的建筑内墙涂料以及具有杀菌防霉、隔热保温、防火防虫、去味的功能型内墙涂料，以及新型屋面防水涂料。二．我国建筑涂料技术研究新发展 在国内，随着建筑内外装饰和居住环境质量要求的日益提高，对建筑涂料的技术开发提出了新的要求和课题，为适应国内市场发展的要求，我国的一些科研院所、高等院校以及生产企业正在自行开发一些建筑涂料的新产品，主要有： ⑴ 有机硅改性丙烯酸树脂乳液及其涂料[17-20，22，24] 近几年，国内进行有机硅改性丙烯酸乳液研究的单位很多，主要有常州涂料化工研究院，北方涂料工业研究设计院，中化化工科技研究总院，复旦大学，浙江工业大学，上海石化研究院等，一些乳液制造商相继已有产品投放市场，如国民淀粉化学公司，日出集团，山东东营圣光，北京东联石化，北京科信公司，常州涂料化工研究院等。由于目前对硅丙乳液中有机硅含量无法进行准确简便的定量检测，而其含量的高低又对涂膜质量性能的好坏起着决定性的作用，因而，国内目前市场上硅丙乳液产品质量参差不齐，有鱼目混珠的现象，市场相对较乱。 ⑵ 有机氟改性丙烯酸树脂及其涂料[21，23，24] 为适应高层和超高层建筑以及大型工程对耐候性和耐沾污性的特殊需求，有机氟改性丙烯酸树脂及其涂料在我国有了一定的发展。国内研究开发并生产氟树脂的单位相对较少，主要集中在一些专门从事氟材料研究的科研院所和企业，包括浙江化工研究院，上海有机氟研究所，常熟中昊化工公司以及大连明辰振邦，现在国内可实际应用于建筑物上的有机氟改性产品主要局限于溶剂型的有机氟改性丙烯酸树脂涂料（氟碳涂料），有关水性氟树脂乳液，国内目前尚处于实验室研究阶段，尚未应用于实际的工业生产中。 ⑶ 纳米技术与纳米材料改性涂料[22，24] 近两年，国内在纳米技术及纳米技术在涂料中的应用研究非常热门。中科院固体物理研究所，中科院化学研究所，中国建材科学研究院，北京化工大学等研究开发成功并与相应的生产厂家结合建造了若干条纳米粉体材料生产线，已经能批量生产出纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米碳酸钙等可应用于建筑涂料中的粉体。一些涂料研制及生产单位，将这些纳米粉体进行了在建筑涂料中的应用试验研究。如北京建材科学研究院将纳米二氧化钛和二氧化硅应用于建筑涂料中用以提高涂料的耐沾污性、耐老化性等性能。研制出纳米材料改性内外墙涂料及纳米材料改性色浆，北京化工大学，开发了具有杀菌防霉作用的纳米二氧化钛改性内墙涂料。中国建筑科学研究院和上海复旦大学利用纳米材料的双亲双疏特性，正在开发高耐沾污性的自清洁的内外墙涂料，南京工业大学研制开发了纳米二氧化钛和碳酸钙改性的内墙涂料，具有杀菌防霉及自净化作用。应该说，国内目前有关纳米技术的应用研究和以前的超导热一样，已出现了过热势头，存在浮躁，夸大的现象，应该引起有关科技人员的重视，如何正确认识和看待纳米技术及其在建筑涂料中的应用显得尤为重要。笔者认为，有关纳米技术在涂料中的应用目前还是应该多做些踏实的基础研究工作，其在涂料生产上的实际应用目前还为时过早，纳米粉体研制单位和应用研究单位应该进行协作研究，不要被商业炒作和经济利益所左右。事实上，在国外，有关这方面的报道相对较少，也很实事求是，都在做一些基础工作。 ⑷ 特种功能涂料 今后，我国建筑涂料的发展方向应该是：外墙涂料向高性能（高耐候、高耐污、高弹性）、高档化发展，而内墙涂料在具有装饰性的前提下则向功能化方向发展。目前，国内一些高等院校和科研院所正着手开发一些功能性的内墙涂料，如前所述的纳米改性杀菌防霉涂料。此外，华东理工大学开发出一种可产生负离子并吸收异味的功能性填料，用于内墙涂料中可起到净化室内空气的作用。中国建筑材料科学研究院已承担国家“十五863”项目，研制开发负离子型净化空气内墙涂料。随着人民生活水平改善和经济水平的提高，今后，具有隔热保温、防火、防虫等功能的内墙涂料将是未来内墙涂料发展的一个趋势。 ⑸ 自分层涂料[22，24] 上海大学现正在开发一种水性自分层涂料。自分层涂料其原理在于：该涂料是由性能差异的多种成膜物组成的体系。一次涂覆在基层上，在介质的挥发或固化过程中，能自发地产生相分离和迁移，形成涂膜组成逐渐变化的梯度涂层，其性能类似多层涂料。自分层梯度涂料的设计，首先必须至少含有两种不同的树脂且它们的表面张力差异要足够大，以有利于树脂间的分离和迁移。其次涂料各组分必须稳定存在于同一体系内，其分离和迁移只能在干燥和固化过程中发生，而且是逐渐进行，从而形成梯度涂层分布。上海大学应用自分层涂料理论，使用无皂乳液，纳米材料等技术以纳米溶胶，水性硅、氟等新材料进行有机氟树脂涂料产品的开发，实现了水性内外墙涂料高耐污、高耐候性的重要实践。 ⑹ 水性聚氨酯外墙涂料[24，25] 由于水性聚氨酯具有优异的低温柔韧性和成膜性，弹性和耐沾污性好且脂肪族聚氨酯具有优异的耐候性等特点。在国外，水性聚氨酯乳液在混凝土表面得到了大量应用。国内也已有一些科研院所开发水性聚氨酯外墙涂料。如上海建筑科学研究院采用水性聚氨酯乳液和丙烯酸乳液拼合制备外墙涂料，与通常的丙烯酸乳液外墙涂料相比，提高了流平性、耐沾污性和耐老化性。 三．今后我国建筑涂料行业技术研究重点 我国建筑涂料经过二十年特别是近十年的发展，通过技术引进，合资合作等方式，我国建筑涂料的生产技术上了一个新的台阶，主要品种的生产技术已达到国外九十年代的水平，但是，在总体水平上还有很大一段差距。我认为，今后我国建筑涂料技术开发研究应在以下几个方面下功夫： 1．开发高性能特别是高弹性、低污性的合成树脂乳液 目前，市场上流行的弹性涂料普遍存在着耐污性较差的问题，利用核壳结构聚合技术，自交联技术以及水性有机硅、氟、水性聚氨酯等材料改性丙烯酸开发出既具有高弹性又有较好耐沾污性的合成乳液，显得尤为迫切，同时也具有很大的市场前景。 2．建筑涂料用助剂的开发研究 助剂决定建筑涂料的开罐效果和施工性。现在我国建筑涂料用助剂品种少，效果差，基本上都依赖于进口。今后，我国应在建筑涂料配套助剂如消泡剂、增稠剂、流平剂、杀菌防霉剂等方面加大研究开发力度，缩短与国外在助剂开发水平上的差距。 3．加强建筑涂料用基本原材料的新品种的开发研究 涂料新品种的开发很大程度上决定于新的基本原材料品种的开发成功，为了缩短我国建筑涂料与国外的差距，我国必须在涂料用的原材料（包括基本有机原料、颜料、填料）新品种的开发上下功夫，这是整体提升我国建筑涂料行业技术水平的关键所在。

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