合成樹脂塗料
合成樹脂塗料
合成樹脂塗料是以合成樹脂為主要成膜物的塗料。80年代初,美國合成樹脂塗料已佔塗料總產量的90％。
合成樹脂塗料
為了適應塗料製造和施工工藝的要求，塗料用合成樹脂需具有如下特點:
①在塗料用分散介質中，溶解性或分散性良好。
②具有優良的成膜性和特定的塗膜性能，如光澤、豐滿度、硬度、彈性、耐候、耐化學腐蝕等。
③與其他塗料用合成樹脂可互溶，以便互相改性，提高塗料性能。
④能適當地潤濕顏料，以利顏料在塗料中的分散。
⑤良好的貯存穩定性。
⑥分子量合適，例如溶劑型交聯固化塗料用合成樹脂的分子量一般在104以下，溶劑型非轉化塗料用合成樹脂的分子量在104～105,而乳膠塗料用分子量在105以上。
⑦電沉積塗料用樹脂要帶電荷，並能溶於水。
合成樹脂塗料的品種很多，通常有兩種分類方法：
②按塗料用分散介質分類 可分為溶劑型、水型、無溶劑型三大類（表2)。目前，溶劑型塗料的產量最大，用途廣，但因需耗用大量有機溶劑、污染環境，正在被高固體塗料、水型塗料、粉末塗料和輻射固化塗料逐步取代。有時也將這幾類塗料稱為低污染、省資源、節能型塗料，是塗料產品中的新品種。
自60年代初水型塗料問世以來，相繼開發了多種無（低）污染、省資源、節能型塗料新品種，其中產量較大，應用較廣的有以下幾種。
水型塗料 以水為分散介質的合成樹脂塗料。主要包括水溶性或水分散性兩類：
①水溶性塗料 以水溶性酚醛樹脂、氨基樹脂、醇酸樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂為原料制的塗料，通常是在生產樹脂時，在樹脂分子中引入一定數量的羧基。這種樹脂與氨水或有機胺反應，生成能溶於水的銨鹽,便成為水溶性樹脂。再配以顏料、填料和助劑等，經研磨而成塗料。有的水溶性塗料可採用電沉積塗裝（見塗漆方法）施工，故稱為電沉積塗料，它分為陽極電沉積塗料（陰離子型）、陰極電沉積塗料（陽離子型）。自70年代後期以來，陰極電沉積塗料發展很快，在汽車行業已獲得廣泛應用。
②水分散性塗料 其中一大類乳膠塗料，是乳液聚合生成的樹脂，在水中形成的分散體粒徑為 0.05～1μm。丁苯乳膠塗料是最早實現工業化生產的品種，常用於內牆塗裝。60年代後期，丙烯酸系乳膠塗料迅速發展，主要有醋酸乙烯-丙烯酸系、苯乙烯-丙烯酸系和純丙烯酸系三個系列，均有很好的裝飾性和耐候性，主要用於建築物的塗裝,1980年在美國占建築塗料（年產量2.1Mt）的68.7％。70年代後期進入工業領域的塗裝。為了方便塗料運輸、節約包裝，從70年代開始研製固體粉末乳膠塗料。80年代初，又開始研製無乳化劑乳膠塗料。
高固體塗料 一般指那些在調整到施工粘度時，組成中固體組分含量仍在50％以上的塗料，主要品種有氨基-醇酸樹脂系、氨基-丙烯酸樹脂系、丙烯酸- 聚氨酯系、聚酯系和環氧樹脂系等高固體塗料。其塗料製造和塗料施工都與普通溶劑型塗料相接近。但要求樹脂分子量較低，分子量分佈較窄，玻璃化溫度較低，溶解性好。這種塗料是利用現有生產條件能加速發展的一種低污染、省資源、節能型塗料。目前，主要用於家用電器、機械、農機、汽車等塗裝。
粉末塗料 以固體樹脂和顏料、填料及助劑等組成的固體粉末狀合成樹脂塗料，具有無溶劑污染、塗料在施工時的利用率高、能耗低等特點。但目前產量還不到塗料總產量的1％,主要用於地下石油化工管道的防腐蝕塗裝，電機、電器和金屬零件的塗裝，也開始用於卡車、縫紉機頭等裝飾性塗裝。粉末塗料用樹脂有熱塑性樹脂和熱固性樹脂兩大類。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚醯胺等粉末塗料是熱塑性的主要品種，但因塗膜光澤、流平性、機械強度、附著力均差，應用受到限制。應用最廣的熱固性環氧、聚酯、環氧-聚酯、丙烯酸樹脂粉末塗料，性能較熱塑性粉末塗料好。粉末塗料的製造工藝不同於一般塗料，常分為干法(干混法和熔融混合法)和濕法（噴霧烘乾法、溶劑蒸發法、熔融分散法、聚合分散法、溶劑脫出法）兩大類。粉末塗料的施工與一般塗料也不同，均需專用設備，技術要求高。施工方法有流化床法、熔射噴塗法、熱熔敷法、靜電噴塗法、靜電流化床法、靜電振蕩粉末塗覆法等。其中靜電噴塗法應用最多（見塗料施工）。
