低表面能涂料简介共22页
世界涂料发展现状及趋势课件
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防火涂料的安全问题
n 防火涂料在遇火产生膨胀从而对基材起到保护 作用的同时，其阻燃成分有可能释放出诸如 NH3、HCN、卤化氢、NOx、CO、Cl2、Br2 等有毒气体。如果这些气体的浓度超过了人体 的耐受极限，便会对未逃离火场的人员以及消 防人员产生危害
世界涂料发展现状及趋势
世界涂料发展现状及趋势
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•序号
•1 •2 •3 •4 •5 •6 •7 •8 •9 •10
•公司名称
•Akzo Nobel •ICI
•Sherwin-Williams •DuPont •PPG •BASF •Kansai
•Nippon Paint •Valspar •RPM
•总部所在地 •荷兰
•涂料销售额 •（亿美元）
•60
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防污涂料
n 防污涂料一般涂装于海洋水下设施和船底防锈漆之上，位于最外层。它的主要作
用是通过漆膜中毒料的水解、扩散或渗出等方式逐步释放毒料，达到防止海 洋附着生物附着于海洋水下设施或船底的目的。有毒的海洋防污涂料由于其 毒性的危害已慢慢淡出市场(如有机锡防污涂料)，新型的无毒防污涂料主要有
n 成碳剂的主要作用是促进和改变热分解进程，使含有羟基的化合物脱水碳化 。
n 发泡剂遇高温受热时能分解释放出氨气、二氧化碳、水、卤化氢等气体，鼓吹起碳质层
形成多孔的不燃碳质泡沫。发泡剂常用三聚氰胺、双氰胺、碳酸铵、聚磷酸铵、尿素等含 氮化合物及氯化石蜡、氯化联苯。磷酸铵、聚磷酸铵、磷酸脲、磷酸蜜胺等既是酸源，也 是发泡剂。
防火涂料
n 防火涂料就是将其涂覆于物体表面所形成的涂层遇火受热 膨胀形成隔热层达到防火阻燃的目的。防火涂料是用于可 燃性基材表面，能降低被涂材料表面的可燃性、阻滞火灾 的迅速蔓延；或用于非可燃性基材表面，用以提高被涂材
低表面能之自洁涂料的发展
Shibuichi, S.; Onda, T.; Satoh, N.; Tsujii, K. J. Phys. Chem. B 1996, 105, 19512 Otten, A,; Herminghaus, S. Langmuir 2004,20,2405. Jeong, H. J.; Kim, D. K.; Lee, S. B.; Kwon, S. H.; Kadono, K. J. Colloid Interface Sci. 2001, 235, 130. Nakajima, A.; Hashimoto, K.; Watanabe, T. Langmuir 2000,16,7044. Takeda, K.; Sasaki, M.; Kieda, N.; Katayama, K.; Kako, T.; Hashimoto, K.; Watanabe, T. Nakajima, A. J. Mater. Sci Lett. 2001, 20, 2131. Kawai, A.; Nagata, H.J. Appl. Phys. 1993, 33, 1283. Morra, M.; Occhiello, E.; Garbassi, F. Langmuir 1989, 5, 872. Gomberta, A.; Glaubittb, W.; Roseb, K.; Dreibholzc, J.; Blasia, B.; Heinzela, A.; Spornb, D.; Dollc, W.; Wittwera, V. Thin Solid Films 1999, 351, 73.
如圖五所示，隨著粒徑的增加，接觸角亦 隨之增加，且接觸角最高可維持在140∘左 右。
在表面結構方面，薄膜之粒子粒徑在 120~200nm時，由AFM分析(圖六)，其表 面粗糙度Ra=46.5nm(<100nm)。
高性能低处理表面涂料
高性能低处理表面涂料刘新( 广州佐敦远洋制漆有限公司 , 510620)摘要 : 介绍了几种低处理表面涂料的优、缺点 , 探讨了在生锈后的处理表面 , 完整旧涂层和高压水喷射除锈等不同表面的性能 , 及在各种腐蚀环境下的应用。
关键词 : 高性能 ; 低处理表面 ; 涂料1 什么是低处理表面涂料低处理表面涂料 , 首先要与带锈涂料区别开来。
带锈涂料的主要作用是涂覆于残留锈蚀的钢铁表面 , 本文所介绍的低处理表面涂料 , 不仅可以带锈涂刷 , 还可以涂覆于其它种类的旧涂层上面。
在英文中 , 这类涂料叫做Surface -tolerant Coating , 直译过来为表面容忍性涂料 , 根据业内习惯 , 称之为低处理表面涂料。
