防滑涂料的发展概况
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#向无机涂料发展。激光诱导改善表面 (5:8:, 5;<=> :?@AB=@ 8A>C;B= :DE>FG=D=?H)是在防滑涂料使用 方面的一个新的方法,它用激光熔化金属粉末,一部分 形成长期防腐的底层,一部分形成耐磨面层。比如用 钛金属,或其他重金属与陶瓷复合在一起形成一层无 毒的金属粉末。目前的激光法还没有大量的应用,激 光束的宽度仅 & DD,应增加宽度 ($" I &" DD)和扫 描速度,这种方法是完成防滑甲板涂料的一种创 新。预期用 5:8: 方法施工和修补的航母甲板防滑面
# 防滑涂料的种类和组成配方
根据美国军用标准 B5K / , / !DEE0% G 2--! H 的分 类,防滑涂料分为 D 类:
#高耐久性辊涂甲板涂料; #标准耐久型辊涂或镘涂甲板涂料; #标准耐久型辊涂弹性甲板涂料; #标准耐久型喷涂甲板涂料。 这 D 种涂料是根据用途和施工类型而划分的,局 限于舰船甲板上使用。而目前大多数是以树脂的种类 而分类的,比如环氧防滑涂料、聚氨酯防滑涂料、醇酸 防滑涂料、氯化橡胶防滑涂料等。 按照涂料的组成还可分为单组分防滑涂料、双组 分防滑涂料和多组分防滑涂料。单组分防滑涂料只有 一个组分,施工方便,但性能没有双组分的好。单组分 防滑涂料品种有醇酸防滑涂料、氯化橡胶防滑涂料、湿
粒子、聚氨酯树脂粒子、橡胶粒子等惰性高分子材料。
#无机物:硅石粉、石英砂、玻璃片、碳化硅、结晶
氧化铝、云母等。
这些防滑粒料一般具有不同形状和不同粒径,可
直接掺入涂料中或最后一道涂料施工后且未固化时喷
撒在面漆上。
根据国内外公布的资料,下面列举了几组防滑涂
料的配方。
!美国航空母舰用甲板防滑涂料:
+ 组分
J . K 程永存,黄志信 # 聚氨酯弹性体防滑涂料 # 中国专利公 开 3M%%*$-%)7,%--) + %% + ".
J * K 3# Z# 1AHBR=W# V=G=UFED=?H FC CUQR]H @=BT BF;HQ?R# 《^32》 ZAUS %--,P %, I !!
J ) K 余兰萍 # 防滑剂 # 涂料工业,%--$,(*):.! I .& J , K 周健等 # 防滑涂料 # 涂料工业,%--$,(*):% I * J - K 朱万章 # 直升飞机百度文库降甲板防滑漆 # 涂料工业,!""%P
漆能超过当前有机防滑涂料体系的性能,还能减少维 修费用。
参考文献
J % K 美国军标 L:5 + 3 + !&**)7(M7NO),%& P 3F;HQ?R <S<H=DP ?F? + <TQ@P CF> >FUU F> <E>;S ;EEUQB;HQF? ,7ARA<H %--!
