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高分子涂料

/polymer coating/
条目作者张守海

张守海

最后更新 2023-04-18
浏览 153
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以聚合物为主要成膜物质,添加溶剂和各种添加剂制得具有一定功能的涂料。

英文名称
polymer coating
所属学科
材料科学与工程

根据成膜物质不同,分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料等。其中,应用最广泛的是合成树脂涂料。

涂料工业中最古老的品种。中国采用桐油涂刷建筑、木制车船,以及各种日用品(如油布、雨伞)等,已有几千年历史。公元前2000年,埃及也出现了干性油和颜料制成的涂料。由于油脂涂料受自然资源限制,而且其涂膜机械性能、装饰性和防腐蚀性等均不如合成树脂涂料好,在涂料工业中的比例逐年下降。仍在使用的品种有:①清油。用作木材、金属表面涂料和稀释厚漆及腻子。②厚漆。用作房屋建筑涂料。③油性调和漆。用于涂刷建筑物、木材等。④油性防锈漆。其涂膜干燥慢,附着力及柔韧性好,涂膜初期较软,用作黑色金属的防锈底漆。⑤油性电沉积涂料。由顺丁烯二酸酐与油加成后制得的铵盐、颜料及蒸馏水组成,用于黑色金属的小五金零件涂装。

用天然树脂及其衍生物为主要成膜物质制成的涂料。天然树脂涂料的涂膜比油脂涂料干得快,且坚硬光亮,是涂料工业初期的主要产品。20世纪以来,由于出现了性能优异的合成树脂,天然树脂(如化石树脂)的产量又受资源限制,致使天然树脂涂料在涂料中的比例逐渐下降,有些品种为合成树脂涂料所代替。仍在生产和使用的天然树脂涂料有松香酯涂料、沥青漆、改性大漆和虫胶清漆。其中,松香酯涂料主要用作性能要求不高或没有特定要求的木材、钢铁表面,如门窗、家具等的涂料。沥青漆质脆不耐光,且易干燥、成膜快,耐水性和耐化学稳定性显著地优于松香酯涂料。因此,沥青漆是早期的防水、防腐蚀的主要涂料品种,也是绝缘漆的一类品种。亦可与其他合成树脂混合,制成防腐蚀用的涂料。改性大漆由用二甲苯萃取出的漆酚与合成树脂及植物油反应制得。常用品种有酚缩甲醛、漆酚环氧防腐蚀涂料等,具有防腐蚀、施工性能好等特点,主要用于化工设备、实验室台面等的防腐蚀涂装。虫胶清漆干燥快,易于施工,是过去常用的一种快干型涂料,除用于木器外,也作为早期的电工器材的绝缘漆使用,现在则主要用作手工制造家用木器的底漆。

用人工合成的高聚物为主要成膜物质所制成的涂料。它通常为黏稠液体或加热可软化的固体,受热时通常有熔融或软化的温度范围,在外力作用下可呈塑性流动状态,某些性质与天然树脂相似。其机械性能、装饰和防护等综合性能均优于油脂涂料及天然树脂涂料。自1909年出现酚醛树脂涂料以来,合成树脂涂料发展很快。20世纪80年代初,美国合成树脂涂料已占涂料总产量的90%。1984年,中国合成树脂涂料约占涂料总产量的50%。

由于合成树脂涂料的原料广泛,种类也各不相同,主要有两种分类方法。按主要成膜物质分类:主要分为醇酸树脂涂料、丙烯酸树脂涂料、氨基树脂涂料、环氧树脂涂料、聚氨酯涂料,即合成树脂涂料的五大品种。其中醇酸树脂涂料的产量最大,丙烯酸树脂涂料发展最快。按涂料用分散介质可分为溶剂型、水性、无溶剂型三大类。溶剂型涂料的产量最大,用途广,但因需耗用大量有机溶剂、污染环境,正在被高固体涂料、水性涂料粉末涂料和辐射固化涂料逐步取代。有时也将这几类涂料称为低污染、省资源、节能型涂料,是涂料产品中的新品种。

随着科技的进步,各种功能性涂料发展迅速并得到了广泛应用,譬如热功能涂料:包括耐高温涂料、防火涂料、隔热涂料等。此类涂料以耐高温隔热保温涂料为代表,兼具耐高温、隔热保温、防火等多种功能,耐温可高达1800℃,导热系数只有0.03瓦/(米•开),可长期耐明火,能有效抑制并屏蔽辐射热和传导热,对高温物体和低温物体的隔热保温抑制效率均可达到90%以上。光学功能涂料:包括光反射涂料、红外辐射散热涂料、耐高温远红外辐射涂料等。红外辐射散热涂料以ZS-411为代表,耐温幅度-50~600℃,涂料直接涂刷在要散热降温的物体表面,能够以8~13.5微米红外波长向大气空间自动辐射带走物体上的热量,降低物体表面和内部温度,散热降温明显。散热不受周围介质影响,可以在真空环境中使用,涂层在起到散热降温的同时,也有很好的自洁性、绝缘性、防腐性、防水性、抗酸碱等特点。

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