塑料助剂的发展现状及展望

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1、塑料助剂的发展现状及展望塑料助剂的发展现状及展望1. 我国涂料助剂发展现状 随着政府和人们对环境问题的日益关注,以及一系列环保法规的出台,涂料工业的环保问题越来越受到人们的重视.水性涂料,粉末涂料等环保型涂料得到很大发展,产量和用量不断增加的同时,对总用量随之增加的涂料助剂也提出了越来越严格的要求,高效,无毒害,低 VOC,多功能化的涂料助剂的研究和应用渐成主流,也取得了一定进展,特别是有机硅,氟碳材料,纳米技术及其它复配技术等在涂料助剂上的应用,极大丰富了涂料助剂品种,功能也越来越突出和完善. 随着我国加入 WTO,涂料助剂等化学品的关税正在逐年降低,更便于国外优质的助剂,良好的服务及先进的

2、技术进入我国,引起国内助剂市场的竞争更趋激烈.在中高档助剂的品种和性能上,国外厂家已经占据明显优势,竞争也主要集中在Cognis,BYK,Tego,德谦,EFKA 等几大涂料助剂生产商上.近两年,有越来越多的跨国化工公司在中国市场投放新的助剂品种,如 Bayer,Shell 等.竞争的结果固然增加了国内助剂生产企业的压力,但也使涂料厂家加深了对各种助剂的认识和了解,对助剂的选择和应用更趋理性,同时加快了我国涂料工业的发展及新型涂料品种的推出,提高了涂料的性能.在一定程度上来说,这种竞争有利于降低进口助剂的价格,提高售前售后服务质量,为我国涂料工业的技术进步,产品的更新升级创造了十分有利的外部环

3、境. 与前几年一样,国内生产,经营涂料助剂的企业主要仍是三种类型,包括国内助剂生产企业,国外助剂代理企业,国外助剂生产商在国内的合资厂,办事处等,但也存在一些新变化: (1) 一些高新技术企业加入涂料助剂的竞争,主要是生产有机硅,纳米材料,氟碳材料的企业,但他们大多只能提供产品,却很少能同时提供产品在涂料上的应用服务,而且这些产品也不是专为涂料设计和研发. (2) 国外助剂代理企业不再单纯代理某一家或某几家的助剂产品,他们在依靠自身积累的助剂理论及应用知识进行一定的实业化探索和尝试. (3) 国外助剂生产企业在引入更多优质产品的同时,也在加快助剂中国本土化的进程,以图降低成本,增加竞争优势;也

4、有一些企业开始脱离对中国代理公司的依赖,亲自设立分支机构竞争中国市场. 总的说来,近两年国内涂料助剂业目前主要有以下特点: (1) 由于中国处于工业化发展阶段,因此,世界许多助剂生产跨国企业都进入了中国市场,如新进入中国市场的 Drew 化学. (2) 我国涂料行业每年的助剂需求量迅猛增长.据称,仅深圳市海川化工科技有限公司2002 年助剂销量就达到 2 亿元人民币. (3) 助剂行业相对优厚的利润,也吸引了内资企业进行涂料助剂的研发与生产.但是,与跨国公司相比,国内企业的产品在系列化和产品性能上还存在一定差距,某些产品开发,应用仍处于模仿阶段. (4) WTO 的加入和我国工业化的发展,将有

5、更多外资生产企业进入中国,对内资生产企业和产品代理公司产生更大的竞争压力. (5) 助剂企业在国内的服务水平有待提高.由于助剂行业技术门槛较高,对技术服务人员的技 术要求也相应较高,但国内助剂服务水平总体表现为缺乏系统和深入的技术. 2. 各类涂料助剂的发展情况 2.1. 润湿分散剂 随着水性涂料,粉末涂料,高固体分涂料等的发展,作为主要助剂的润湿分散剂也得到了很大发展,其发展主要集中在几个方面:(1) 在分子水平上引入各种功能性基团,使产品在具有更优异润湿分散性能的同时具备一定的抗水性及其它功能;(2) 改进助剂的生产工艺以减少可挥发性有机物的使用,在最大程度上降低产品的 VOC;(3) 开

6、发环境友好型助剂以替代原有对环境有害的产品系列;(4) 继续高效超分散剂的研究,使其性能更优,用量更少;(5) 利用有机硅改性,纳米技术,颗粒细微化等高新材料和先进技术使分散效果更佳. 在应用上,更重视润湿分散剂的搭配以提高协同效应,减少用量,同时,对于一些对人体或对环境有害的物质尽量减少使用,如早期作为分散剂和阻燃剂的磷酸盐,虽然对人体没有直接的毒害作用,但磷酸盐进入水体(浓度达到 0.08 0.1 mg/L)后会造成水系周期性的富营养化,引发水体缺氧和水系中其它生物群落的伤害,其使用已经逐步受到限制,对此我国涂料助剂生产企业应该有更长远的认识. 一些公司陆续推出的分散剂新品种,见表 1.