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防滑涂料的开发利用已有多年的历史。在国外, 基料通常选用普通的醇酸树脂、氯化橡胶、酚醛树脂或 改性环氧树脂,这些树脂的耐候性、机械性能好。树脂 中掺以硬而大的粒子,如廉价的石英砂或类似物,这些 填充物粒大而突出于表面,产生较大的摩擦阻力,从而 达到防滑的目的。
防滑涂料最成功的应用是在航空母舰和舰载甲板 上,涂料增大了甲板的摩擦系数,避免了滑动,在航母 航行时涂料可防止飞机和车辆在甲板上滑动,正是由 于这些特殊的用途,使防滑涂料的发展突飞猛进,由一 般的民用范围到专门为航母的防滑研究,已成立了专 门的防滑涂料生产、研究中心,防滑涂料品种繁多、用 途广泛,专用性和通用性防滑涂料应运而生。例如,美 国 %&’ 中心生产的 ()*+* $"", 环氧聚酰胺防滑涂 料被用于美国海军全部航空母舰飞行甲板和 -". 以 上大型舰船甲板,是安全保障最高的防滑涂料,这种涂 料摩擦力大、耐久性长,已有 !" 年的应用。采用具有金 刚石级硬度的氧化铝型耐磨粒料,在水、油状态下摩擦 系数几乎不变,耐热喷气能力、耐化学品能力强,且附 着力好。还有 %& / 01、%& / 21"、%& / 201、%& / !1"、 %& / 11"、%& / !1"" 等品种。另外 3%45& 公司生产的
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改性树脂
(份
钛白粉
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炭黑
)# ! 份
其他助剂
)份
稀释剂
)) 份
防滑材料
)!" 份
" 防滑涂料的防滑原理
防滑涂料已有大量的应用,但它又是怎样防滑的
的呢?一般来说,静摩擦系数越大,防滑性能越好,摩
擦学的领域又涉及到自然的摩擦形式、表面磨损情况、
物理和化学影响以及界面的支持。根据摩擦学原理,
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二甲苯0 脱水1
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乙组分
8<4+
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环己酮
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二甲基甲基磷酸酯
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丙组分
聚氨酯弹性体的粉碎粒料
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金刚砂
’份
硅酸盐微珠
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%高氯化聚乙烯甲板防滑涂料
高氯化聚乙烯 0 =4>? 1
’! ( _ %% I %$ J %" K 美国海军航空母舰用涂料 2^‘a‘ $""3# 造船技术(日)P
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化学工业出版社,%--*# !$- I !&! ’ 收稿日期:!""% + %! + !& (
摩擦系数 ! @ 摩擦力 ! 3 正压力 "A 即静态摩擦系数是
一个无单位的比值,指物体开始运动时的拉力和重力
之比,大多数物体的 ! 值在 "# ’ ; )# ! 之间,而物体表
面在水、油存在下 ! 值都会变小。涂膜的防滑效果可
以理解为物体在涂膜表面移动的阻力,阻力的大小表
示物体与涂膜之间摩擦力的大小,也表示涂膜表面的
J $ K 5;>>S X# Y>;CH# MF?<TQ@ BF;HQ?R CF>DAU;HQF?<# 美国 7V 报告 7V + V"%!%,*,Z;?P !!P %-,*
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!% 世纪建筑胶黏剂技术的重大创新
高黏度建筑涂料胶粉
专利申请号:-, % !%)"-# .
荣获第七届中国专利技术博览会银奖
该胶粉采用多种高分子材料辅以多功能助剂配制而成,溶于冷水快,用量小、黏度高、无毒、无害、使用方便、 价格低廉,完全取代已被国家经贸委、国家建设部下令淘汰的聚乙烯醇 %") 胶、改性淀粉、改性纤维素及熟胶粉, 用于建筑涂料和内外墙腻子中作黏合剂、成膜剂,还可代替价格昂贵的 123 用于乳胶漆中作增稠剂、黏合剂,并 在纸制品、石膏制品、贴墙瓷砖、水泥砂浆中作黏结剂。
不光滑程度。! 值越大,说明物体在涂膜表面的摩擦力
愈大,涂膜愈不光滑,表示防滑效果越好。
在涂料中所填加的防滑粒料通常是不规则的,能
稍突于涂膜表面,呈微浮雕型,机械地赋予涂膜层表面
适当的粗糙度,妨碍或抵抗第二个面在其上面的移动,
