环境友好涂料的研究新进展_肖新颜

　第54卷　第4期 化 工 学 报 V ol .54　№4 2003年4月 Journal of Chemical I ndustry and Engineering (China ) April 2003

综述与专论

环境友好涂料的研究新进展 肖新颜　夏正斌　张旭东　瞿金清　张心亚　蓝仁华　陈焕钦

(

华南理工大学化工学院,广东广州510640)摘　要　回顾了涂料工业的发展历史,介绍了现代涂料工业的发展现状,以及有关限制涂料中挥发性有机化合物(VO C )排放的法规.着重讨论了几类环境友好涂料的研究进展,如乳液型超耐候外墙建筑涂料、水性金属防腐涂料、现代木器家具涂料、高固体分涂料、粉末涂料以及环境净化功能涂料.指出环境友好涂料的研究应向水性化、高固体分化、高性能化和功能化方向发展.

关键词　环境友好涂料　挥发性有机化合物　乳液型建筑涂料　水性金属防腐涂料　现代木器涂料中图分类号　T Q 630.7+1 文献标识码　A

文章编号　0438-1157(2003)04-0531-07

N E W DE VELO PMEN T O N EN VIRO N ME N T ALLY FR IEN D LY CO A TIN G S

XIAO Xinyan ,XIA Zhen gbin ,ZH AN G Xudong ,QU Jinqin g ,

ZHANG Xinya ,LAN Renhua and CHEN Huanqin

(College of Chemical Engineering ,South China University of T echnology ,Guangzhou 510640,Guangdong ,China )

Abstract The development of coating s industry ,the relationship betw een coating s and environmental protection ,and the regulations related to volatile organic compounds (VOC )released from solvent -borne coatings are reviewed .The research progress of several environmentally friendly coatings ,such as emulsion architecture coating s ,water -bo rne metal co rrosion -resistant coatings ,modern w ood coatings ,high solids content coatings ,pow der coatings and special functional coatings ,are discussed in detail .Lastly ,research and development of environmentally friendly coating s should be done in w ater -borne coatings ,high -solids solvent -borne coatings ,high performance coatings ,and special functional coating s .

Keywords environmentally friendly coatings ,volatile organic compound (VOC ),emulsion architecture coatings ,w ater -borne mental corrosive -resistant coatings ,modern wood coatings

2003-01-22收到初稿,2003-03-10收到修改稿.

联系人及第一作者:肖新颜,38岁,博士,副教授.基金项目:国家自然科学基金资助项目(No .20176013).提供资料和参加本文讨论的还有梁丽芸、郭清泉、毛淑才、傅和青和胡孝勇等博士生.

　

引　言

涂料是由高分子物质和配料组成的混合物,并能涂覆在基材表面形成牢固附着连续涂膜的新型高分子材料.两千多年前我们的祖先已开始使用桐油调制油漆,20世纪30年代采用植物油、高分子化合物和有机溶剂、颜填料进行工厂化生产油漆,才

开始使用涂料的名称.西方国家古代也是使用天然物质作油漆,称为Paint ,直到19世纪中叶才用合成树脂配制油漆,并将其涂膜与电镀膜一并称为Coating (涂料).1867年美国第一个涂料专利的出现标志着涂料科学与技术的开始[1]

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Received date :2003-01-22.

Correspon ding auther :Dr .XIAO Xinyan .E -mail :cexyxiao @scut .edu .cn

Foun dation item :s upported by the National Natu ral Science Foun -dation of China (No .20176013).

