第一節(jié) 硬膜產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展調(diào)查

     一、技術(shù)發(fā)展歷程

1、有機硅涂料

 近年來， 研究 和開發(fā)環(huán)境友好涂料及涂裝技術(shù)，減少生產(chǎn)及施工中的揮發(fā)性有機化合物已成為涂料的發(fā)展方向。水性涂料作為一種主要的環(huán)境友好品種，已成為 研究 熱點。

有機硅聚合物具有良好的耐候性、耐臭氧性和電絕緣性能，將有機硅聚合物用于水性涂料，不僅具有有機硅材料的優(yōu)點，而且能消除漆膜的弊病，目前，水性有機硅涂料已在建筑領(lǐng)域得到有效應(yīng)用，成為建筑外墻涂料的首選品種之一。此外，水性有機硅涂料在木器、塑料和金屬等基材方面的應(yīng)用也有廣闊的發(fā)展前景。

在我國，一些院校和 研究 機構(gòu)均已在水性含硅聚合物制備及應(yīng)用方面進行了卓有成效的 研究 ；國內(nèi)的一些乳液生產(chǎn)企業(yè)也已能生產(chǎn)性能較好的含硅聚合物乳液。由于起步較晚及缺乏必要的有機硅單體等原材料，水性有機硅涂料的發(fā)展與國外相比有較大的差距。水性含硅聚合物及其涂料新產(chǎn)品的 研究 開發(fā)主要集中在高校及一些科研院所，很少有企業(yè)參與。由于缺少企業(yè)的積極參與、支持和資助，使 研究 開發(fā)缺乏實際應(yīng)用及市場的有效推動，因而不能對水性有機硅涂料整體水平的提高產(chǎn)生重要影響。國內(nèi)的企業(yè)家及科研人員已充分認(rèn)識到這一點，目前在水性有機硅涂料 研究 開發(fā)方面，產(chǎn)學(xué)研合作的范圍和力度有了前所未有的改變，并有望取得重大進展。
有機硅單體短缺位居世界前5位的國外有機硅單體生產(chǎn)商提供的有機硅單體占世界總產(chǎn)量的80％以上，用于合成水性含硅聚合物的有機硅單體是外國產(chǎn)品的市場。長期以來，我國每年都要花費大量外匯進口有機硅單體及硅氧烷中間體。目前，我國生產(chǎn)水性含硅聚合物及其涂料的基本原材料，特別是各種具有特殊結(jié)構(gòu)及功能的有機硅單體，在市場上十分短缺且價格昂貴，這在一定程度上阻礙了我國水性有機硅涂料的發(fā)展。國內(nèi)一些 研究 機構(gòu)雖然也進行了有機硅單體的 研究 開發(fā)，但在技術(shù)上還遠(yuǎn)未達到商品化的要求。

目前，我國電子、建筑、醫(yī)療衛(wèi)生等 行業(yè) 發(fā)展很快，這為水性有機硅涂料的應(yīng)用提供了廣闊市場，但目前水性有機硅涂料僅在建筑業(yè)得到了有效的應(yīng)用，而電子、醫(yī)療等 行業(yè) 使用的水性有機硅涂料仍是國外產(chǎn)品一統(tǒng)天下，如液晶顯示器(LCD)內(nèi)表面使用的絕緣層、人體探測器外表面的潤滑涂層等。究其原因，關(guān)鍵還在于國內(nèi)水性有機硅涂料的技術(shù)水平不夠高， 研究 的深度與廣度不夠。

我國水性有機硅涂料的發(fā)展水平與國外差距較大的原因是多方面的，但基礎(chǔ)應(yīng)用 研究 被忽視也是其重要原因之一。國家相關(guān)部門應(yīng)在避免重復(fù)、盲目的前提下，應(yīng)加強對基礎(chǔ) 研究 的投入，重點扶持一些高?；蚩蒲性核８咝：涂蒲性核矐?yīng)利用自身優(yōu)勢積極開展水性有機硅聚合物的合成及水性有機硅涂料的成膜、穩(wěn)定性等方面的基礎(chǔ) 研究 。

而在國外，世界主要的有機硅材料生產(chǎn)商對水性含硅聚合物及其涂料的開發(fā)都表現(xiàn)出濃厚興趣， 研究 也非?；钴S。

2、丙烯酸漆的發(fā)展歷史

在丙烯酸乳膠漆成為建筑涂料主流的今天，人們很難想象它們從誕生至今只有50年。在1953年之前，乳膠漆還沒有在建筑涂料領(lǐng)域中應(yīng)用，而50年后的今天它已經(jīng)成為全球最流行的墻面涂料。丙烯酸乳膠漆之所以能得到迅速發(fā)展，主要是因為其干燥快速，容易操作和施工，易清理；人們對油性涂料健康和環(huán)境保護不安全性的擔(dān)心越來越多；配方的優(yōu)勢在涂料生產(chǎn)企業(yè)中越發(fā)顯現(xiàn)出來。