达到防滑的效果。防滑料常用的是氧化铝,质地极硬、
耐磨且价廉。当氧化铝掺入涂料中时,棱角突出表面,
组分环氧体系,固化剂常是能与环氧起化学反应的胺
类,这种热固型体系反应后很硬且耐磨,可用于钢铁和
混凝土上。多组分防滑涂料是把成膜树脂、固化剂、防
滑粒料等分开包装,使用时机械混合,或涂完漆后立即
喷撒防滑粒料,让防滑粒料牢固地嵌在漆膜中。
防滑粒料是防滑涂料中重要的组分,防滑粒料按
其材质分为 ! 类:
#合成有机材料:聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯树脂
特种功能型涂料
固化聚氨酯防滑涂料、环氧酯防滑涂料等。在混凝土
上不选用醇酸防滑涂料,水泥的碱性能使醇酸涂料中
的游离脂肪酸皂化,易分层,而环氧酯耐化学药品性
强,效果就好些。双组分防滑涂料是最常用的一种,树
脂与固化剂分开包装,防滑料可放在其中一个组分中,
施工时两组分混合,然后施工,目前品种有环氧聚酰胺
防滑涂料、聚氨酯防滑涂料等。目前大多数用的是双
!无溶剂型 %""6 固体含量的防滑涂料问世。国 内外已经出现了无溶剂型聚氨酯防滑涂料、环氧防滑 涂料以及各种粉末防滑涂料,如美国 789 中心生产的 78 + !."" 聚氨酯防滑涂料。这种涂料不会产生大气 污染。
"向水性防滑涂料的发展。水性涂料是涂料工业 发展的热门方向,国内外都有所研究,但国内还没有专 门用于防滑涂料的水性涂料生产厂家。
聚氨酯树脂
%* 份
醋酸戊酯
/份
二甲苯 0 无水1
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, 组分
硅酸镁 %% #2 0 $!’ 目 1 !" 份
石棉粉 0 纤维状 1
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金刚砂 )! 3 $" 网
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$国内公布的聚氨酯弹性防滑涂料 (上海新星科
技公司生产 中国专利 45 ))/$6)(+)
甲组分
聚四氢呋喃聚醚 7 89: 预聚体
——————— 作者简介:张学卿,男,%--. 年毕业于哈尔滨建筑大学复合材料 专业。曾与他人合作完成国家课题 ! 项,已申请国防专利 % 项, 主要致力于舰船甲板防滑涂料的生产与应用。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
氨基树脂 酰胺树脂液 , 组分
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液体环氧树脂
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增稠剂 滑石粉 纤维填料
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钛白粉 炭黑 石脑油
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氧化铝颗粒
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+ 组分
在适当磨损时,摩擦系数增大,是由于更多的氧化铝露
出棱角引起阻力。
# 防滑涂料的发展
很多年来,美国海军用环氧防滑涂料涂在舰船(包
!""!# "$ 现代涂料与涂装
!!
特种功能型涂料
括航母)的表面,涂料增大了甲板的摩擦系数,避免了 舰船航行中飞机和车辆的滑动,减少了军人的滑倒摔 伤事故。后来,人行道、车厢、化工环境、体育场跑道、 码头、钻井平台等出现了不同的防滑涂料。但是由于 以前的防滑涂料含有大量的有机溶剂,施工时全部挥 发到空气中,造成环境污染。每年美国海军用于航母 的有机防滑涂料约 $# )- 4 %". 5 ’ %" 万加仑 ( ,向大气 和水中排出大量的有机溶剂、致癌物和结晶硅石,这不 仅增大了危险品的处理费用,而且给环境造成了极大 的污染。很多人士对目前的防滑涂料提出了批评,因 此需要改进防滑涂料。目前有 $ 个途径可以发展:
特种功能型涂料
防滑涂料 的 发 展 概 况
张学卿 张卫国 李旭朝
G 青岛海洋化工研究院,!EE"02 H
摘 要 介绍了国内外防滑涂料的发展概况,论述了防滑涂料的种类、组成、配方和防滑原理,指出了防滑涂 料的发展方向。
关键词 防滑涂料 防滑粒料 防滑原理 分类号 ’LE$"# 2
! 概述
防滑涂料对人们来说已不陌生,在人行天桥、体育 场、舰船甲板、离岸平台、水上浮桥上等都可见到防滑 地板。防滑性是防滑涂料的基本特征,是涂膜所具有 的一种特殊性能。防滑涂料主要含有防滑粒料、成膜 树脂等物质,防滑粒料是为了提高漆膜防滑性能的添 加剂,赋予漆膜防滑能力,防止人员滑倒摔伤;成膜树 脂具有固定防滑粒料的作用,同时保护底材不受破 坏。
现代涂料与涂装 !""!# "$
!"