　

当今涂料与塑料、黏合剂、合成橡胶、合成纤维成为五大合成材料.涂料工业属于高新技术产

业,其发展水平是一个国家化学工业发达水平的标志之一.2000年世界涂料产量达2200～2400万吨(中国180万吨,排名第4),其中溶剂型涂料约占涂料总量的30%.涂料在干燥成膜时向空气中散发的挥发性有机化合物(Volatile Organic Com-pound,简称VOC)对人类生态环境构成了严重的威胁.为此,世界各国根据自身特点制定了相应的环保法规,限制涂料中VOC的排放.如美国关于VOC排放的国家建筑和工业保护(AIM)法规1999年9月13日正式起作用;北欧、丹麦、瑞典、荷兰等地规定,内墙涂料最大VOC含量标准为75g·L-1(包括水),2000年1月1日起生效[2];我国则于2001年针对10种室内建筑装修材料制定了强制性的安全标准[3].

当今世界涂料发展潮流是向“5E”迈进,即提高涂膜质量(Excellence of finish)、方便施工(Easy of application)、节省资源(Economics)、节省能源(Energysaving)和适应环境(Ecology).涂料的研究应向水性化、高固体分化、高性能化和功能化方向发展,环境友好涂料(或称绿色涂料)是人们的共同期待.

1　高耐候建筑涂料

通常讲的乳胶漆(涂料)就是泛指水性建筑涂料.建筑涂料占涂料总产量的比重大,我国约占40%,工业发达国家占50%～60%.建筑涂料水性化的比例也高,法国、瑞士、西班牙等欧洲国家水性化比例已达70%～90%,英国为80%[1].高性能建筑乳胶涂料要求具有较高的强度、弹性和附着力,以及十分突出的耐候性、耐玷污性、耐水性、耐酸碱性,良好的透气性和高光泽性.

1.1　高耐候建筑涂料乳液及乳液聚合技术

建筑涂料由成膜物质、颜填料和助剂组成,其中成膜物质———聚合物乳液决定乳胶建筑涂料的主要性能,目前实现聚合物乳液高性能化和高功能化的途径主要有以下两类[4].

(1)从引入硅系单体或氟系单体等聚合物设计观点出发,进行有机硅改性、氟碳改性等高性能化、高功能化的研究———化学改性.

(2)从粒子内部结构的控制技术、粒子形态的控制技术、不同聚合物的复合技术等粒子设计观点出发,进行核-壳乳液聚合、微乳液聚合等相关研究———粒子设计.1.1.1　有机硅改性丙烯酸酯乳液　高耐候性乳胶涂料研究的重点集中在高性能乳液上,如氟改性丙烯酸酯乳液(氟碳乳液)、有机硅改性丙烯酸酯乳液(硅丙乳液)等.改性硅丙乳胶涂料的耐候性可与含氟乳胶涂料相媲美,而耐玷污性优于氟碳乳胶涂料,成本也低,特别适于超高层和市政等建筑外墙面装饰,是超耐候涂料的主要发展方向.

1.1.2　核壳乳液聚合与核壳聚合物乳液　核壳结构聚合物乳液的合成是近些年在种子乳液聚合基础之上发展起来的新技术.核壳乳液聚合提出了“粒子设计”的新概念,即在不改变乳液单体组成的前提下改变乳液粒子结构,从而提高乳液性能.核壳乳液聚合和常规乳液聚合得到的乳液的最大差异在于:核壳乳液聚合得到的乳液抗回黏性好、最低成膜温度低、更好的成膜性、稳定性以及更优越的力学性能[5].核壳乳液的制备,根据壳层单体的添加方法可以分为间歇、半连续和溶胀法.美国Lehigh大学乳液聚合研究所的M atsumoto等进行了系统的研究[6],探讨了核壳乳液聚合的机理,以及乳液粒子形态与各反应参数间的关系.核壳之间的连接情况对粒子形态和乳液性质有很大的影响.

