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2022-04-12 11:00
功能涂料的种类及应用范围
功能性涂料是各种特殊用途涂料的总称,又称特种涂料,是指除了防护作用以外,这类涂料还兼有某些特殊的功能,以满足被涂覆产品设计上需要的特种涂料。
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功能涂料是具有吸收分解有毒有害物质、防水、防火、防污、导电、屏蔽电磁波、防静电、防霉、杀菌、防海洋生物黏附、耐高温、示温和温度标记、发光、吸收和放射红外线、吸收太阳能、屏蔽射线、标志颜色、防滑、自润滑、防碎裂飞溅以及防噪声、减震、防结露等功能。
绝缘性能优异的薄涂粉末涂料的研究
近年来,随着涂料工业的快速发展,薄涂粉末涂料在社会各个方面得到广泛应用,发挥着至关重要的作用。分析了绝缘性能优异的薄涂粉末涂料的研究意义和实验方法,研究了相同喷涂要求下,各种不同涂料的用量对绝缘耐压性能的影响,通过对比分析,来确定耐电解液性能和绝缘性能足够优良,耐湿热性能足够稳定的粉末涂料。
绝缘性能优异的薄涂粉末涂料能够适用于众多行业当中,比如在蓬勃发展的新能源汽车行业当中,薄涂粉末涂料的绝缘性能有着至关重要的作用。对比传统的绝缘贴膜,绝缘粉末的生产和使用更加简易,绝缘性能也足够可靠,因此绝缘性能优异的薄涂粉末涂料有着重要的研究意义。
绝缘薄涂粉末涂料在新能源汽车电池上的应用
随着人民生活水平的提高,在日新月异的汽车行业中,新能源汽车由于产品噪音小,行驶稳定性高,并且实现零排放的绿色环保等特点在各地迅速发展。
而作为绿色出行的新能源汽车, 由于续航里程越来越长、串联电池组多、相邻电池的间距小,同时汽车电池组在行驶过程中容易发热、温度高,所以电池之间绝缘材料的质量是决定汽车动力电池良好运行的关键因素。必须要有高性能的绝缘材料来提高新能源动力电池的适用性、延长其使用寿命。
而作为新能源动力汽车用绝缘粉末涂料,不仅施工简单,而且一次喷涂成型便于安装和运输。但由于汽车电池组空间的限制,铝电池外壳喷涂厚度为100~150μm(而传统的喷涂的绝缘粉末都在300μm以上),杂质和金属颗粒对于涂层的电绝缘性能影响更大,所以需采用专用的绝缘粉生产设备,以保证涂层优异的绝缘耐压性能。
含磷环氧树脂及防火隔热涂料的制备与性能
为满足钢结构的防火要求,利用自制的含磷杂菲结构的二胺和二乙烯三胺共同固化环氧树脂乳液,制备了水性含磷环氧树脂涂料。继续添加纳米羟基草酸铝、空心陶瓷微珠、钛白粉等无机填料进行改性,通过含磷固化剂与无机填料协效阻燃环氧树脂乳液,涂料的耐火极限可达到69min,高于国家标准。所得涂料具有良好的理化性能,经耐水、耐酸碱、耐盐水、耐老化测试后,漆膜状态正常。无机填料赋予了涂料良好的隔热性能,最终涂料的隔热温差和太阳反射比分别为12.5℃和0.87。涂料制备工艺简单、施工便利、绿色环保,适用于装配式钢结构建筑的防火隔热。
舰船设备用隔热涂料的制备及性能研究
目前,各类舰船设备采用的隔热保温材料通常为多孔体或纤维型材料,这些材料与防腐涂层、打包带以及铝箔反射层配套使用,在实际的使用中能起到一定屏蔽热量的作用,但是也存在诸多问题:
(1)外表面保护层一旦受损,保温材料极易受潮,会造成内管的严重腐蚀以及影响保温隔热的效果;
(2)部分保温结构吸水率高,不抗震动,使用寿命短,需设防水层和外保护层;
(3)针对一些结构复杂的热源设备,材料较难进行施工,并且对一些异型设备表面无法做到完全有效覆盖。
不同于常规隔热保温材料存在诸多局限性,隔热保温涂料综合了涂料及保温材料的双重特性,具有高效、隔热、节能环保及使用方便等特点。尤其是高温隔热涂料,一般采用无机硅酸盐作为主体成膜物,耐温性能优异,可在600~700℃高温环境下使用,但是基料中的硅溶胶在成膜固化过程中会不断收缩,涂层极易开裂,无法厚涂。