7、表 1 分散剂新品 名称 牌号 公司 用途 抗水性分散剂 Hydropalat 100 德国 Cognis 公司 水性体系 低泡润湿剂 Hydropalat 140 德国 Cognis 公司 水性体系 高效分散剂 Hydropalat 3204 德国 Cognis 公司 水性体系 经济型颜料分散剂 Dispersant 5010 加拿大 KNP 公司 水性体系 有机颜料用分散剂 SP-1900 沈阳永信精细化工有限公司 有机颜料 多功能分散剂 168 浙江临安福盛涂料助剂有限公司 对碳黑,酞菁蓝等难分散的颜料效果明显 酸性润湿分散剂 Disperbyk-102 德国 BYK-CHEMIE 通用

8、型色浆 高分子量润湿分散剂 Disperbyk-2070 德国 BYK-CHEMIE 颜料浓缩物 无溶剂底材润湿剂 Tego Wet 270/280 德国 Tego Chemie Service公司 水性工业涂料,木器涂料 降低表面张力和改善流动性的表面活性剂 FC-4430 FC-4432 比利时 3M Specialty Materials 公司水性涂料 溶剂型涂料 防止起泡的有机硅氧烷润湿剂 Coat Osil 1211 美国 CK Witco 公司 水性涂料 聚合物分散剂 Efka-4020 荷兰 EFKA Additives 公司 溶剂型体系 2.2. 消泡剂 传统消泡剂的消泡物质(

9、包括矿物油,蜡,金属皂,有机硅,疏水无机硅等)都属于水不溶性物质,必须加入一定量的乳化剂,扩展剂才能使其快速均匀分散到水性体系中发挥消泡作用.当由于某些原因(如涂装前加水冲稀)导致乳化剂从消泡物质表面脱离后,不溶于水的消泡物质就容易在涂膜表面造成缩孔.为了消除传统消泡剂这种不可避免的弊病,出现了分子级消泡剂,这类消泡剂由特殊的矿物油及特殊的分子级消泡物质组成,整个分子呈类似于网状的超分支结构,具有多个锚定点,同时具有一定的自乳化作用,无需另外添加乳化剂,不会出现因乳化剂脱离而造成的缩孔现象.另外,这类消泡剂特殊的结构使其对基材具有一定的润湿作用,可适当减少润湿剂的用量.这种新的消泡结构及消泡机

10、理将可能引起消泡剂的重大变革. 在传统消泡剂方面,由于有机硅材料特殊的结构及性能,有机硅类消泡剂的研究和应用仍然是一个热点,且多集中在复配型消泡剂上,复配是传统消泡剂的发展趋势之一. 一些公司推出的消泡剂新品种,如表 2. 表 2 消泡剂新品 名称 牌号 公司 用途 分子级消泡剂 FoamStar A32 / A34 / A36 / A38 德国 Cognis 公司 水性体系 通用型消泡剂 Foamaster 50 / 75 德国 Cognis 公司 水性体系 高效消泡剂 Defoamer 334 加拿大 KNP 公司 水性体系 硅酮消泡剂 BYK-017 BYK-CHEMIE 水性浓缩颜料

11、贮存中稳定的无硅消泡剂 Serdas 7005 荷兰 Condea Servo Deldlen涂料助剂公司 水性体系 有机硅型防泡剂 2210 Antifoam 73 Additive 75 Additive 美国 Dow Corning 公司 水性建筑漆和木器漆 水性体系 无溶剂 UV 体系及水性体系易乳化消泡剂 Additol VXM6386 首诺公司 高质量水性体系 2.3. 增稠剂 增稠剂是一种流变助剂,加入增稠剂后不但能使涂料增稠,同时还能赋予涂料优异的机械及物理化学稳定性,在涂料施工中起到控制流变性的作用.增稠剂分为无机增稠剂和有机增稠剂两种.在无机增稠剂方面,纳米技术实现无机物颗