1.1.3　微乳液聚合与纳米聚合物乳液　微乳液聚合的研究始于20世纪80年代,它与普通乳液聚合的差别是在体系中引入了助乳化剂,并采用了高速搅拌法、高压均化法和超声波分散法等微乳化工艺.利用微乳液聚合可得到纳米级聚合物乳胶粒.由于纳米乳胶粒的表面效应和体积效应,使它在许多方面都表现出不同于普通乳胶的优异性能[7],形成的涂膜具有极好的透明性,可作金属等材料表面透明保护清漆和抛光材料;纳米乳液与常规乳液进行复配使用,可以显著提高乳胶膜的强度、附着力、平滑性和光泽性.

近年来华南理工大学在应用核壳乳液聚合、微乳液聚合开发高耐候建筑涂料乳液方面做了一些工作,申请了中国专利(公开号1385447).通过引入含乙烯基异丙氧基和甲基丙烯酰氧基异丙氧基多官能度有机硅氧烷,采用阻碍乳液聚合工艺,将与丙烯酸酯类化学结构和极性相差较大、相容性差的有机硅氧烷通过接枝共聚结合到丙烯酸酯的主链上,在丙烯酸酯大分子链上形成梳状的侧链结构,得到了核壳结构的硅丙纳米乳液[8].

1.2　建筑涂料发展趋势

(1)超耐候硅、氟树脂涂料,耐污性好,附着

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力强,可直接涂刷,既可加温固化,也可常温干燥,施工性能好,人工老化在4000h以上,其户外耐候性达20年以上.其中有机硅改性丙烯酸树脂涂料耐候性与含氟树脂涂料相当,但耐污性优于氟树脂涂料,成本只有氟树脂涂料的1/3,是超耐候建筑涂料发展的重点.

(2)高耐候弹性建筑防水涂料,采用聚醚、聚酯、聚丙烯酸酯进行有机硅改性制成含羟基树脂组分,与含NCO的脂肪族固化剂交联固化.制得的涂膜伸长率达600%～800%,弹性附着力大于10 M Pa,即使在-20℃时仍具有良好的弹性和绕性,可解决底材0.1～3mm裂缝,耐候性达10～15年.

(3)高耐候全天候低毒性建筑涂料,主要是基于有机硅改性丙烯酸的单组分热塑性树脂涂料.涂膜耐候性、耐酸碱性、抗污染性好,特别是防水性和透气性优异,适合北方地区及较潮湿的混凝土墙面使用.

(4)纳米粒子及纳米乳液在建筑涂料中的应用,将使外墙建筑涂料具有高耐候性、高耐玷污性、高保色性和低环境污染.

2　水性金属防腐涂料

腐蚀给人类造成的损失是惊人的,全球每年腐蚀经济损失约10000亿美元.实践已经证明,采用涂料对金属进行腐蚀防护是最经济、实用和有效的方法,水性涂料已成为金属防腐涂料的研究热点和主要发展方向之一[9].目前的水性化技术还存在着巨大的挑战,水性金属涂料的综合性能远不如溶剂型金属涂料,其主要问题是涂膜耐水性差、钢铁的闪蚀、硬度和抗溶剂性较差、对水蒸气及氧气等的屏蔽性能较差.因此,人们纷纷开展提高水性金属涂料的防腐蚀性能的研究.

2.1　成膜聚合物的研究

制备高性能的水性成膜聚合物,以提高涂膜的耐久性及对基材的附着力、减少水蒸气和氧气向金属基材的渗透,是水性金属涂料发展的主要方向之一.目前用于水性防腐蚀涂料的体系主要有3种:环氧体系、丙烯酸体系和无机硅酸锌体系.大量研究表明,环氧树脂所制得的涂膜具有良好的对水蒸气和氧气的屏蔽性,且附着力好、收缩率低,成为水性金属防腐蚀涂料中应用最广泛的聚合物体系[10],但其形成的涂膜易粉化、耐候性差;丙烯酸聚合物保光保色性能及耐老化性能好,但涂膜致密性差、对水蒸气和氧气的屏蔽性不好;有机硅树脂耐热性、防水性好,还可降低树脂成膜时的内应力.因此,采用丙烯酸、有机硅等对环氧树脂进行改性制备水性环氧改性聚合物,可望获得综合性能优良的水性涂料[11].有机氟、有机硅聚合物具有优良的耐久性、抗污性及防腐性,是较为理想的成膜聚合物,但其高价格阻碍了其推广应用.解决这个问题的一个有效的方法就是,利用梯度分层技术使低表面能的含氟、硅聚合物在涂膜的表面富集,从而减少氟硅聚合物用量、降低成本.