40年代

直到二戰(zhàn)結(jié)束，乳膠漆還沒有在建筑涂料中得到應(yīng)用，幾乎所有的建筑都涂著由油性樹酯和醇酸樹酯制造的油漆。這些油漆在內(nèi)外墻涂裝上都能表現(xiàn)出良好的性能，但溶劑的使用使其極其易燃并帶來刺鼻的氣味；同時它們非常不容易清除，需要用其它溶劑如礦物油或松香油來。

1939年“紐約國際交易會”曾經(jīng)在磚石墻面表面使用了由醇酸樹酯制成的水性涂料，這在當(dāng)時僅僅是對水性涂料應(yīng)用的一種嘗試。而真正可稱為現(xiàn)代乳膠漆的祖先的是一種為二戰(zhàn)中軍用輪胎開發(fā)的合成橡膠——GRS，它由兩種乳液聚合物：丁二烯（軟）和苯乙烯（硬）以60/40的比例組成。這種涂料比醇酸樹酯涂料干得快，氣味小很多并且容易清洗。在SBR之后其他種類的乳液也進入了開發(fā)，其中以醋酸乙烯（PVA）聚合物為最多，并且通過馬來酸、延胡索酸、丙烯酸酯或乙烯酯進行改性。改性后的PVA比SBR便宜，且氣味更低。SBR在當(dāng)時得到了廣泛的應(yīng)用；而當(dāng)需要更硬的涂膜和更好的外墻涂料耐久性時PVA就能發(fā)揮作用。

當(dāng)然這些早期的水性涂料沒有一種能夠達到溶劑型涂料的性能，同時它們也無法從成本上超越醇酸樹脂涂料。因此這種水性涂料在當(dāng)時只是作為一種時髦的涂料，而沒有得到廣泛應(yīng)用。

1953年丙烯酸乳液誕生

 1953年羅門哈斯公司推出了第一代100%純丙烯酸乳液Rhoplex AC-33，它由丙烯酸酯和甲基丙烯酸合成。基于丙烯酸乳液的水性涂料沿襲了其它非丙烯酸水性涂料的特點，快干、低氣味和容易清洗，同時丙烯酸乳液也為涂料生產(chǎn)企業(yè)帶來了其它優(yōu)勢。純丙烯酸Rhoplex AC-33乳液的漆膜更耐久，比SBR和PVA有更高的耐堿性。油性醇酸樹脂漆能提供高光的涂膜，漆膜表面光滑，且附著力很好，在外墻涂料和裝飾漆中得到了廣泛應(yīng)用；而當(dāng)時的Rhoplex? AC-33則僅僅局限于內(nèi)墻的涂裝。醇酸樹脂漆的耐堿性很差，尤其是新磚石墻面基材上，Rhoplex AC-33的表現(xiàn)則較好，且磚石墻面基材對附著力的要求比木頭基材低，因此Rhoplex ?AC-33成為在此領(lǐng)域中應(yīng)用的首選。

60年代

第一代丙烯酸乳液附著力差的特點使它們在外墻涂料的應(yīng)用中經(jīng)常發(fā)生開裂、起泡、剝落的現(xiàn)象。

60年代初研制出新的丙烯酸乳液，科學(xué)家們在聚合過程中加入了其他單體，使乳液對新的或刷過涂料基材的附著力大大加強。幾年后，丙烯酸乳液的耐久性通過聚合物合成技術(shù)的改進得到了加強，它們被賦予了抗紫外光和防潮的性能，同時著色力和抗粉化也得到了加強。

接著要改進的是成膜性能，丙烯酸乳液涂料往往漆膜過薄，而反之醇酸樹脂和油性涂料由于固含量高和曳刷性能好而表現(xiàn)出更好的成膜性。要使丙烯酸涂料得到相同的性能，則要求與纖維素類增稠劑有很好的配伍性。通過調(diào)整乳膠顆粒分布的新的丙烯酸乳液推出了，但是它也產(chǎn)生的粉化的現(xiàn)象；而要增強它的附著力，則需要用醇酸樹脂來改性，而這會犧牲丙烯酸涂料快干、著色和防霉的優(yōu)點。

緊接著外墻涂料的耐沾污性被提出，硬度較高的丙烯酸乳液推出了，這種乳液平衡了涂料光澤、耐沾污性和抗開裂等性能。值得一提的事它們直至現(xiàn)在還在被使用。

70年代

進入70年代，科學(xué)家們開始 研究 開發(fā)在粉化基材上也能有良好附著力的丙烯酸乳液，而這種乳液不使用醇酸樹脂改性。通過調(diào)整聚合穩(wěn)定性，一種有出色附著力的乳液誕生，這種乳液與在同時由羅門哈斯公司開發(fā)出的新增稠劑——締合型增稠劑有著非常好的配合。在當(dāng)時幾乎所有的乳液都被研制成與纖維素類增稠劑配伍，因此這種乳液與締合型增稠劑配合的優(yōu)點并沒有表現(xiàn)出來。

耐污漬封閉低漆。早在60年代，科學(xué)家們通過在不同基材上的試驗，發(fā)現(xiàn)早期的建筑涂料乳液并不能用于金屬表面，因為漆膜不能封閉金屬基材遇到潮濕而腐蝕。在當(dāng)時唯一的解決方法就是使用活躍的顏填料來中和這種化學(xué)反應(yīng)，由此造成的不良后果就是對人類健康和環(huán)境的損壞。1979年科學(xué)家們研制出使漆膜更加緊致的乳液，對基材能有優(yōu)良的封閉作用。