针对有机隔热涂层耐温性能差、无机隔热涂层易开裂的问题,本文研制了高性能隔热保温涂料,采用增韧树脂和补强纤维来改善涂层的抗开裂性能,着重研究了主体树脂和功能填料对涂层性能的影响,并对涂层的常规性能、施工性能以及隔热效果进行了评估。
建筑用反射隔热涂料的研究现状
近年来,反射隔热涂料因具有成本更低、降温效果更好,还兼具防腐防水等特性,而备受关注。依据隔热原理可将隔热涂料划分为三类:辐射型、阻隔型和反射型隔热涂料。其中,反射隔热涂料能够显著减少建筑物的热量积累、改善居住和工作环境,因而在建筑领域最具经济实用性。
目前国内外对反射隔热涂料均进行了大量的研究,尤其是国外已有相关优质的产品投入生产应用。就研究现状而言,反射隔热涂料的研发工作主要集中在以下几个方面:现有颜填料的改性,如改性钛白,以此来进一步提升对可见光及近红外光的反射比;新原料的开发,近年来热门的新原料有二氧化硅气凝胶、中空玻璃微珠等,其隔热性能优异,有望应用于涂料中,实现规模化生产;对配方的优化,配方中涉及到的原材料众多,对部分原材料进行调整替换可以达到降本目的。相比于国外,国内反射隔热涂料的研究起步较晚,还不够深入系统,存在一些不足之处。首先,市面上大多数产品是用经济实惠的原材料制备而成,这类产品在遮盖、耐磨、耐候等方面的提升空间还较大;其次,对涂料产品的把控还有待加强,比如相关的标准还不够完善,部分标准对于相同指标的达标率不尽相同;最后,在实际应用方面还需考虑各个地区的情况和施工人员的技术水平。因此,对于以上提及的问题,国内未来反射隔热涂料仍有较大的发展空间。
厚型钢结构防火涂料往复大变形下抗开裂性能测试
对涂有水泥基厚型钢结构防火涂料的钢结构构件进行不同荷载水平的往复加载试验,考查往复大变形荷载作用下,钢构件的防火涂料开裂和附着性能,评估地震等罕遇荷载下的钢结构表面厚型防火涂层情况,为钢结构防火涂料的设计与使用提供参考。
钢结构防火涂料是一种应用最为广泛钢结构防火措施。在钢结构防火涂料中水泥基厚型防火涂料可提供长达3 h的耐火保护,这一特性吻合了目前我国在建高层钢结构建筑柱子耐火极限3 h的设计要求,从而成为众多高层建筑防火措施的首选。
高层、超高层钢结构建筑不同于一般钢结构建筑,其在使用期间会受到风荷载等导致的荷载水平较低但频度较高的可变荷载作用,也可能遭遇到高烈度罕遇地震引起的大变形往复荷载作用。然而相对于钢构件本身材料而言,厚型防火涂料的力学性能较差,在遭遇地震和恐怖爆炸等偶然性事故灾害时,涂装在钢结构上的厚型防火涂料因受到的大变形荷载反复作用下,有可能开裂、破损甚至脱落,对钢结构构件在承受该类灾害后的抗火性能造成很大影响。
为了评估目前在我国应用广泛的水泥基厚型防火涂料在高层钢结构建筑上的适应性,为钢结构防火涂料的设计提供参考,选取具有代表性的兰陵牌LG厚型钢结构防火涂料作为测试对象,对涂有厚型防火涂料的钢结构构件进行不同荷载水平的往复加载试验,模拟地震等罕遇荷载下的钢结构的变形情况,考查往复大变形荷载作用下,防火涂料的开裂和附着性能,评估高层钢结构建筑用厚型防火涂料进行防火保护的可行性。
水性透明防火涂料研究进展
随着国民经济的发展和人们生活水平的提高,建筑业对饰面型防火涂料的需求日益增长。透明防火涂料不仅能够有效阻止火灾的发生、蔓延,还能够保持基材原有的纹理和色泽,这使其非常适合古建筑、高档家具等场所或制品的阻燃防火保护,具有良好的应用前景和社会经济价值。国内外水性透明防火涂料大部分是基于膨胀阻燃体系,该类型的防火涂料遇火可膨胀形成致密的泡沫炭层,能够有效阻止外部热源对基材的作用,同时也隔绝了基材与空气的接触,防止基材燃烧,达到阻燃目的。
总结了基于氨基树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等体系的水性透明防火涂料的国内外研究进展,对其在阻燃防火性能、耐候性能、抑烟性能等方面的改性研究进行了综述,探讨了水性透明防火涂料产品开发中存在的问题,并对其未来的发展趋势进行了展望。