此外,还应该增加成膜聚合物的交联度以提高涂膜的致密性.研究表明,在成膜聚合物体系中引入交联基团(如在进行乳液自由基聚合时可引入三烷氧基甲硅烷基化丙烯酸酯、甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯)或加入固化剂[12]制备热固性水性涂料,在其成膜时交联固化,可提高涂膜的硬度、抗溶剂性、耐热性及干燥性等,提高涂膜的致密性.

2.2　防腐蚀颜填料

颜填料对水性涂料的稳定性、涂层的耐蚀性能和物理机械性能影响相当大.合理选择颜填料是高性能水性防腐蚀涂料配方设计的重要环节.除了在涂料中使用鳞片填料如玻璃鳞片、云母、金属鳞片等形成迷宫效应来提高涂膜的屏蔽性能之外,还可以直接在水性涂料中加入反应性防腐蚀颜填料,将金属预处理的钝化过程或磷化工艺与涂料的成膜过程结合起来,从而达到提高水性涂料防腐性能等目的.实践表明,利用磷酸盐、钼酸盐、铬酸盐或它们的有机化合物及有关的防锈颜填料等,在金属表面形成过渡层是防闪蚀和提高附着力的有效方法.

近年来,大量的研究集中在将金属表面磷化处理与有机涂料的涂装过程合二为一方面.通过采用此类技术,省去了金属涂装预处理的磷化步骤,且由于有机磷化合物中的官能团与成膜聚合物相互作用,封闭或减少了“现场磷化处理”后出现的小气孔,增强了涂膜与基材之间的干附着力与湿附着力,可较好地解决水性涂料成膜时对金属基材的闪蚀问题[13].尽管这些新的涂料尚未得到推广和应用,但提供了一个值得尝试和很有发展前景的研究方向.

2.3　自分层技术

金属防腐蚀涂层通常由底漆、中涂漆和面漆组成才能满足要求.然而每道漆分别施工,不仅时间

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长、费用高,且存在层间附着力差和使用寿命变短等问题.使用底面合一的水性自分层(Self-Strati-fying)涂料[14],经一次涂装就可获得多层涂膜,大大提高了涂膜的质量.自分层水性涂料体系的稳定是相对的,如何平衡体系的稳定和分离是研究成功的关键:一方面,要求涂料的各组分必须能够稳定地存在于同一体系内;另一方面,要求涂料各组分在成膜的过程中,因表面能的差异而相对发生分离和迁移,形成组成呈梯度分布的涂层网络.自分层水性涂料代表环境友好涂料的一个发展方向.

2.4　水性涂料成膜机理研究

水性涂料的成膜机理与溶剂型涂料相比有很大的不同.水性涂料在成膜时伴随着水分的蒸发,从而影响聚合物粒子的聚结和融合.Brow n等[15]在详细研究了水性聚合物的成膜过程之后提出了毛细管理论,他们认为,水及聚合物的表面张力是水性涂料成膜的主要推动力,水性成膜聚合物粒子成膜需满足方程

F S+F C+F v+F g>F G+F e

其中,F S为促进粒子聚结的有粒子形变力,F C为水分挥发的毛细管作用力,F v为分子间van der w aals作用力,F g为重力作用力;F G为障碍粒子变形的有粒子抗形变力,F e为粒子之间的电荷排斥力.

