溶剂型涂料产品的研究成果专业：化学工程与工艺班级：09精细化工学号：0913020011姓名：黄建指导教师：刘晓国完成时间：2013年4月17日溶剂型涂料产品的研究成果黄建（广州大学化学化工学院09精细化工0913020011）摘要：溶剂型涂料经过长期发展，形成具有高装饰性、耐久的保护性、多功能性、品种齐全的新工程材料，不仅对现代工业、现代国防发展起了重要作用，而且如信息、生化、新材料、航空航天、海洋开发、可再生能源开发、环保等现代高科技产业发展也有赖于溶剂型涂料的发展，而有机溶剂对溶剂型涂料发展起了关键性作用。

但随着人们环保意识的增强，要求溶剂型涂料无毒低毒、高固体份及性能更加全面等以适应时代的发展。

关键词：溶剂型涂料；高固体份；纳米材料The Research of Solvent-based CoatingsHUANG Jian(School of Chemistry and Chemical Engineering Technology，Guangzhou University，Guangzhou,China)Abstract：Solvent-based coatings after long-term development, the formation of a high decorative and durable protection, versatility, and a full range of new engineering materials, not only the development of modern industry, modern national defense played an important role, but such information, biochemistry, new materials, aerospace, marine development, renewable energy development, environmental protection, modern high-tech industrial development also depends on the solvent-based paints, organic solvent played a key role in the development of solvent-based paints. However, as the people's awareness of environmental protection, require solvent-based paints non-toxic and low toxicity, high solids and performance more comprehensive in order to adapt to the developmentKey words: solvent-based paints; high solids; nanomaterials0前言涂料工业属于近代工业，但涂料本身却有着悠久的历史。

早在4 000多年以前，中国人就开始使用天然树脂作为成膜物质的涂料——大漆，一种无溶剂涂料。

而真正懂得使用溶剂，用溶剂来溶解固体的天然树脂，制得快干的涂料是19世纪中叶才开始的。

l927年醇酸树脂问世，使涂料工业开始向现代化工发展。

20世50年代后期石油化工大发展，为合成树脂提供了丰富原料，促进了涂料合成树脂的蓬勃发展，工业涂料、建筑涂料、特种功能性涂料品种层出不穷，满足了国民经济、国防工业和高科技产业发展的要求，使涂料工业发展成为重要的精细化工行业，这过程中溶剂型涂料在涂料发展的历史长河中一直雄踞首位。

1溶剂型涂料溶剂型涂料的主要品种有：醇酸树脂涂料、聚酯类树脂涂料、丙烯酸类树脂涂料、环氧树脂和环氧酯类涂料、聚氨酯类树脂涂料、有机硅和氟化树脂涂料等。

随着经济的发展，社会文明的进步，一些先进工业国从“先污染、后治理“的沉痛教训中觉醒，认识到在发展经济的同时，要保护环境的重要性。

l966年美国洛杉矶州率先颁布限制有机溶剂挥发的环保法令，规定溶剂型涂料中有机溶剂(尤其是易产生光化学烟雾的溶剂)含量要低干17％(体积)，这是很严格的。

其他先进的工业国陆续效仿，相继出台环保法规，规定有机挥发物(VO C)限值。

环保法规颁布促进了环境友好型涂料的发展，使涂料中有机溶剂用量逐渐减少。

涂料经历了“无溶剂一有溶剂-无溶剂”的循环发展过程(见图1)。

自20世纪50年代初热塑性粉末涂料问世，60年代初水性涂料和辐射固化涂料开始工业化，半个多世纪来，以它们为代表的环境友好型涂料获得了长足的发展，在美、西欧、日本等先进工业国家的涂料中，环境友好型涂料已占到60％以上。

因此有人认为，从长远来看，溶剂型涂料会消失。

但是，溶剂型涂料有着其他涂料无法比拟的优点：期施工的费用一般比较低，特别是与水性涂料相比，因为水性涂料施工需要不锈钢设备，而溶剂型涂料的静电喷涂设备比水性涂料花费少；溶剂型涂料对各种施工环境的适应能力强，而水性涂料由于无法调节其挥发速率，要想获得高性能的水性乳胶涂料涂膜，就必须控制施工环境的温度、湿度；溶剂型涂料对树脂的选择范围较广，各种树脂几乎都可溶解在溶剂中；溶剂型涂料的涂膜滞留空气和爆孔问题少。

2研究方向随着人们生活水平的提高及环保意识的增强，溶剂型涂料的主要研究方向应该是朝着高固体份、溶剂低毒无毒化和纳米材料在涂料中的应用等方向发展的。

下面简单介绍这几个研究方向。

2.1高固体份化溶剂型高固体涂料系指体积固体份在60%以上的溶剂型涂料。

这种涂料由于溶剂含量少，因此对环境的危害减少了，它是汽车，船舶、集装箱、重防腐、钻井平台和木器等重要涂料应用领域的主力军和发展方向，目前在开发和应用的树枝状聚合物（高分子量、低粘度）如聚酯、聚氨酯等正是为开辟新颖高固体涂料所做的准备，欧洲现有汽车涂装流水线都将换用高固体涂料以取代固体分溶剂型涂料。