36786 3679:; -!-、36786 367<9=> 2$?%@、2$?A@、!$0B 等品种也是防滑涂料。
国内最早开发生产防滑涂料的厂家是上海开林造 漆厂,以后各大油漆厂也有批量生产。我国早期的防 滑涂料一般采用黄砂、水泥作为防滑耐磨材料。黄砂 用清水洗净后晒干,过筛,取 0$? C !DE !F G !" C E" 目 H 的砂粒与 D""I水泥按指定的比例,调至不见夹心为 止。施工一般采用橡皮刮刀,刮 2 C $ 层,其厚度为 2 C ! FF。但这种防滑涂料使用寿命较短,易磨平,在北方 严寒的冬季里易冻裂,耐钢板的热胀冷缩性能较差。 后来,有许多厂家加以改进,采用了环氧聚酰胺或聚氨 酯型作为防滑涂料,加入耐磨的碳化硅、金刚砂等。如 江苏太仓生产的 &A / J 型防滑涂料、青岛海洋化工研 究院生产的 AJ / "1 型防滑涂料都已在某些舰船上大 量应用,且使用效果不错。
# 防滑涂料的种类和组成配方
根据美国军用标准 B5K / , / !DEE0% G 2--! H 的分 类,防滑涂料分为 D 类:
#高耐久性辊涂甲板涂料; #标准耐久型辊涂或镘涂甲板涂料; #标准耐久型辊涂弹性甲板涂料; #标准耐久型喷涂甲板涂料。 这 D 种涂料是根据用途和施工类型而划分的,局 限于舰船甲板上使用。而目前大多数是以树脂的种类 而分类的,比如环氧防滑涂料、聚氨酯防滑涂料、醇酸 防滑涂料、氯化橡胶防滑涂料等。 按照涂料的组成还可分为单组分防滑涂料、双组 分防滑涂料和多组分防滑涂料。单组分防滑涂料只有 一个组分,施工方便,但性能没有双组分的好。单组分 防滑涂料品种有醇酸防滑涂料、氯化橡胶防滑涂料、湿
粒子、聚氨酯树脂粒子、橡胶粒子等惰性高分子材料。
#无机物:硅石粉、石英砂、玻璃片、碳化硅、结晶
氧化铝、云母等。
这些防滑粒料一般具有不同形状和不同粒径,可
直接掺入涂料中或最后一道涂料施工后且未固化时喷
撒在面漆上。
根据国内外公布的资料,下面列举了几组防滑涂
料的配方。
!美国航空母舰用甲板防滑涂料:
+ 组分
J . K 程永存,黄志信 # 聚氨酯弹性体防滑涂料 # 中国专利公 开 3M%%*$-%)7,%--) + %% + ".
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漆能超过当前有机防滑涂料体系的性能,还能减少维 修费用。
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防滑涂料的开发利用已有多年的历史。在国外, 基料通常选用普通的醇酸树脂、氯化橡胶、酚醛树脂或 改性环氧树脂,这些树脂的耐候性、机械性能好。树脂 中掺以硬而大的粒子,如廉价的石英砂或类似物,这些 填充物粒大而突出于表面,产生较大的摩擦阻力,从而 达到防滑的目的。
防滑涂料最成功的应用是在航空母舰和舰载甲板 上,涂料增大了甲板的摩擦系数,避免了滑动,在航母 航行时涂料可防止飞机和车辆在甲板上滑动,正是由 于这些特殊的用途,使防滑涂料的发展突飞猛进,由一 般的民用范围到专门为航母的防滑研究,已成立了专 门的防滑涂料生产、研究中心,防滑涂料品种繁多、用 途广泛,专用性和通用性防滑涂料应运而生。例如,美 国 %&’ 中心生产的 ()*+* $"", 环氧聚酰胺防滑涂 料被用于美国海军全部航空母舰飞行甲板和 -". 以 上大型舰船甲板,是安全保障最高的防滑涂料,这种涂 料摩擦力大、耐久性长,已有 !" 年的应用。采用具有金 刚石级硬度的氧化铝型耐磨粒料,在水、油状态下摩擦 系数几乎不变,耐热喷气能力、耐化学品能力强,且附 着力好。还有 %& / 01、%& / 21"、%& / 201、%& / !1"、 %& / 11"、%& / !1"" 等品种。另外 3%45& 公司生产的
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改性树脂
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钛白粉
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其他助剂
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稀释剂
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防滑材料
