合成树脂涂料（合成树脂涂料）

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更新时间：2023-05-23
合成树脂涂料
合成树脂涂料是以合成树脂为主要成膜物的涂料。80年代初,美国合成树脂涂料已占涂料总产量的90％。
基本信息
外文名
synthetic resin coating
特点
种类繁多
成膜物
合成树脂
简介
合成树脂涂料
以合成树脂为主要成膜物的涂料。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。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％。
特点
为了适应涂料制造和施工工艺的要求，涂料用合成树脂需具有如下特点:
①在涂料用分散介质中，溶解性或分散性良好。
②具有优良的成膜性和特定的涂膜性能，如光泽、丰满度、硬度、弹性、耐候、耐化学腐蚀等。
③与其他涂料用合成树脂可互溶，以便互相改性，提高涂料性能。
④能适当地润湿颜料，以利颜料在涂料中的分散。
⑤良好的贮存稳定性。
⑥分子量合适，例如溶剂型交联固化涂料用合成树脂的分子量一般在104以下，溶剂型非转化涂料用合成树脂的分子量在104～105,而乳胶涂料用分子量在105以上。
⑦电沉积涂料用树脂要带电荷，并能溶于水。
分类
合成树脂涂料的品种很多，通常有两种分类方法：
①按主要成膜物质分类　由于树脂不同而各具特点（表1）。醇酸树脂涂料的产量最大，丙烯酸树脂涂料发展最快，氨基树脂涂料、环氧树脂涂料、聚氨酯涂料的产量也较大，这是构成合成树脂涂料的五大品种。
②按涂料用分散介质分类　可分为溶剂型、水型、无溶剂型三大类（表2)。目前，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、水型涂料、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。
新品种
自60年代初水型涂料问世以来，相继开发了多种无（低）污染、省资源、节能型涂料新品种，其中产量较大，应用较广的有以下几种。
水型涂料 以水为分散介质的合成树脂涂料。主要包括水溶性或水分散性两类：
①水溶性涂料　以水溶性酚醛树脂、氨基树脂、醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂为原料制的涂料，通常是在生产树脂时，在树脂分子中引入一定数量的羧基。这种树脂与氨水或有机胺反应，生成能溶于水的铵盐,便成为水溶性树脂。再配以颜料、填料和助剂等，经研磨而成涂料。有的水溶性涂料可采用电沉积涂装（见涂漆方法）施工，故称为电沉积涂料，它分为阳极电沉积涂料（阴离子型）、阴极电沉积涂料（阳离子型）。自70年代后期以来，阴极电沉积涂料发展很快，在汽车行业已获得广泛应用。
②水分散性涂料　其中一大类乳胶涂料，是乳液聚合生成的树脂，在水中形成的分散体粒径为 0.05～1μm。丁苯乳胶涂料是最早实现工业化生产的品种，常用于内墙涂装。60年代后期，丙烯酸系乳胶涂料迅速发展，主要有醋酸乙烯-丙烯酸系、苯乙烯-丙烯酸系和纯丙烯酸系三个系列，均有很好的装饰性和耐候性，主要用于建筑物的涂装,1980年在美国占建筑涂料（年产量2.1Mt）的68.7％。70年代后期进入工业领域的涂装。为了方便涂料运输、节约包装，从70年代开始研制固体粉末乳胶涂料。80年代初，又开始研制无乳化剂乳胶涂料。
高固体涂料 一般指那些在调整到施工粘度时，组成中固体组分含量仍在50％以上的涂料，主要品种有氨基-醇酸树脂系、氨基-丙烯酸树脂系、丙烯酸- 聚氨酯系、聚酯系和环氧树脂系等高固体涂料。其涂料制造和涂料施工都与普通溶剂型涂料相接近。但要求树脂分子量较低，分子量分布较窄，玻璃化温度较低，溶解性好。这种涂料是利用现有生产条件能加速发展的一种低污染、省资源、节能型涂料。目前，主要用于家用电器、机械、农机、汽车等涂装。
粉末涂料 以固体树脂和颜料、填料及助剂等组成的固体粉末状合成树脂涂料，具有无溶剂污染、涂料在施工时的利用率高、能耗低等特点。但目前产量还不到涂料总产量的1％,主要用于地下石油化工管道的防腐蚀涂装，电机、电器和金属零件的涂装，也开始用于卡车、缝纫机头等装饰性涂装。粉末涂料用树脂有热塑性树脂和热固性树脂两大类。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等粉末涂料是热塑性的主要品种，但因涂膜光泽、流平性、机械强度、附着力均差，应用受到限制。应用最广的热固性环氧、聚酯、环氧-聚酯、丙烯酸树脂粉末涂料，性能较热塑性粉末涂料好。粉末涂料的制造工艺不同于一般涂料，常分为干法(干混法和熔融混合法)和湿法（喷雾烘干法、溶剂蒸发法、熔融分散法、聚合分散法、溶剂脱出法）两大类。粉末涂料的施工与一般涂料也不同，均需专用设备，技术要求高。施工方法有流化床法、熔射喷涂法、热熔敷法、静电喷涂法、静电流化床法、静电振荡粉末涂覆法等。其中静电喷涂法应用最多（见涂料施工）。