全球PFP防火涂料市场分析预测
全球被动防护涂料(PFP)市场规模2018年约为167亿美元,预计到2026年市值将超过310亿美元,2019—2026年期间的年复合增长率达到8.2%。
PFP防火涂料品种多、应用广,能有效抑制、减缓火势蔓延、扩大。与主动防火涂料(AFP)体系不同,PFP防火涂料不需要过多的激发动作就能够发挥有效防护作用,而且,PFP防火涂料还可以与目前的各种材料、建筑物、结构件等联合使用,维护成本相对更低。
从品种来看,膨胀型防火涂料是防火涂料品种里增速最快的,预计未来几年的年复合增长率高达8.5%。该品种广泛应用于各种行业的钢结构防护,如建筑工程、油气工业、交通运输行业等。膨胀型防火涂料遇火能够膨胀至25倍,形成具有防火隔热的残炭层,有效延长基材的耐火时间。
全球PFP防火涂料主要企业包括:美国3M、丹麦海虹老人、美国宣伟、印度Lloyd公司、英国Nullifire公司、美国PPG、列支敦士登公国HILTI公司、芬兰泰克诺斯公司、日本关西涂料、荷兰阿克苏诺贝尔、美国卡宝拉因公司、德国Rudolf Hensel公司、挪威佐敦等。
全球膨胀型防火涂料市场趋势的分析
据一项最新研究结果显示,2019年全球膨胀型防火涂料市场规模达到9.85亿美元,2020—2026期间年复合增长率约4.8%以上。
膨胀型涂料遇火时,会激发膨胀层化学反应、体积膨胀,广泛应用于汽车制造业、油气工业、建筑业等行业的防火解决方案。研究指出,高效、高质量的防火、防腐解决方案的需求越来越多,从而推动膨胀型防火涂料市场的发展。
膨胀型防火涂料涉及水性和溶剂型品种。建筑领域翻新建设呈现越来越频繁的趋势,对于内部建筑结构,环氧类防火涂料较受欢迎,而且,其品种逐渐多样化,以满足建筑的具体应用要求。分析认为,环氧膨胀型防火涂料未来几年的年复合增长率为4.5%以上,这类涂料具有较高的热稳定性、快速响应、涂层外观平整、简洁等特点,广泛应用于各种钢结构上,如框架、横梁、柱子等。再加上建筑领域实施严格的安全法规及高品质材料的配套使用要求等因素的影响,膨胀型涂料市场增长趋势向好。
在其应用领域,压缩天然气、电动汽车的需求在增加,而且,关于安全性能的重视程度也在提高,这些有助于膨胀型涂料的发展。分析指出,到2026年,膨胀型涂料在汽车领域的需求规模将超过1.05亿美元。这类涂料主要应用于汽车发动机盖及底部,以抑制车辆部件过热、腐蚀、燃气泄漏、电池火花等各种危害因素发生。
全球膨胀型涂料主要制造商包括:3M、阿克苏诺贝尔、Albi公司、PPG、宣伟、西卡、佐敦、Isolatek国际、海虹老人、Flame Control涂料公司、Firetherm公司、皇冠涂料公司、卡宝拉因公司、Bollom防火公司等。
现代小家电耐高温涂料应用现状及展望(三)
粉末涂料
粉末涂料因无有机溶剂、无污染、利用率高、能耗低等优点已被广泛认可为“4E型”(Efficiency,Excellency,Ecology和Economy)涂料。粉末涂料根据成膜物质的不同通常可分为热塑型粉末涂料和热固型粉末涂料。
小家电通常使用的是热固型粉末涂料,其原理是利用分子质量小的树脂与固化剂在高温作用发生交联反应形成网状大分子涂层。小家电领域应用得较多的是聚酯粉末涂料、丙烯酸类粉末涂料、环氧类粉末涂料和聚氨酯类的粉末涂料。
粉末涂料近年来发展迅速,种类也是越来越多,性能也越来越优异。相对成本低廉的小家电,粉末涂料的使用成本仍然很高,希望涂料生产厂家能够开发出适用于小家电的低成本高性能的粉末涂料。
目前市场上也出现了紫外光(UV)固化涂料,其原理是利用紫外光诱发光引发剂使光敏树脂中不饱和键基团发生交联反应形成体型结构涂层。虽然紫外光固化涂料生产工艺简单,但价格昂贵,涂层的热稳定性不理想等原因尚不能广泛应用于小家电生产领域。



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