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耐磨陶瓷涂料成膜原理

2017-10-17 5:56:45      点击:
涂料是一类与国民经济和国防工业各部门配套的重要工程材料,是指涂布于物体表面在一定的条件下能形成薄膜而起保护、装潢或其他特殊功能(绝缘、防锈、防霉、耐热等)的一类液体或固体材料。
    传统的涂料就是人们通常所熟知的“油漆”,这类涂料都是有机涂料,在此基础上发展起来的合成树脂涂料仍是有机涂料。大多数有机涂料在生产过程中都使用了一些对人体和环境有害的原材料,在生产过程中还会排放出有害的废水和气体,甚至在施工后的一段时间内还会释放出有害气体。大都数有机涂料都是易燃物质,且暴露于自然环境下人容易发生降解反应。这些涂料在焚烧或降解后最终生成大量的“温室效应”气体二氧化碳。

图(1)北京耐默公司施工后耐磨陶瓷涂料已经成膜
    涂料工业对环境的不良影响主要表现在两个方面。一是涂料工业向大气中排放有机挥发物(VOC)。这种VOC主要来源于两部分,一部分是成膜物质中的挥发性有机物,即游离单体,一般数量较少,另一部分是有机溶剂。二是涂料在生产过程中消耗了大量不可再生资源资源,如:煤和石油。下表中分析了VOC的排放情况,从表中可以看出,大气中有19%的VOC是涂料工业排放的,这不是个小的比例,因此说涂料工业会对环境造成严重的污染并非夸大之词。
    鉴于传统涂料工业对环境所带来的不良影响,20世纪以来,世界各国纷纷制定了严厉的环保法规来限制工业废水、废气和废渣的排放,逐步淘汰一些对环境和人体有害的原材料已经是势所必然。为了减少涂料工业对环境的影响,涂料工程师们已经设计出了降低VOC排放量并能够满足环保法规的新型涂料,包括水性涂料、高固体分涂料、无溶剂液体树脂涂料、粉末涂料和辐射固化涂料等。
    耐磨陶瓷涂料与任何传统的合成树脂有机涂料都不同,是一种全新的水性无机涂料。它是以纳米无机化合物为主要成份,涂装后通过低温加热方式固化,形成性能和陶瓷相似的涂膜。
耐磨陶瓷涂料成分
耐磨陶瓷涂料主要成分:
    主要化学成分为Si(硅)、O(氧)、Al(铝)、C(碳)、Zr(锆)等,因颜填料不同,会含有少量Fe(铁)、Ti(钛)等物质,可以根据要求定制各种耐磨陶瓷涂料。
耐磨陶瓷涂料成膜原理
    多种纳米级氧化物,通过改进的溶胶-凝胶反应,在低温下水解固化,行成类似陶瓷和玻璃的漆膜。
    成膜原料完全不同于现在的树脂类有机涂料,如特富龙、有机硅、聚醚砜等。故性能大不相同。
    成膜机理也与搪瓷不同,故克服了搪瓷耐冷热冲击差、耐物理冲击差、易爆裂、颜色少、施工困难、成品率低等问题。
    耐磨陶瓷涂料的原材料来自于极普通的、储量极为丰富的天然矿石和金属氧化物(如:石灰石、粘石英砂),而且生产工艺也不复杂,能耗相对较低。因而原材料资源十分丰富,这与完全依赖石油化学工业、并以石油为主要原料的有机涂料相比较,不仅具有很大的资源优势,而且更加符合低碳要求。
    耐磨陶瓷涂料是以水为分散介质,从根本上解决了涂料中溶剂对环境的污染,其环保性能不言而喻。耐磨陶瓷涂料没有游离单体之类VOC的危害问题,即使是用于防火和耐热,在火焰或高温的作用下也不会向大气中释放出有害物质。
    耐磨陶瓷涂料,继承了有机涂料和无机涂料各自的优点,将耐高温、高硬度、超耐侯、不燃无烟、环保无毒、色彩丰富、涂装简便诸多优势集于一身,可适用于多种高要求的场合。其独特的性能解决了许多传统有机涂料所不能解决的问题。

图(2)耐磨陶瓷涂料成膜后具有耐磨防腐作用
 耐磨陶瓷涂料应用
    目前北京耐默公司的耐磨陶瓷涂料可应用于:商业建筑的幕墙涂装、医疗机械的防静电涂层、户外大型天然气、石油储罐的防老化涂层、炊具厨具耐高温不粘涂层、金属加热设备的防高温氧化涂层等诸多领域。
    炊具:金属不能直接作为炊具使用,附加的涂层非常重要,其中耐磨陶瓷涂料以其健康环保及卓越的性能,在炊具行业中逐渐暂露头角
    建筑幕墙:耐磨陶瓷涂料是纯无机成分,耐侯性极佳,并且防火阻燃。此外由于其呼吸性,耐污染性,更可附加散热隔热功能是建筑幕墙的理想材料。
    医疗器械:耐磨陶瓷涂料可赋予多种性能,如抗菌性,防静电,并且天生具有防火阻燃的作用。
    天然气,石油储罐:利用耐磨陶瓷涂料耐侯性,耐污染性,这其中包括人工污染及自然污染。
    金属加热设备:耐磨陶瓷涂料的多功能性中可以赋予涂层抗氧化功能,防水垢功能,是涂料在起到装饰作用的同时,具有丰富的功能性。