高性能外墙涂料开发进展与思路

   摘 要:本文主要介绍了高性能外墙涂料的国内外研究开发状况及一些重要品种的特点,分析了高性能外墙涂料的发展前景与市场需求,探讨了我国发展高性能外墙涂料的基本思想。
关键词:高性能外墙涂料;研究开发;发展前景;发展方向  
  高性能外墙涂料具有较强的强度、弹性和附着力,以及十分突出的耐候性、耐沾污性、耐水性、耐酸碱性,好的透气性和高光泽性。为此,湖南省依据本省所处的环境气候条件,把大力发展高性能外墙涂料作为自己工作的重点,高性能的外墙涂料在我国将获得大力开发和推广应用。本文就目前使用的高性能外墙涂料品种的基本情况及高性能外墙涂料的发展趋势及前景等作一些探讨。
  1.    国内外研究开发现状
 建筑外墙涂料已成为国外外墙装饰的主流。据报导,1990年美国、德国、瑞士等建筑物外墙用外墙涂料装饰达80%。目前,国外外墙涂料的研究开发及应用基本上以中高档品种为主,品种多,其发展方向表现为低VOC、零VOC、功能复合化和高性能、高档次方向发展。
我国外墙涂料的应用刚起步,外墙涂料仅占建筑外墙用材的5%~10%左右,且低档次品种所占比重较大。丙烯酸外墙涂料的中高档品种应用发展很快。高性能的溶剂型聚氨酯外墙涂料、有机硅改性外墙涂料、溶剂型丙烯酸外墙涂料也获得了较快的发展与应用。但水性聚氨酯外墙涂料、水性有机硅改性丙烯酸外墙涂料、含氟外墙涂料有待进一步加强研究开发与应用。
  2.    重要的高性能外墙涂料品种
  
