由2009歐洲塗料展觀察塗料技術發展趨勢

 

刊登日期:2009/6/10
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產業發展―研討會重點摘要
ECS 2009研討會論文中,比較突出的主題,包括自修復(self-healing)塗料、奈米碳管分散、抗冰塗料、抗生物淤積(anti-biofouling)塗料、PVDF乳液與PTFE分散液、用clearcoat來硬化basecoat、船用水性環氧樹脂塗料等。當然,奈米科技幾乎貫穿各場研討會的主軸。擇要概述於下。

1. 自修復(self-healing)塗料
自從六價鉻的自修復特性變成污染性非環保塗料後,許多研究都在尋找具有自修復性的代用品。2001年White氏發表的自修復系統,是利用微粒包覆技術,將Dicyclopentadiene (DCPD)包裹於塗料中。當塗膜於使用過程受損時,DCPD將被釋出,而被原先溶於塗料的Grubbs’金屬觸媒引發聚合,覆蓋塗膜受損部位的金屬基材,延緩腐蝕的進行。近年來,有更多的構想與研究發表出來。今年,(1) Dow公司發表含疏水性天然植物油型polyol的二液溶劑型PU塗料系統,(2) Safe Marine奈米科技公司發表含有鉬酸銨掺雜(doping)的奈米有機無機混成系統,(3) Postech公司則發表含有三乙醇胺奈米微粒的系統。其中,鉬酸銨及三乙醇胺均列入腐蝕抑制劑化學品,可於塗膜受損時,擴散至受損部位,鈍化裸露的金屬基材。

2. 奈米碳管分散
自1991年奈米碳管(CNT)問世後,許多研究在探討其實用性。單層奈米碳管(SWCNT)製備困難,業者紛紛投入多層奈米碳管(MWCNT)製造與應用研究。原料狀態的奈米碳管管徑20 nm,但長度達數十μm,因此,形成相互糾纏的形態,如附圖1。糾纏狀態的MWCNT無法使用,故需分散處理。
Byk公司利用適當的濕潤劑與分散劑,以及適當的剪切力,獲得穩定的奈米碳管分散液。如圖3。

3. 抗冰塗料
防止冰雪在建物表面累積的研究很多,但始終沒什麼重要結果。目前公認的研究方向,主要在降低冰雪對建物表面累積的影響。

另一方面,有些研究著重於如何防止冰雪的形成,以及如何去除已形成的冰雪。這類的研究,包括加熱法、加醇類化學品或抗凍蛋白質生化物質的降低凝固點法、機械掃除法等。這些主動防治法還可結合被動機制,形成隱藏型官能特性。例如,(1)由於冰雪附著性降低,導致冰雪容易被清除;(2)由於物體表面可濕潤性改變,導致水在形成冰雪前,已自行清洗去除(rinse off)。

Fraunhofer IFAM即在開發具有這類隱藏型官能特性的塗料。例如,(1)含有適當鹽類的水性PU塗膜,表面因含鹽而可降低凝固點;(2)含有抗凍蛋白質成分的塗料,保留抗凍功能;(3)高粗度、高疏水性塗料表面不易結冰。

4. 用clearcoat來硬化basecoat
汽車塗料塗裝時,basecoat (銀粉漆)與clearcoat (透明金油) “Two-coat-one-bake” 實施已久。為達到充分交聯硬化,basecoat與clearcoat塗料組成分別添加……《本文節錄自材料世界網「材料最前線」專欄,詳細全文請見下方附檔》


德國Eckart公司近年研發的造粒製程


德國Eckart公司造粒製程所得鋁粉團

★作者: 陳治貞、張義和/ 工研院材化所


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