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" 防滑涂料的防滑原理
防滑涂料已有大量的应用,但它又是怎样防滑的
的呢?一般来说,静摩擦系数越大,防滑性能越好,摩
擦学的领域又涉及到自然的摩擦形式、表面磨损情况、
物理和化学影响以及界面的支持。根据摩擦学原理,
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二甲苯0 脱水1
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乙组分
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丙组分
聚氨酯弹性体的粉碎粒料
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金刚砂
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硅酸盐微珠
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%高氯化聚乙烯甲板防滑涂料
高氯化聚乙烯 0 =4>? 1
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化学工业出版社,%--*# !$- I !&! ’ 收稿日期:!""% + %! + !& (
摩擦系数 ! @ 摩擦力 ! 3 正压力 "A 即静态摩擦系数是
一个无单位的比值,指物体开始运动时的拉力和重力
之比,大多数物体的 ! 值在 "# ’ ; )# ! 之间,而物体表
面在水、油存在下 ! 值都会变小。涂膜的防滑效果可
以理解为物体在涂膜表面移动的阻力,阻力的大小表
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!% 世纪建筑胶黏剂技术的重大创新
高黏度建筑涂料胶粉
专利申请号:-, % !%)"-# .
荣获第七届中国专利技术博览会银奖
该胶粉采用多种高分子材料辅以多功能助剂配制而成,溶于冷水快,用量小、黏度高、无毒、无害、使用方便、 价格低廉,完全取代已被国家经贸委、国家建设部下令淘汰的聚乙烯醇 %") 胶、改性淀粉、改性纤维素及熟胶粉, 用于建筑涂料和内外墙腻子中作黏合剂、成膜剂,还可代替价格昂贵的 123 用于乳胶漆中作增稠剂、黏合剂,并 在纸制品、石膏制品、贴墙瓷砖、水泥砂浆中作黏结剂。
不光滑程度。! 值越大,说明物体在涂膜表面的摩擦力
愈大,涂膜愈不光滑,表示防滑效果越好。
在涂料中所填加的防滑粒料通常是不规则的,能
稍突于涂膜表面,呈微浮雕型,机械地赋予涂膜层表面
适当的粗糙度,妨碍或抵抗第二个面在其上面的移动,
达到防滑的效果。防滑料常用的是氧化铝,质地极硬、
耐磨且价廉。当氧化铝掺入涂料中时,棱角突出表面,
组分环氧体系,固化剂常是能与环氧起化学反应的胺
类,这种热固型体系反应后很硬且耐磨,可用于钢铁和
混凝土上。多组分防滑涂料是把成膜树脂、固化剂、防
滑粒料等分开包装,使用时机械混合,或涂完漆后立即
喷撒防滑粒料,让防滑粒料牢固地嵌在漆膜中。
防滑粒料是防滑涂料中重要的组分,防滑粒料按
其材质分为 ! 类:
#合成有机材料:聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯树脂
特种功能型涂料
固化聚氨酯防滑涂料、环氧酯防滑涂料等。在混凝土
上不选用醇酸防滑涂料,水泥的碱性能使醇酸涂料中
的游离脂肪酸皂化,易分层,而环氧酯耐化学药品性
强,效果就好些。双组分防滑涂料是最常用的一种,树
脂与固化剂分开包装,防滑料可放在其中一个组分中,
施工时两组分混合,然后施工,目前品种有环氧聚酰胺
防滑涂料、聚氨酯防滑涂料等。目前大多数用的是双
!无溶剂型 %""6 固体含量的防滑涂料问世。国 内外已经出现了无溶剂型聚氨酯防滑涂料、环氧防滑 涂料以及各种粉末防滑涂料,如美国 789 中心生产的 78 + !."" 聚氨酯防滑涂料。这种涂料不会产生大气 污染。
"向水性防滑涂料的发展。水性涂料是涂料工业 发展的热门方向,国内外都有所研究,但国内还没有专 门用于防滑涂料的水性涂料生产厂家。
聚氨酯树脂
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醋酸戊酯