輻射固化塗料 在輻射能的作用下，固化成膜的合成樹脂塗料，又分為紫外線固化塗料和電子束固化塗料，前者產量較大。①紫外線固化塗料，即經紫外線輻射使光敏劑分解成遊離基，以引發含不飽和雙鍵的樹脂聚合成膜的塗料，是由光聚合性樹脂、光敏劑和活性稀釋劑等組成的。光聚合性樹脂主要採用不飽和聚酯和丙烯酸類樹脂。光敏劑是易於吸收紫外線而產生遊離基引發光敏樹脂聚合的物質，主要採用安息香醚類、二苯甲硐、苯乙酮衍生物等。活性稀釋劑是液態活性單體，起著交聯劑和降低塗料粘度的雙重作用，多採用單、雙和三官能丙烯酸酯類。新開發的紫外線固化塗料有含環氧基樹脂經陽離子聚合而固化的。紫外線固化塗料的優點是：在常溫下可迅速（數秒）固化，生產效率高，無溶劑，污染少，省料和節能，廣泛用於木材、塑料和金屬塗裝。但因只能用流延淋塗法施工，所以仍局限在平板和圓筒上面應用。此外，紫外線對人體有一定危害。②電子束固化塗料，是光敏劑吸收電子束髮射的能量，分解為遊離基，以引發不飽和樹脂聚合成膜的塗料。
大力發展高檔合成樹脂塗料，其比例由目前的70%提高到2005年的80%發展節能低污染的水性塗料、高固體分塗料、粉末塗料、無溶劑塗料和輻射固化塗料。提高建築塗料中乳膠塗料的比例，到2005年達到60%--70%；擴大工業塗料中水性塗料、高固體分塗料和粉末塗料的應用，到2005年，使水性塗料比例達到15%，粉末塗料比例達10%。
重點開發耐侯性（大於10年）建築塗料，如有機、有機氟及其改性的丙烯酸酯類乳膠塗料，加快汽車塗料水性化、系列化研究，以轎車漆為重點，主攻高裝飾、低污染轎車漆，發展水性化、高固體分、無溶劑以及金屬閃光漆和高鮮映度等產品。
開發防腐時效在15年以上的橋樑和船舶用重防腐塗料；開發具特殊功能的防火、隔音、耐高溫、隔熱塗料等；開發低能耗高性能的各類脂肪族和芳香族聚氨酯塗料及環氧樹脂塗料。
調整無機顏料產品結構，提高檔次，發展高品級鈦白粉、無毒防鏽顏料、超耐侯性顏料、超耐久性顏料及珠光顏料等。
四川省決定從2005年10月1日起禁止使用和限制使用四類建築塗料。禁止使用的建築塗料是聚乙烯醇縮甲醛(107膠)系列產品，限制使用的建築塗料是聚乙烯醇(106塗料)及同類性能的塗料，外牆限制使用乙丙乳液系列和醋酸乙烯類乳液塗料，逐步淘汰醇酸塗料類等低檔油性塗料。據悉，四川省建委要求重點推廣合成樹脂塗料，積極發展水性塗料、粉末塗料。
日本塗料工業會近日公布了5月份日本市場合成樹脂塗料的供需情況經濟分析，該資料表明，5月份日本市場合成樹脂塗料產量10.2382萬噸，同比增長5.8%；銷售量10.5788萬噸，同比增長6.5%，日本合成樹脂塗料連續2個月保持增長勢頭。
日本塗料工業會的統計資料還表明：5月份合成樹脂塗料供需兩旺，需求量、銷售數量、銷售額都已超過了去年同期的成績。儘管木器塗料的產銷量有所下降，但建築外塗裝、汽車、船舶及鋼結構、電器、機械及金屬業各方面都達到了10%左右的高增長率。
外界評論認為：如果日本的合成樹脂塗料市場能夠在六個月的時間內仍然保持這樣的增長勢頭，日本塗料經濟就將真正的實現復甦。
本體聚合是單體在引發劑或熱、光、輻射的作用下，不加其他介質進行的聚合過程。特點是產品純潔，不需複雜的分離、提純，操作較簡單，生產設備利用率高。可以直接生產管材、板材等質品，故又稱塊狀聚合。缺點是物料粘度隨著聚和反應的進行而不斷增加，混合和傳熱困難，反應器溫度不易控制。本體聚合法常用於聚加基丙烯酸甲酯（俗稱有機玻璃）、聚苯乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚酯和聚醯胺等樹酯的生產。
懸浮聚合是指單體在機械攪拌或振蕩和分散劑的作用下，單體分散成液滴，通常懸浮於水中進行的聚合過程，故又稱珠狀聚合。特點是：反應器內有大量水，物料粘度低，容易傳熱和控制；聚合后只需經過簡單的分離、洗滌、乾燥等工序，即得樹脂產品，可直接用於成型加工；產品較純凈、均勻。缺點是反應器生產能力和產品純度不及本體聚合法，而且，不能採用連續法進行生產。懸浮聚合在工業上應用很廣。75％的聚氯乙烯樹脂採用懸浮聚合法，聚苯乙烯也主要採用懸浮聚合法生產。反應器也逐漸大型化。
乳液聚合是指藉助乳化劑的作用，在機械攪拌或振蕩下，單體在水中形成乳液而進行的聚合。乳液聚合反應產物為膠乳，可直接應用，也可以把膠乳破壞，經洗滌、乾燥等后處理工序，得粉狀或針狀聚合物。乳液聚合可以在較高的反應速度下，獲得較高分子量的聚合物，物料的粘度低，易於傳熱和混合，生產容易控制，殘留單體容易除去。乳液聚合的缺點是聚合過程中加入的乳化劑等影響製品性能。為得到固體聚合物，耗用經過凝聚、分離、洗滌等工藝過程。反應器的生產能力比本體聚合法低。
溶液聚合是單體溶於適當溶劑中進行的聚合反應。形成的聚合物有時溶於溶劑，屬於典型的溶液聚合，產品可做塗料或膠粘劑。如果聚合物不溶於溶劑，稱為沉澱聚合或淤漿聚合，如生產固體聚合物需經沉澱、過濾、洗滌、乾燥才成為成品。在溶液聚合中，生產操作和反應溫度都易於控制，但都需要回收溶劑。工業溶液聚合可採用連續法合間歇法，大規模生產常採用連續法，如聚丙烯等。