我们必须理解到底可以容忍的底材表面是处于什么状态 , 这是最为重要的。
比如说 , 底材表面可能覆盖有氧化皮、锈蚀、各种成分的旧涂层、水分、盐分或者油污等。
这类涂料还可能要求在施工中能够容忍高温、低温、相对湿度以及表面潮气等。
在使用低处理表面涂料前 , 对于这些因素都要做认真细致的考虑。
低处理表面涂料的使用 , 主要针对在不可能完全达到喷砂级别 Sa 2 . 5 (ISO 8501 -1 : 1988) , 又要达到高级别的防腐蚀保护要求的情况下。
另外一个要求就是低处理表面涂料要能够涂覆在不同种类的旧涂层上面而不会产生相容性问题。
因此 , 在这种情况下的讨论 , 低处理表面涂料主要是指那些可以涂覆在手工或动力工具打磨的表面 (St2/ St3) , 旧涂层表面和高压水喷射除锈表面的涂料产品。
由于低处理表面涂料主要是应用于涂装维修方面 , 所以这类涂料产品还必须比其它类的涂料产品更能适应多种气候和施工环境。
高压水喷射除锈在涂装维修时已经越来越多地受到了关注 , 在船舶维修方面 , 高压水喷射除锈有着很多的应用 , 并且取得了极大的成功。
低处理表面涂料在高压水喷射除锈表面的应用实践表明它是最为适合的涂料产品。
低表面能树脂
低表面能树脂
低表面能树脂是一种特殊的树脂材料，其表面能极低，具有突出的拒水拒油性。
这种树脂材料常用于防粘贴、防涂鸦等领域，以及海洋船舶、桥梁、海上设施的防污涂料、渔具等相关器材的防污涂层和电子电器、显示屏等高疏水性涂料的制造。
低表面能树脂的外观通常是乳白色均匀液体，固含量≥50%，粘度(25℃)≤100mpa.s，固化时间/室温≤12小时(表干)，接触角≥100°，附着力3级以上。
这种树脂具有短固化时间、成膜效果好、粘结力强等特点，是一种具有良好低表面性能的新型树脂。
低表面能涂料及其应用技术
一４８—
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图７自聚集水性氟碳树脂防污涂料反应式
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图８氟代聚硅氧烷结构式 开发低表面能有机硅防污涂料的关键问题是涂料对底材的附着力差，解决办法之一就是利 用三层涂料体系：以环氧聚酰胺防庭涂料作为底漆，中阃是苯乙烯丙烯酸丁酯与聚硅氧烷的互穿 网络粘结层，然后再涂有机硅防污面漆。附着力的问题有待于进一步研究。此外，有必要提高其 机械性能，如抗划伤、抗撕裂、抗刺穿性能等。 ３低表面能减阻涂料
最近有一种新型的低表面能防污涂料一一氟代聚硅氧烷就是基于上述新的设计理念开发来 的 代 表 产 品ＰＮＦ珊Ｓ（ｐ０１ｙｎｏｎａｆｌｕｏｒｏｈｅｘｙｌｍｅｔｈｙ卜ｓｉｌｏｘａｎｅ） 及ＰＴＦＰｂ］Ｓ （ｐｏｌｙ（ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐｙｌｍｅｔｈｙ卜ｓｉｌｏｘａｎｅ）），其结构式如图８所示。线型的聚硅氧烷骨架上带有 氟碳侧基，－－－ＣＦ，在涂膜中将取向表面，即吸取了线型聚硅氧烷的高弹性及高流动性，又吸取了氟
利用压差流阻测试装置，研究了各类管道内壁涂层如环氧涂层、环氧沥青涂层、丙烯酸涂 层、低表面能涂层的减阻效果，结果显示，低表面能涂层具有明显的减阻效果，相对于环氧沥 青涂层减阻率提高２１．７ｚ％。 ３．１流阻测试装置
一４９—
图９流阻测试装置工作原理示意图
UV涂料技术
是常被采用的检验硬度的方法。检测按GB/T6739-1996进行。值得注意的是，检测 硬度只能按标准以马口铁板作为基材，而用铅笔在任一被涂物上测涂层硬度是不科 学的，其结果不能做为仲裁依据。
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UV涂层（干膜）性能及影响因素
低表面能的PE﹑PP﹑PTFE等基材直接涂覆很難獲得較好的附著力﹐一般在涂
裝之前都需對其進行適當表面處理﹐改善表面極性﹑濕度及表面交聯和強度。這些 方法主要包括化學處理﹑火焰和熱處理﹑等離子處理﹑光化學反應處理等 涂料對塑料基材的润濕能力
涂料配方中選用合適的活性稀釋劑和润濕助劑才能有效的提升涂料的附著力而又不 起副作用。
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四. UV涂料性能檢測
1、UV涂料（湿态）性能及影响因素
（1）粘度 粘度指涂料在外力（压力、重力、剪切力）作用下，其分子间相互作用而产生
阻碍分子间相对运动的能力，即涂料流动的阻力。直观感觉是涂料的“稀”、“浓” 程度。不同的用途和不同的施工方法需要不同粘度的涂料。调节UV涂料粘 度的主要方法是配方设计中调节树脂和单体的比例。施工中靠提高温度改 变粘度。