2.1.丙烯酸乳胶漆
  由于丙烯酸乳胶漆性能优异,耐候性、耐水性好,装饰性好,已开始逐渐地为我国用户所接受,是一种已开始广泛应用的新型外墙涂料。在丙烯酸外墙乳胶漆获得大力开发的同时,其市场竞争也日趋激烈,运用交联聚合物技术、无皂聚合技术、核一壳型聚合技术,运用环氧树脂、聚氨酯、有机硅及有机氟树脂等对材料进行改性及复合材料技术等,研究开发低成本高性能的丙烯酸外墙乳胶漆是丙烯酸乳胶漆发展的方向,也是市场竞争立于不败之地的重要手段<3>。
  2.2.溶剂型丙烯酸酯外墙涂料
  溶剂型丙烯酸酯外墙涂料是以该热塑性丙烯酸酯合成树脂为主要成膜物质,加入溶剂、颜料、填料、助剂等,经研磨而制成的一种溶剂挥发型涂料。该涂料耐候性良好,对墙面有较好的渗透作用,结合牢固度好;可以按用户要求配制成各种颜色。它是建筑外墙装饰用的优秀品种之一,装饰效果很好,使用寿命可在十年以上。目前,以提高溶剂型丙烯酸外墙涂料性能和降低其对环境的污染为目的,而研制的超耐候性溶剂型丙烯酸外墙涂料也获得了开发成功,该涂料具有优异的综合性能,特别适用于多层、高层住宅、高级公共建筑外墙面装饰。
  2.3.水性环氧树脂外墙涂料
  水性环氧树脂外墙涂料是以环氧树脂配以乳化剂、增稠剂、水等通过高效分散获得的稳定性好的环氧乳液,加入颜料、填料配成一种厚质涂料(A组分),施工时需配以固化剂(B组分),混合均匀。它具有粘结强度高,光泽性好,耐老化性、耐久性好等,使用寿命达十六年以上。是我国应大力研究开发的重要外墙涂料品种。
  2.4.溶剂型丙烯酸-聚氨酯外墙涂料
  该涂料是以溶剂型的脂肪族聚氨酯和丙烯酸树脂为主要组分配制的双组分涂料体系。具有优异的耐候性和耐沾污性及高装饰性,粘结强度高,涂膜硬度、韧性等力学性能好,用于高层建筑,使用寿命可达十五~二十年,是我国已开始使用的高性能外墙涂料重要品种之一。
  2.5.水性聚氨酯涂料
  水性聚氨酯涂料具有优良的光泽和耐水、耐候性及力学性能,目前在发达已开始广泛应用作为高档的建筑涂料,各国有关水性聚氨酯的研制开发非常活跃,国外近十年有关水性聚氨酯涂料研制开发,特别是交联型聚氨酯水分散体、封闭型聚氨酯水分散体、聚氨酯改性丙烯酸树酯水性体系等,已取得了许多重大突破。作者也进行了聚氨酯改性丙烯酯树脂研究,聚氨酯改性丙烯酸树脂可以得到综合性能优异的低成本新型复合体系<4>。
  2.6.丙烯酸硅树脂涂料
  日本钟渊化学工业公司采用硅酮为交联剂对丙烯酸进行改性,开发了一种商品名为“セハしチケ”的涂料,该涂料的耐候性可与含氟树脂涂料相媲美,耐沾污性、耐水性、耐冻融循环性等性能亦十分突出,而成本只有含氟树脂涂料的1/3,是很有发展前景的超耐候性、耐污染性的高性能外墙涂料品种之一。环保型的丙烯酸硅树脂涂料也获得了开发。我国上海建筑科学研究院等也进行了溶剂型丙烯酸硅树脂及涂料的研究开发,其产品性能用于外墙装饰,而久性可达十五年以上。水性化丙烯酸硅树脂涂料的研究开发正在进行,并被认为是未来超耐候性外墙涂料比较有希望的品种之一。
  2.7.耐候性氟树酯涂料
  美国先研制开发了氟树脂涂料,用偏氟乙烯树脂开发了KYNAR―500涂料,用于建筑方面取得了良好的效果,它具有优良的耐候性,耐水性、耐污染性、耐化学性,尤其用于建筑物的外部装饰有其它涂料无法相比的优点。
80年代后,日本的旭硝子(株)研制开发了“ルシフニソ”常温固化氟树脂涂料,经改进后,其LNMIFLON系列产品已开始投入市场,广泛应用于高层建筑外墙的复层装饰等。随着高分子合成技术的发展及环保的需要,目前水性含氟常温固化涂料的研究开发正在取得突破。
  2.8.有机―无机复合型外墙涂料
  目前,以硅溶胶和丙烯酸酯乳液为主要成膜物质,而配制的有机―无机复合型外墙涂料,涂膜具有优良的耐候性、阻燃性、耐热性、耐污染性、耐化学性、高装饰性,同时,该涂料粘结强度高,资源丰富,价格适中,不污染环境,在我国被誉为第三代外墙涂料,将具有很好的发展前景。
  3.    市场需求与发展前景分析
  随着城市现代高层建筑的兴起,国外高性能的外墙涂料的需求将越来越大。目前,日本高层建筑一般都使和超耐候性涂料作为外墙装饰,这种高性能的外墙涂料有着巨大的市场需求。外墙涂料高性能化已成为其发展的重要方向。
面对我国人多地少,加多经济实力的显著增强,现代高层建筑将会得到快速发展,必须使得我国高性能外墙涂料,特别是超耐候性外墙涂料的市场需求巨大。同时,高性能外墙涂料能够具有十分突出的耐候性、耐沾污性、高光泽性,能够解决目前我国外墙涂料装饰所面临着的一些问题。高性能外墙涂料能够实现我国传统习惯所追求的经济耐用。抗沾污性突出可以满足因为环境污染等对外墙涂料提出的更高要求,高耐水性及耐化学性的外墙涂料能够抵抗日益严重的酸雨侵蚀,高耐水性及优异的力学性能等,能够适应于我国南方诸多地区多雨潮湿气候,以及热天很热、冷天很冷,气候温差变化较大的地区外墙装饰。高性能外墙涂料的研究开发,必将大大拓展我国外墙涂料应用的空间。因此,高性能外墙涂料在我国的发展前景十分诱人。

4.结 语

我国高性能外墙涂料的研究开发与推广应用,应既要符合我国的客观实际,又要把握高性能外墙涂料发展的基本要求和总的趋势,具有明确的努力方向。依据我国实际的环境气候条件及人们的消费习惯,提高外墙涂料的耐候性、耐沾污性、保色性、耐化学性、耐水性等,是我国高性能外墙涂料推广应用的重要突破口。另一方面,采用先进的合成技术与涂料制备技术,先进的涂料施工技术,是高性能外墙涂料的研制开发与推广应用的重要措施,同样应当引起人们足够的重视<5,6>。为节省资源及保护环境,高性能外墙涂料的低VOC化或零VOC发展,已成为国内外建筑涂料发展的总趋势,高性能外墙涂料水性化将成为我国外墙涂料努力的又一个重要方向。

参 考 文 献

1.    赵金榜。涂料,1988,(1): 41~46
2.    赵金榜。涂料,1998,(2): 39~44
3.    傅世昭。涂料工业,1998,(4): 38~40
4.    张贻鑫。新型建筑材料,1998,(1): 17~20
5.    汪 维。化学建材,1998,(3): 3~4
6.    赵全生。涂料,1998,(3): 23~28