美国Du Pont 公司称，不久将会有80%高固体分涂料应用于汽车涂料中。

高固体份涂料的树脂体系主要有醇酸和聚酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂及聚氨酯树脂。

2.1.1醇酸和聚酯树脂除了环境因素之外, 高固体醇酸涂料突出的优点是一次涂装漆膜厚度可达到65～75µm , 相当于普通醇酸漆二次涂装的厚度。

为确保油漆的外观质量与施工要求，高固体份醇酸和聚酯树脂配制重点是解决几个问题：加入流变性质调节剂, 改善高固体醇酸和聚酯树脂漆使用中易产生的流挂现象；涂层在65～75µm 厚度情况下, 确保内部溶剂扩散而不致发生皱皮针孔, 满足涂层平整光滑要求；筛选适宜高固体醇酸和聚酯树脂用的有机颜料和无机颜料；采用数量少、溶解力强的溶剂。

简单介绍一些研究成果：美国专利已经对高固体份醇酸漆组分进行了阐述，即把带有OH一基的醇酸树脂聚合物与交联剂，如甲氧基甲基三聚氰胺、酸催化剂、颜料及溶剂化台制备了固体份为≥70％的醇酸漆。

喷涂在金属上，并在325℉烘烤15分钟，得到的漆膜坚硬光亮。

Hitachi化学品公司开发了由79～81％用(二异丁烯基)琥珀酸酐衍生的醇酸树脂(酸值20，OH值30～300)制备的高固体份醇酸漆，粘度4～1 O0泊。

讨论了高固体份醇酸涂料用的由己二酸、邻苯二酸、椰子油脂肪酸及季戊四醇制成的控制分子量分布的醇酸树脂的合成和交联漆膜的性能，以及加入不同官能度的多元醇和加入不同不饱和度的多元酸对醇酸树脂粘度的影响。

醇酸树脂的分予量是由添加椰子油脂肪酸的顺序，及在二环己基碳化二亚胺作用下发生的反应控制的。

美国AMOGO化学公司推出了这类产品, 选用脂肪酸作降低分子量的调节剂, 并使用甲基丙烯酸甲醋和失水苹果酸醉加成而接入醇酸树脂分子之中。

制成的高固体醇酸漆附着力好, 适应多种基材涂装的新型工业维修面漆和装饰漆。

美国专利已论述了用醇酸树脂的不饱和单异氰酸酯加成物制备高固体份涂料。

这些涂料台有5～40%和的OH官能聚台物或乙烯化不饱和异氰酸酯单体的齐聚物(分子量400～l600)加成物作为漆基或反应稀释剂。

该漆膜耐候性和干燥性能好。

高固体份聚酯涂料(聚酯OH值50～500，数均分子量500～3000)，是由Maruzen油公司用含有对苯二甲酸衍生物的二元酸组份及含有2一甲基I一3丁二醇的二醇组份、交联剂及溶剂制备而成的。

涂在软钢上，经180℃烘烤20分钟，得到50 µm厚、附着力和光泽都有改善的漆膜。

2.1.2丙烯酸树脂丙烯酸树脂是油漆与涂料中用量最大的品种之一．与其它树脂相比，它具有高透明度．高韧性，耐化学品性、耐候J性、耐溶剂性好，光泽度高．保光性好等优点，是理想的汽车面漆、家用电器面漆、外部涂装的卷材涂料等。

高固体份丙烯酸涂料混溶性好，粘度比较低。

日本专利论述了高固体份低分子量丙烯酸聚合物组分。

在溶剂和抑制剂作用下在密闭容器内放入甲基丙烯酸酯0~90份、芳香族乙烯单体0～90份，乙烯化不饱和二羧酸酯0～40份、含缩水甘油羟基或酸基的乙烯单体或其混合物1～40份、甲基丙烯酰胺或甲基丙烯腈0～20份、乙烯酯0～60份、接枝可聚合醇酸或不饱和聚酯0～30份，在140～300℃进行聚合反应，制成固体份为70～90%的涂料和粘结剂用的丙烯酸聚合物（分子量500～5000）溶液。

高固体份丙烯陵树脂含有甲基丙烯酸甲醋和烯丙基及或甲基丙烯酸氨基烷基酯的聚合物，该漆可喷涂在刷有醇酸底漆的钢板上，在I65℃烘烤30分钟，漆膜厚度为56µ，光亮、耐汽油浸泡而且耐候性好。

静电喷涂高固体份涂料用的低分子量丙烯酸树脂，由Bouboulis将甲基丙烯酸羟烷酯和甲基丙烯酸烷基酯在台有C1~12烷基烷酸酯的溶剂中进行辐射聚合而制成。

聚合溶剂可以保持在涂料化合物中提供较低的粘度，并改善电阻率及其它漆膜性能。

喷涂在磷化钢扳上并在177℃烘烤l5分钟，漆膜厚度0.025～0.03mm，光泽70%，耐冲击性168吋／磅。

我国江苏鸿业涂料科技产业有限公司研制开发的高固体份丙烯酸树脂，系高固体、低污染、功能性的环保涂料，主要用于轿车、微型车、豪华大中客车等，还可应用于摩托车和家电。

其主要特点：高固体份，饱和脂肪酸改性，润湿分散性好；官能团羟基含量高，树脂分子量分布均匀，采用柔性树脂和流变性树脂。

产品质量及性能价格均占有一定的优势，因此前景十分良好。

2.1.3环氧树脂快速固化的高固体份涂料组份由低分子量环氧树脂、液体氨基塑料交联剂，柔韧多元醇，无机或有机单体酸或聚合酸怍为共反应催化剂，及任选的表面活性剂而制成。

涂刷在铝板上，在205℃固化2分钟，得到薄而光亮的漆膜．通过了耐沸水性、耐溶剂性及柔韧性试验。