80年代

 80年代丙烯酸乳液的研發(fā)開始向特種涂料（如：彈性涂料、高光涂料、工業(yè)涂料等）發(fā)展。其中最長足的進展來自于乳液和增稠劑完美的配合使用。

能同時滿足平光、絲光和高光的乳液。60和70年代，已經(jīng)開發(fā)出各種能做出平光、絲光和高光涂料，并且有良好附著力的乳液。然而不足的是沒有一種單個的乳液能同時滿足這些配方需求。這就意味著需要一種乳液，既能與纖維素增稠劑又能與締合型增稠劑配合使用，并能保證優(yōu)秀的附著力。科學(xué)家們通過優(yōu)化聚合技術(shù)和添加特殊單體實現(xiàn)了這個目標(biāo)，同時這種乳液還帶來了意想不到的多功能性。然而這種乳液復(fù)雜的聚合工藝使生產(chǎn)成本很高，于是科學(xué)家又嘗試著改變聚合顆粒的形態(tài)來改進工藝。

在過去的工藝中，乳膠顆粒都是球形的，80年代后期，羅門哈斯公司在生產(chǎn)過程中將一些原來球形的乳膠顆粒制造成為大顆粒的葉形，從而使球狀和葉狀的乳膠顆粒同時存在于乳液中。這種新型乳液的優(yōu)點在于它能在配方時同時提供自然粘度和保證給定粘度情況下的成膜性。大粒徑的葉狀乳膠顆粒能阻止涂料配方時水的流動，配方師們就能在配方時使用較少的親水性增稠劑，從而降低成本并減少表面活性劑的析出。

高光乳液的變革。80年代之前，溶劑型醇酸樹脂仍在高光涂料中占主導(dǎo)地位。丙烯酸乳液無法在不犧牲涂料其他性能的情況下實現(xiàn)高光性。而纖維素類增稠劑在乳液含量較高的配方中會導(dǎo)致體積限制絮凝的局限性也阻礙了丙烯酸涂料在這個方面的發(fā)展。70年代開發(fā)的締合型增稠劑解決了這個問題，80年代初，與締合型增稠劑完美配合的乳液問世了，它能同時滿足內(nèi)墻的耐污漬性能和外墻的高光及保色性能。

功能性乳液。金屬漆面臨的最大問題是沒有一種乳膠漆能在金屬基材上起到防腐作用，主要原因是纖維素類增稠劑使得漆膜不連續(xù)，因此涂料的防腐性能主要來自于添加許多化學(xué)反應(yīng)活性的顏填料。用純丙烯酸技術(shù)制成的乳液能實現(xiàn)漆膜的連續(xù)性。

彈性涂料乳液?？茖W(xué)家們從紡織乳液的應(yīng)用中開發(fā)了彈性涂料，用于遮蓋細(xì)微裂紋的外墻涂裝。直至80年代中期，沒有一種丙烯酸乳能滿足彈性涂料的彈性要求，因為它們都過硬，以至無法在各種溫度條件下實現(xiàn)彈性。而用于填縫膠和膠粘劑的乳液柔軟度能實現(xiàn)彈性，但漆膜又太粘，容易沾染灰塵。彈性涂料乳液同時運用了較硬的聚合物和較軟的聚合物技術(shù)，它既能使漆膜具有柔韌性，表面又有一定的硬度，還能使涂料表現(xiàn)出良好的抗張強度。

遮蓋聚合物。羅門哈斯公司在80年代又開發(fā)出了遮蓋聚合物。這種由苯乙烯聚合成的粒徑僅0.38-1微米的中空聚合物能在配方中替代鈦白粉實現(xiàn)遮蓋，節(jié)省涂料成本，并且從耐擦洗性、耐沾污性、保色性等方面改善涂料的性能。

90年代

90年代環(huán)保和低氣味得到重視，人們開始關(guān)注涂料中的VOC含量。乳膠漆中的VOC主要來自于成膜助劑帶來的溶劑。如果從平光涂料中去除成膜助劑，乳液將無法良好成膜；而無需成膜助劑的乳液，則會導(dǎo)致漆膜太軟并容易沾染灰塵。于是低VOC乳液誕生了。

內(nèi)外墻通用型半光乳液成為最受歡迎的產(chǎn)品。它能同時滿足附著力、流平性、耐久性、保色性、抗粉化、耐沾污性等性能要求，并與疏水改性堿溶性乳液型增稠劑或非離子型聚氨酯增稠劑有良好的配合。

增稠劑的作用在配方中越發(fā)體現(xiàn)出來。人們開始注重高、中、低剪切粘度對涂料性能的不同影響，增稠劑的產(chǎn)品線也越來越完善。

免責(zé)申明：本文僅為中經(jīng)縱橫 市場 研究 觀點，不代表其他任何投資依據(jù)或執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)行為。如有其他問題，敬請來電垂詢：4008099707。特此說明。