根据Laplace的毛细管作用力方程和Hertz的粒子抗变形力方程,粒子变形需满足

G<35σR

式中　G为聚合物弹性剪切模量,σ为水的表面张力.但是上述推理有不当之处,因毛细管作用力和抗变形力的作用面积不相等,且毛细管作用力随时间而变化;这些模型方程采用的都是理想弹性模型,实际上乳胶粒子为黏弹性体系.

由于水性聚合物是以粒子形态存在的,成膜过程的复杂性决定了涂膜出现孔隙的概率要比溶剂性涂料高得多,因此,对成膜过程与机理的研究是提高水性涂料涂膜质量的关键.

3　现代木器涂料

现代木器涂料主要包括水性木器涂料和紫外光固化木器涂料.水性木器涂料主要有聚丙烯酸酯和聚氨酯两大类;而紫外光固化涂料则由于具有涂膜光亮、平整、耐酸碱等优点,有良好的打磨抛光性能,正成为高档木器涂料的一个重要发展方向.

3.1　水性木器涂料

3.1.1　丙烯酸木器涂料　常规丙烯酸乳液木器涂料具有固体含量高、干燥速度快、硬度高、成本低及耐候性好等优点,但存在成膜性差、不耐溶剂及热黏冷脆等不足,需要进行改性.

在丙烯酸乳液聚合过程中引入可交联的基团,如氨基、乙酰乙氧基、酰胺基、双丙酮基等,通过自交联提高涂膜的耐化学性能,改善聚合物的形态[16],采用无皂乳液聚合工艺,可制成丙烯酸微乳液.当乳液粒径在100nm以下时,表面张力低,对底材具有极好的渗透性、润湿性、流平性和流变性,使所涂物件具有高质量的加工性,对木器具有极好的装饰性[17].

3.1.2　聚氨酯水性木器涂料　水性聚氨酯涂料有单组分和双组分之分.单组分属热塑性树脂,聚合物相对分子质量较大,成膜过程中不发生交联,方便施工.双组分水性聚氨酯涂料由含NCO基的交联剂(也称A组分)和含羟基的水性树脂(也称B 组分)组成,施工前将二者混合均匀,成膜过程中发生交联反应,涂膜性能好.

(1)单组分聚氨酯水性涂料　通过交联或复合改性基料来提高涂料性能.选用多官能度的原材料如多元醇、多异氰酸酯和多元胺等合成具有交联结构的水性聚氨酯分散体[18];添加内交联剂,如碳化二亚胺、甲亚胺和氮杂环丙烷类化合物;采用热活化交联、紫外光交联和自氧化交联等.与环氧树脂复合,将环氧树脂的较高的支化度引入到聚氨酯主链上,可提高乳液涂膜的附着力、干燥速率、涂膜硬度和耐水性[19].与丙烯酸复合,将聚氨酯的较高的拉伸强度和抗冲强度、优异的柔性和耐磨损性能与丙烯酸树脂的外观美、成本低相结合,制备高性能、低成本的聚氨酯-丙烯酸(PUA)复合乳液[20].

(2)双组分水性聚氨酯涂料(WPU)　为了提高A组分在水中的分散能力,常采用离子型或非离子型或二者结合的亲水组分作为内乳化剂,但这样会降低固化剂的官能度,增加体系的亲水性,降低涂膜的耐水性.最近开发的叔异氰酸酯固化剂[21],如偏四甲基苯基二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物,可制备无气泡涂膜,克服上述缺陷.

水性聚氨酯的B组分,通常采用乳液型多元醇(粒径在0.08～0.5μm之间),如丙烯酸乳液

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多元醇.其特点为涂膜在室温下干燥速度快、成本低,但存在乳液的分散能力差、涂膜外观不理想等缺点.分散体型多元醇(粒径小于0.08μm )称为第二代水性羟基树脂,包括聚酯多元醇、丙烯酸多元醇和聚氨酯多元醇等.将丙烯酸聚合物接枝到聚酯分子链上制备聚酯-丙烯酸杂合分散体多元醇,可以提高聚酯链的耐水解性,由此配制的涂料具有良好的综合性能[22],聚氨酯多元醇分散体是双组分聚氨酯涂料理想的羟基组分.