辐射固化涂料 在辐射能的作用下，固化成膜的合成树脂涂料，又分为紫外线固化涂料和电子束固化涂料，前者产量较大。①紫外线固化涂料，即经紫外线辐射使光敏剂分解成游离基，以引发含不饱和双键的树脂聚合成膜的涂料，是由光聚合性树脂、光敏剂和活性稀释剂等组成的。光聚合性树脂主要采用不饱和聚酯和丙烯酸类树脂。光敏剂是易于吸收紫外线而产生游离基引发光敏树脂聚合的物质，主要采用安息香醚类、二苯甲硐、苯乙酮衍生物等。活性稀释剂是液态活性单体，起着交联剂和降低涂料粘度的双重作用，多采用单、双和三官能丙烯酸酯类。新开发的紫外线固化涂料有含环氧基树脂经阳离子聚合而固化的。紫外线固化涂料的优点是：在常温下可迅速（数秒）固化，生产效率高，无溶剂，污染少，省料和节能，广泛用于木材、塑料和金属涂装。但因只能用流延淋涂法施工，所以仍局限在平板和圆筒上面应用。此外，紫外线对人体有一定危害。②电子束固化涂料，是光敏剂吸收电子束发射的能量，分解为游离基，以引发不饱和树脂聚合成膜的涂料。
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四川禁用限用四类涂料合成树脂涂料
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日本合成树脂涂料市场正逐渐回暖
日本涂料工业会近日公布了5月份日本市场合成树脂涂料的供需情况经济分析，该资料表明，5月份日本市场合成树脂涂料产量10.2382万吨，同比增长5.8%；销售量10.5788万吨，同比增长6.5%，日本合成树脂涂料连续2个月保持增长势头。
日本涂料工业会的统计资料还表明：5月份合成树脂涂料供需两旺，需求量、销售数量、销售额都已超过了去年同期的成绩。尽管木器涂料的产销量有所下降，但建筑外涂装、汽车、船舶及钢结构、电器、机械及金属业各方面都达到了10%左右的高增长率。
外界评论认为：如果日本的合成树脂涂料市场能够在六个月的时间内仍然保持这样的增长势头，日本涂料经济就将真正的实现复苏。
合成树脂工艺
合成树脂
合成树脂为高分子化合物，是由低分子原料――单体（如乙烯、丙烯、氯乙烯等）通过聚合反应结合成大分子而生产的。工业上常用的聚合方法有本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合和溶液合4种。
本体聚合法
本体聚合是单体在引发剂或热、光、辐射的作用下，不加其他介质进行的聚合过程。特点是产品纯洁，不需复杂的分离、提纯，操作较简单，生产设备利用率高。可以直接生产管材、板材等质品，故又称块状聚合。缺点是物料粘度随着聚和反应的进行而不断增加，混合和传热困难，反应器温度不易控制。本体聚合法常用于聚加基丙烯酸甲酯（俗称有机玻璃）、聚苯乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚酯和聚酰胺等树酯的生产。
悬浮聚合法
悬浮聚合是指单体在机械搅拌或振荡和分散剂的作用下，单体分散成液滴，通常悬浮于水中进行的聚合过程，故又称珠状聚合。特点是：反应器内有大量水，物料粘度低，容易传热和控制；聚合后只需经过简单的分离、洗涤、干燥等工序，即得树脂产品，可直接用于成型加工；产品较纯净、均匀。缺点是反应器生产能力和产品纯度不及本体聚合法，而且，不能采用连续法进行生产。悬浮聚合在工业上应用很广。75％的聚氯乙烯树脂采用悬浮聚合法，聚苯乙烯也主要采用悬浮聚合法生产。反应器也逐渐大型化。
乳液聚合法
乳液聚合是指借助乳化剂的作用，在机械搅拌或振荡下，单体在水中形成乳液而进行的聚合。乳液聚合反应产物为胶乳，可直接应用，也可以把胶乳破坏，经洗涤、干燥等后处理工序，得粉状或针状聚合物。乳液聚合可以在较高的反应速度下，获得较高分子量的聚合物，物料的粘度低，易于传热和混合，生产容易控制，残留单体容易除去。乳液聚合的缺点是聚合过程中加入的乳化剂等影响制品性能。为得到固体聚合物，耗用经过凝聚、分离、洗涤等工艺过程。反应器的生产能力比本体聚合法低。
溶液聚合法
溶液聚合是单体溶于适当溶剂中进行的聚合反应。形成的聚合物有时溶于溶剂，属于典型的溶液聚合，产品可做涂料或胶粘剂。如果聚合物不溶于溶剂，称为沉淀聚合或淤浆聚合，如生产固体聚合物需经沉淀、过滤、洗涤、干燥才成为成品。在溶液聚合中，生产操作和反应温度都易于控制，但都需要回收溶剂。工业溶液聚合可采用连续法合间歇法，大规模生产常采用连续法，如聚丙烯等。