12、粒的纳米化,赋予无机增稠剂一些新的性能;在有机增稠剂方面,聚合物类增稠剂的开发依然是主要发展方向,聚合物类型虽然还是聚氨酯类,聚羧酸盐类为主,但通过添加某些物质进行共聚改性,接枝上某些疏水基团等方法,在提高增稠性能的同时,还具有一定的抗水性.另外,为了达到低 VOC 的要求,无溶剂型增稠剂也逐渐成为关注焦点. 由于一种增稠剂通常主要在某种剪切速率下能显著提高体系粘度,在其它剪切速率下则不太明显,因此,研究增稠剂之间的复配,协同作用也显得比较重要. 一些公司推出的增稠剂新品种,见表 3. 表 3 增稠剂新品 名称 牌号 公司 缔合型增稠剂 DSX 3256 / 3290 / 1516 德国 Co

13、gnis 公司 流变添加剂 DSX 3000 / 2000 德国 Cognis 公司 碱溶胀型增稠剂 Thicklevelling HASE 660 / 625 加拿大 KNP 公司 甲基羟乙基纤维素醚 ME 20000R 德国 Bayer 公司 基于聚脲的液体流变添加剂 BYK-420 BYK-CHEMIE 改进层间附着力的流变性助剂 Thixatrol Max 比利时 Elementis Specialties 公司聚氨酯型流变改性剂 Additol VXM6388 首诺公司 2.4. 防腐杀菌剂 涂料中必须添加杀菌剂以防止微生物对涂料的损坏.所用杀菌剂必须是可迁移的,以便于迁移至涂层界面

14、,并穿透细胞膜而破坏微生物.涂料用防霉杀菌剂按功效来划分主要有两大类:(1) 罐内防腐,主要是乳胶漆使用;(2) 涂膜在自然环境中的防霉杀菌.由于环境保护的需要,要求涂料行业尽量减少商用防霉杀菌剂的用量和种类,因此,如何减少防霉杀菌剂对环境的污染和提高杀菌效果吸引了人们投入更多的精力.如采用微胶囊包覆技术处理防霉杀菌剂,以均匀释放而减少环境污染和延长防霉杀菌效果;也可采用新技术生产新型防霉杀菌颗粒,以提高其有效性和降低使用量;采用配方技术使防霉杀菌剂仅富集在涂料表层,并根据涂料使用年限而添加防霉剂,以尽可能减少其使用量.同时,还必须取缔对人体明显有害的甲醛等品种的防霉剂,取缔对人体有明显皮肤敏

15、感性的防霉杀菌剂.随着人们对防腐,杀菌作用机理的进一步研究,今后在防霉,杀菌剂的制造和使用上,将会更多的采用混合制剂及化学结合型防霉杀菌剂,以提高防霉,杀菌效力,克服抗性,延长有效期. 一些公司推出的防腐杀菌剂新品种,如表 4. 表 4 防腐杀菌剂新品 名称 牌号 公司 用途 广谱防腐杀菌剂 Dehygant LFM 德国 Cognis 公司 水性体系 异噻唑啉酮类防腐杀菌剂 Alex F-251 / F-252 加拿大 KNP 公司 水性体系 聚合物杀菌剂 SAM-Polymers 德国 Creavis 公司 可用于多种涂料 快速作用的杀菌剂 Dowicil OK-20 美国 Dow Che

16、mical 公司荷兰分部 高效杀菌剂 Dowicil 75 美国 Dow Chemical 公司 水性体系 无色广谱杀菌剂 Proxel Ultra 5 / Ultra 10 英国 Avecia 公司 高性能聚合物和乳液及清漆中 环保防腐剂 Rocima 550 / 607 美国 Acima 公司 水性体系 2.5. 催干剂 催干剂的作用是加速漆膜的氧化,聚合,干燥,达到快干的目的.传统的钴,锰,铅,锌,钙等有机酸皂催干剂品种繁多,但各有缺点.近年开发的稀土催干剂产品,较好地解决了上述问题,但也只能部分取代价昂物稀的钴催干剂.开发新型的完全取代钴的催干剂,一直是涂料行业的迫切愿望.最近出现一种完全不用钴,不含铅,可单独使用的新型复合催干剂,其设计全面考虑了涂料的表干和实干的对立统一,并采用多种金属与有机酸连续反应的合理配方和工艺.仅用此催干剂,就能在涂料上达到原来多种催干剂一起合用的效果,可取代包括钴在内的传统催干剂,用量只是原来的十分之一到五分之一,且具有耐低温,抗高湿等特色. 此外,有研究表明,采用低温下水溶性的锆化合物如碳酸锆胺,乙酰乙酸锆,羟基氯化锆,原硫酸锆,丙酸锆和磷酸