水性木器涂料的研究新方向主要体现在以下几方面:依靠分子设计和聚合物分子裁剪技术,在水性聚合链上引入特殊功能结构的组分如含氟、含硅聚合物,赋予聚合物涂膜多功能性;进一步完善和发展高性能无缺陷水性木器涂料体系.3.2　紫外光固化木器涂料

紫外光固化技术主要包括传统的自由基光固化体系和新发展的阳离子光固化体系,基本上由光引发剂、光固化树脂、活性稀释剂和其他添加剂等部分组成.

3.2.1　光引发剂　自由基光引发剂有分裂型和提氢型两类,前者受光激发后,分子内分解自由基,是单分子光引发剂,以安息香醚为代表;后者需要和一种含活泼氢的化合物配合,通过夺氢反应形成自由基,是双分子光引发剂,二苯酮为其代表.

安息香双甲醚与许多单体或预聚物有良好的混溶性,并且没有活泼的氢原子,具有优异的贮存稳定性和热稳定性,其光分解反应如下

C

O C OCH 3OCH 3h ν

C O ·+

C OCH 3OCH 3

·C OCH 3OCH 3

·C

O OCH 3+CH 3·

光解生成的二甲氧基苯甲基可进一步分解生成活泼的甲基自由基,有效地引发聚合反应[23].

二苯甲酮以叔胺(如三乙醇胺)作为活性供氢体,具有很高的固化速度[24].米蚩酮与二苯甲酮组合,可得到一种非常便宜而高效的引发体系.但米蚩酮自身具有颜色和毒性的缺点,为了克服其毒性,可采用美国第一化学公司开发的N ,N ′-二甲乙胺基二苯甲酮作为替代品.钅翁盐是一种新型、稳定、非吸水性且高效的阳

离子光引发剂,其在光照下分解成离子基和自由基,可同时引发阳离子聚合和自由基聚合,二芳基碘钅翁盐、三芳基硫钅翁盐和二茂铁盐在紫外光固化中已有应用.实际应用中,常常使用复合光引发剂来扩展吸收峰范围,提高光固化效率.

3.2.2　光固化树脂　光固化树脂中含不饱和官能团的预聚物,对漆膜的性能有决定性作用,其官能团的种类影响涂料的固化速度.环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯性能优异,是目前最重要的预聚物,阳离子光固化树脂主要是环氧化合物和乙烯基醚化合物.

双酚A 型环氧丙烯酸酯预聚物分子结构中含有苯环,刚性大,赋予漆膜高硬度、高光泽、优异的机械性能和耐化学品性能,但存在耐候性差、脆性大等缺点[25].聚氨酯丙烯酸酯预聚物分子中的氨酯键使得高聚物分子链间能形成多种氢键,因而涂膜具有优异的柔韧性、耐磨性、耐化学品性和耐高、低温性能.实际上以上两种预聚物配合使用,可得到性能互补的光固化涂料.

双酚A 环氧树脂是最常用的阳离子光固化环氧化合物,但聚合速度较慢,黏度较高.脂肪族环氧化合物中3,4-环氧环己基甲酸酯最常用,其黏度低、固化快、收缩少,可与双酚A 环氧树脂配合使用.　

3.2.3　活性稀释剂　活性稀释剂调节体系的黏度,具有较高活性,成膜时与预聚物共聚成为聚合物膜的组成部分.活性稀释剂有单官能团单体和多官能团单体两类.

