水性醇酸树脂涂料的特性研究及应用

涂料是国民经济各部门不可缺少的配套材料，广泛应用于各类建筑物、各种工业制品和交通工具的装饰与保护以及各类钢铁设施如码头、海洋石油钻井平台、输变电塔等的防腐保护。随着科技的发展，涂料的功能和应用领域正在逐渐完善和扩大，涂料的消费水平也已经成为衡量一个国家经济发展水平的重要指标。1涂料工业面临的问题和发展趋势我国涂料的总产量已跻身世界前列，在产品的产量、品种、质量、技术装备水平有了长足的进步。但是随着人们环保意识的不断增强以及我国加入WTO后国外企业纷至沓来，现有的民族涂料工业面临挑战，如何降低生产和使用涂料所造成的污染，尤其是对大气的污染。涂料对大气的污染主要是由挥发性有机化合物（VOC）造成的，包括能引起大气层氧化容量和酸度变化（导致酸雨），还可能产生光化学烟雾的碳氢化合物、有机卤化物、有机硫化物、羟基化合物、有机酸和有机过氧化物等。在涂料的加工和生产过程中释放出来的VOC总量仅次于汽车尾气而位居第二，占VOC污染量的20%～25%，且大多发生在城镇等人类聚居区域，其污染作用非常严重，因此，减少和控制涂料中VOC的释放，是保护环境的一个必要措施。西方发达国家对VOC的防治起步较早。美国早在1966年就制定和实施了**的加利福尼亚RULE66法规；在1977年，美国环保局（EPA）进一步制定了大气净化法CA

（CLEARAIRACT，CAA），提出了VOC的排放标准；1990年又对CAA作了进一步的限定和修正。欧洲各国也制定了严格的VOC排放标准，***有代表性的是德国的大气清净法。我国从20世纪80年代开始也陆续制定了一些环保法规。环境压力正在影响全球的涂料工业，因此，发展和推广低VOC甚至零VOC的环保型涂料是大势所趋。环保涂料是指水性涂料、高固体涂料、粉末涂料和辐射固化涂料等。据统计，1998年美国涂料的总产量已达650万t，占全球的25%；同时其环保涂料的市场份额也逐年增大，1999年水性涂料市场份额高达61.1%。而我国传统溶剂型涂料仍占55.5%，与发达国家之间的差距很大。2水性涂料的优点与不足水性涂料大致分为三类：水溶型、乳胶型和水分散型。由于水无毒、无味、不燃而且廉价，因此，将水引入涂料中，既可降低生产成本，又大大降低VOC的含量，所以水性涂料才得以迅猛发展。但正是因为水的引入又带来一系列的新问题，比如水的蒸发潜热很大，加速干燥需要提高温度，而且水的挥发速度受相对湿度的影响很大；水的表面张力非常大，对颜料的分散和涂料的涂布都有不利影响；当水性涂料应用于金属基体时，由于水的高导电性可能引起基体腐蚀等。为了解决上述问题，往往采用在涂料中添加助溶剂、表面活性剂和还原剂等助剂的办法，而这些助剂的添加又不可避免地带来一定的负面影响。总之，水性涂料的配制远较溶剂型涂料复杂，也存在一些不足之处，但由于它能大大地降低VOC含量，顺应环保趋势，而且能够满足许多场合下的性能要求，所以我们有理由相信水性涂料是涂料发展的一大趋势。3醇酸树脂的性质及干燥机理醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯和聚酯树脂等是制备水性涂料的主要基料，其中醇酸树脂是发展***早、产量大的合成树脂。研制高性能水性醇酸树脂涂料，对于生产厂商而言，产品转型的投入和周期都更容易接受。醇酸树脂的另一优势是它基本不依赖于石油产品，作为一种重要的战略物资，石油的价格和供应量受国际形势的影响很大，而且现阶段我国的石油消费在很大程度上依赖于进口，因此醇酸树脂具有得天独厚的价格优势。此外，醇酸树脂的组分和性能可以在很大范围内调整，仅仅是不同的多元醇和多元酸就能得到性能各异的树脂；而醇和酸之间官能度之比的变化可控制支化度，树脂原料中羧基之间或羟基之间的碳原子数能调整树脂的柔软性等，这些特点无疑使醇酸树脂能够应用于更多的领域。