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二﹑UV固化原理
光化学基础 紫外线的波长 通常在5～400 nm，见图1。 但对光源来说 很难保证能 提供单色光， 即使是单色光也 很难控制在较窄
的波长范围内，即使使用滤透片。
图2是常见的2种UV灯光源的波长分布情况。 对半导体最常采用的是365nm为吸收峰 的UV膜，在此波长范围内的紫外光最能 有效使粘附层的胶变性失去原先的粘性， 与此波长相差越大则对胶的改性作用越弱。 在生产中，一般选用低电压、光源辐射均匀、
低表面能防污涂料的防污特性理论分析
低表面能防污涂料的防污特性理论分析□ 边蕴静 (海洋化工研究院,青岛266071)摘要:从海洋污损物的粘附机理出发,理论上分析了低表面能防污涂料(主要氟碳树脂防污涂料及有机硅弹性防污涂料)防污性能的影响因素,并综述了低表面能防污涂料的设计思路。
关键词:低表面能防污涂料;海洋污损;附着机理;影响因素1 前言防污涂料用于防止海洋生物在船舶外壳的附着、生长,海洋附着物的生长可降低船舶航行速度,增加燃油消耗(最高能达到30%),最终迫使船舶不得不拖出水面,进行机械清洗。
为防止海洋生物在船舶上的附着、生长,在航海史上一直是用有毒物质进行防污的,曾用过铜、砷、镉、铅、汞及锡等化合物。
例如,铜护套于1779年首先应用于英国海军的船舶上。
砷、镉、铅、汞等有毒物质早已被大多数国家禁用,但基于铜及锡的防污材料仍在世界范围内广泛使用,如含有机锡的防污漆,因为有机锡在低浓度下可以达到广谱、高效的防污目的。
但这些物质在水中稳定并且积累,可引起一些生物体畸形,而且还有可能进入食物链。
国际有关组织早就提议禁止使用有机锡作为防污剂。
最近,I MO(国际海事组织)中的一个机构MEPC(海洋环境保护委员会)提出了关于防污漆中使用有机锡衍生物防污剂的最终期限,这个草案颁布于1999年召开的I MO集会21世纪会议上。
它包括:有机锡防污剂的最终使用期限为2003年1月1日;含有机锡的防污漆最终使用期限为2008年1月1日。
有些国家,如日本、法国及美国的有些州已颁布法令,禁止在大多数船只上使用有机锡防污漆。
有鉴于此,亟待研制开发符合环保要求的防污漆新品种〔1〕。
目前,有机锡防污漆的替代产品基本上有两大类:低释放率的含铜防污涂料及无毒污损物易脱落型防污涂料。
后者主要是指基于氟碳树脂及有机硅树脂的低表面能防污涂料。
从保护环境的角度出发,无毒易脱落型防污涂料无疑是非常有发展前景的,因为含铜防污涂料毕竟还是含有毒料。
六十年代就有人用低表面能硫化硅橡胶作为防污涂料,但加有毒料,七十年代的研究就不再加毒料,希望利用其自身的低表面能性质防污,此后,有机硅防污涂料方面的技术屡见于各类书刊。
有机硅低表面能海洋防污涂料
有机硅低表面能海洋防污涂料【摘要】综述了近年来海洋涂料发展情况，分析了各种有机硅改性防污涂料的设计准则及其应用，并介绍了新的合成方法及技术。
【关键词】有机硅；低表面能；防污涂料中图分类号：k928.44 文献标识码：a 文章编号：船舶水线以下的部位长期浸泡在海水中，不但受到海水的腐蚀，其表面也常常被海洋生物附着，使船底表面粗糙度增加，船速下降，燃油消耗量增加。
在船底涂覆防污涂料是最直接有效的方法。
传统的防污涂料是通过防污剂(铜、砷、镉、铅、汞及锡等金属化合物）的渗出达到防污目的。
但这些物质在海水中能稳定存在并逐渐沉积，引起一些生物体畸形，还有可能进入食物链，危害人类健康。
目前正在开发研制的符合环保要求的防污涂料主要采取以下途径：海洋天然生物防污，导电涂料防污，涂层的自抛光防污，降低涂层表面的自由能防污。
其中降低涂层表面自由能的防污涂料（即污损物脱落型防污涂料）主要是指基于氟碳树脂及有机硅树脂的低表面能防污涂料，从环保角度来看，低表面能防污涂料无疑是最具发展前途的防污涂料之一。
1 低表面能防污涂料的防污机理低表面能防污涂料是利用涂料的低表面能和海洋生物不粘性的特点，使海洋污损生物不易在上面附着，即使附着也不牢固，污损生物在水流及船舶摆动及本身重力的作用下由船壳表面脱落，以达到防污目的。
有研究表明，当涂层与海水的接触角大于98°(表面能小于2.5×10-4n/m)时,涂层表面就不易被污损生物黏附。
具有低表面能特性的树脂主要有氟树脂和有机硅树脂，其中的氟树脂由于其价格高，在防污涂料中极少使用，目前的研究重点集中在有机硅树脂上。
2 改性有机硅低表面能防污涂料树脂的合成由于有机硅聚合物中的si-o键的共价键能高达425kj/mol，比一般的有机聚合物中的c-c键的共价键能(345kj/mol)和c-o键能(351 kj/mol)大很多，加之si-o键极性大，因此提高了si原子上连接的烷基对氧化作用的稳定性，增大了有机硅聚合物的化学惰性。