单官能团稀释剂中包含一个反应性基团,如苯乙烯、乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸异辛酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸羟乙酯等.多官能团稀释剂至少包含两个丙烯酸基团,不仅用作稀释剂,而且还在固化时起交联剂的作用,对涂膜的性能有重大影响.增加稀释剂的官能度会加速固化过程,提高交联密度,涂膜硬度增加,但柔韧性下降,并导致涂膜中含有较多的残留稀释剂.常用的双官能团和三官能团稀释剂有:二缩三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯等.实际生产中,为了得到满意的综合性能,常常将单、双、三官能团稀释剂配合使用.Bongiovann 等人[26]最近的研究表明,在体系中加入少量的含氟稀释剂,聚合时将富集在涂膜表面,可以大幅改进涂膜的疏水性、耐化学品性和抗划伤性.

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3.2.4　其他添加剂　光敏剂和光增感剂是光固化涂料中特有的助剂.光敏剂是指吸收光能后能将能量转移给光引发剂的物质.大部分光敏剂为有机络合物,吸收可见光区能量,与光引发剂在不同的光谱部分吸收能量,因此光敏剂与引发剂配合常能达到更有效利用光源的目的.光增感剂则可以产生抗氧作用,提高固化速度,常用的有胺类和酚类,将二者混合使用抗氧效果显著增强[24].此外,其他涂料中用的分散剂、流平剂、消泡剂等助剂以及制备色漆的颜料等也必不可少.光固化涂料对这些助剂及颜料具有更高要求,必须考虑它们对紫外光固化体系、聚合成膜过程及涂膜性能的影响.

4　高固体分涂料、粉末涂料及功能型涂料

4.1　高固体分溶剂型涂料

一般固体分含量在65%～85%的涂料便可称为高固体分涂料(high-solids solvent-borne coat-ings).由于溶剂型涂料在技术和性能等多方面的优势,在今后相当长时间内仍会存在,特别是通过降低树脂相对分子质量、极性和玻璃化温度(T g)使树脂更易溶解于有机溶剂,同时还可使用催化剂来提高反应活性[27].总之,采用各种办法减少VOC排放,保留溶剂型涂料的优越性,高固体分涂料会得到发展.高固体分涂料发展到极点就是无溶剂涂料(无溶剂涂料又称活性溶剂涂料),如近几年迅速崛起的聚脲弹性体涂料就是此类涂料的代表.它目前主要应用于汽车工业、石油化工贮罐以及海洋和海岸设施等重防腐工业等.

4.2　粉末涂料和辐射固化涂料

粉末涂料具有不含溶剂,可以全部转化成涂膜、涂装效率高,保护和装饰综合性能好等特点,符合涂料工业“5E”的发展方向,它主要应用于铝质和钢质金属建材、家电、交通、仪器等.其发展趋势是低温固化和高耐候性.

辐射固化涂料由于具有快速固化、高工效、低能耗、低VOC排放、性能优越等特点,所以发展速度很快,它主要用于木地板、PVC装饰板、纸张上光油,也应用于电子产品、卷钢、塑料型材等.其发展方向是电子束固化和水性化[24].

4.3　环境净化功能涂料

近年来,人们致力于环保功能涂料的开发,如污水净化涂料、空气净化涂料和阻尼降噪涂料等.通过将纳米二氧化钛、钛酸钴等光催化剂及其他材料复合到涂料中,可制备环境净化功能涂料[28].这类涂料对环境的净化机理是:光催化剂在紫外光等作用下使空气中的水分子分解产生羟基自由基(·OH),·OH与甲醛、苯、氨等有害有毒气体发生物理化学反应,达到净化空气的目的.

此外,还有防火涂料、示温涂料、隐身涂料等功能涂料,因文章篇幅所限,不再赘述.

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《化工学报》赞助单位

四川大学化工学院

浙江大学化学工程与生物工程学系

大连理工大学化工学院

北京化工大学

浙江工业大学化工学院

西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室

武汉化工学院

上海化工研究院

西南化工研究设计院

上海交通大学化学化工学院

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　第54卷第4期 肖新颜等:环境友好涂料的研究新进展