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二甲苯 0 无水1
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, 组分
硅酸镁 %% #2 0 $!’ 目 1 !" 份
石棉粉 0 纤维状 1
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金刚砂 )! 3 $" 网
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$国内公布的聚氨酯弹性防滑涂料 (上海新星科
技公司生产 中国专利 45 ))/$6)(+)
甲组分
聚四氢呋喃聚醚 7 89: 预聚体
——————— 作者简介:张学卿,男,%--. 年毕业于哈尔滨建筑大学复合材料 专业。曾与他人合作完成国家课题 ! 项,已申请国防专利 % 项, 主要致力于舰船甲板防滑涂料的生产与应用。
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氨基树脂 酰胺树脂液 , 组分
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液体环氧树脂
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增稠剂 滑石粉 纤维填料
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钛白粉 炭黑 石脑油
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在适当磨损时,摩擦系数增大,是由于更多的氧化铝露
出棱角引起阻力。
# 防滑涂料的发展
很多年来,美国海军用环氧防滑涂料涂在舰船(包
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!!
特种功能型涂料
括航母)的表面,涂料增大了甲板的摩擦系数,避免了 舰船航行中飞机和车辆的滑动,减少了军人的滑倒摔 伤事故。后来,人行道、车厢、化工环境、体育场跑道、 码头、钻井平台等出现了不同的防滑涂料。但是由于 以前的防滑涂料含有大量的有机溶剂,施工时全部挥 发到空气中,造成环境污染。每年美国海军用于航母 的有机防滑涂料约 $# )- 4 %". 5 ’ %" 万加仑 ( ,向大气 和水中排出大量的有机溶剂、致癌物和结晶硅石,这不 仅增大了危险品的处理费用,而且给环境造成了极大 的污染。很多人士对目前的防滑涂料提出了批评,因 此需要改进防滑涂料。目前有 $ 个途径可以发展:
特种功能型涂料
防滑涂料 的 发 展 概 况
张学卿 张卫国 李旭朝
G 青岛海洋化工研究院,!EE"02 H
摘 要 介绍了国内外防滑涂料的发展概况,论述了防滑涂料的种类、组成、配方和防滑原理,指出了防滑涂 料的发展方向。
关键词 防滑涂料 防滑粒料 防滑原理 分类号 ’LE$"# 2
! 概述
防滑涂料对人们来说已不陌生,在人行天桥、体育 场、舰船甲板、离岸平台、水上浮桥上等都可见到防滑 地板。防滑性是防滑涂料的基本特征,是涂膜所具有 的一种特殊性能。防滑涂料主要含有防滑粒料、成膜 树脂等物质,防滑粒料是为了提高漆膜防滑性能的添 加剂,赋予漆膜防滑能力,防止人员滑倒摔伤;成膜树 脂具有固定防滑粒料的作用,同时保护底材不受破 坏。
现代涂料与涂装 !""!# "$
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国内最早开发生产防滑涂料的厂家是上海开林造 漆厂,以后各大油漆厂也有批量生产。我国早期的防 滑涂料一般采用黄砂、水泥作为防滑耐磨材料。黄砂 用清水洗净后晒干,过筛,取 0$? C !DE !F G !" C E" 目 H 的砂粒与 D""I水泥按指定的比例,调至不见夹心为 止。施工一般采用橡皮刮刀,刮 2 C $ 层,其厚度为 2 C ! FF。但这种防滑涂料使用寿命较短,易磨平,在北方 严寒的冬季里易冻裂,耐钢板的热胀冷缩性能较差。 后来,有许多厂家加以改进,采用了环氧聚酰胺或聚氨 酯型作为防滑涂料,加入耐磨的碳化硅、金刚砂等。如 江苏太仓生产的 &A / J 型防滑涂料、青岛海洋化工研 究院生产的 AJ / "1 型防滑涂料都已在某些舰船上大 量应用,且使用效果不错。