自分层涂料的机理和研究现状孙培勤,孙绍晖,刘大壮.pdfVIP

中国涂料在线 自分层涂料的机理和研究现状 孙培勤 , 孙绍晖 , 刘大壮 ( 郑州大学化工学院 , 450002) 摘 要 : 介绍了自分层涂料的基本概念和形成自分层涂料的预测理论 , 讨论了形成自分层涂料的推动力 和形成机理 , 简述了自分层涂料的发展现状和应用领域。 关键词 : 自分层涂料 ; 预测 ; 机理 ; 应用 1 自分层涂料的概念和应用 在涂料工业中 , 由于绝大多数的单层涂料不能达到良好的保护和装饰效果 , 通常被涂物体表面要涂饰多层涂 膜才能满足要求。然而每层需分别施工 , 施工工序多、时间长、费用高 , 两层之间的附着力差 , 使用寿命短。 层间附着力是影响复合涂层质量的关键因素。 1976 年 Funke [ 1 ] 等提出了一个很有用的新概念———自分层 涂料 , 能够从根本上说明层间附着力问题。自分层涂料由两种 ( 或多种 ) 不相容的高聚物组成 , 涂料一次施 工在底材上之后 , 能自发地直接产生相分离 , 在成膜过程中分成两个 ( 或多个 ) 连续的不同功能的涂层 , 形成不同组成的复合涂层系统 , 每层显示出不同的特性。这种一次施工的多层涂膜 , 不仅降低了生产成本 , 更重要的是解决了多层涂装系统的层间附着力问题。 从 20 世纪六七十年代 , 聚合物共混改性成为高分子科学发展的一个新领域 [ 2 ] , 将两种或两种以上的聚合 物进行共混 , 可以改进原聚合物的性能或形成崭新性能的聚合物共混体系。塑料、橡胶领域有许多成功应用不 相容聚合物共混物的实例 , 如 : 多相橡胶改性的环氧树脂 , 提高了环氧树脂的耐疲劳度 [ 3 ] 。然而 , 在涂 料领域 , 一直有着一个共同的观点 : 作为涂料的聚合物涂层 , 是一个均相的无定型结构 , 从底到面均保持 着单一的性质。两聚合物若不相容 , 则不能用于涂料中。直到 1976 年 , Funke 才首次将自分层这一概念引入 到粉末涂料中。 自分层涂料由两个或更多不相容的树脂组成 , 一次施工在底材上之后 , 随着溶剂的挥发或涂膜的固化 , 在湿 膜或粉末内发生相分离而自发的分层 , 并有一个渐变的过渡层。这样 , 多层涂膜一次涂装 , 涂装时间和费用 大大降低 , 在有毒或暴露环境中尤其重要 , 不会出现各层之间附着力差的问题 , 且涂料的损失很少 , 从而提 高了涂料的使用寿命、耐候性、机械稳定性等。自分层涂料具有以下优点 : ①能较好地兼顾涂膜的柔韧性与硬度 , 能消除在成膜或修补膜过程中形成的内压 , 减少渗透性 , 增强附着 力 , 从而增强防腐性能 ; ②能选择性地渗透到有孔基质中 , 提高附着力的持久性 ; ③能提高表面性质 , 如提高光泽、耐磨耗、抗流挂等 , 耐化学品性、耐光性、耐候性等。 自分层涂料首先应用于粉末涂料 , 后来又应用于溶剂型涂料和水性涂料 [ 4 - 8 ] 。 1987 年前苏联开始生产溶 剂型自分层涂料 , 用作具有底面两层的磁漆。 1989 — 1993 年 , 欧洲委员会和欧洲涂料聚合物公司共同建立 了名为 BR ITE 2 EURAM Contract NO.RTIB 0246C (H) 的项目 , 由英国的 PRA 牵头 , 包括欧共体内 8 个 研究单位参加 , 对自分层涂料的理论和应用进行了大规模的研究。英国 PRA 和荷兰 TNO 研究钢板涂料的配 方 , 比利时 CORT 负责塑料涂料 , 爱尔兰 EOLAS 负责木器涂料 , 丹麦 DTI 负责评价涂料性能 , 关于聚 合物的溶