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当CITC智能与先进功能性涂料创新技术论坛

发布时间:2021-09-10 03:17:28 阅读: 来源:提升机厂家

CITC智能与先进功能性涂料创新技术论坛

CITC智能与先进功能性涂料创新技术论坛

2018年11月12日

作为世界上最大的制造业国家,中国正向高科技产业转型升级,国内涂料使用量也在快速提升。转型升级的紧迫感,刺激了智能涂料和先进功能性材料涂层的研发和商业化热潮。为了帮助广大从业者更为深入地了解智能涂料及其应用,2018年11月日,《PCI中文版》携手复旦大学教育部先进涂料工程研究中心、复旦资产经营公司在复旦大学上海江湾校区廖凯原法学楼开启2018年度“CITC智能与先进功能性涂料创新技术论坛”,聚焦智能涂料与材料采用的科学技术、商业机会展示、研发路径、智能产品实例以及全球智能材料研发趋势及应用等众多精彩内容中国涂料。特邀东密歇根大学涂料研究所Jamil Baghdachi教授,开设智能涂料“创新科技应用工作坊”,系统探讨智能材料的配方设计、原材料与产品开发,智能涂层发展现状,全球研发趋势及未来展望。

特邀嘉宾主持:宣伟涂料亚太区技术服务高级经理缪奇华先生

《PCI中文版》副出版人黄坤先生致开幕辞

“What is a smart coating?”

智能涂层是什么?

——是指包含具有生物活性、刺激响应性、传导性、抗菌、防污、自修复、感知性、光催化性、超疏水、探测、生物净化以及色移等各种功能的智能涂层以及纳米工程类智能涂层。智能涂料能够检测和积极地反应环境改变导致的功能和可预测的行为,真正的智能材料能够在外部刺激下动态的调整其性质。该类涂层在触感、生物/医学、电子、能源储备、可再生材料、以及传统的高性能材料上有着广泛应用。

上海工程技术大学涂层研究所所长、美国东密歇根大学Jamil Baghdachi教授

智能涂料可以延长涂料寿命,为产品提供附加价值,适应环境变化,甚至可以根据需求控制其功能,以及预防意外事件的发生。智能涂料赋予现实应用的更多智能化功能化的选择,或许正是奠定其未来发展的雄厚“资本”。之于涂层的某些智能型功用,在当前看来有些似乎“匪夷所思”,但Jamil教授认为,人们对于未来的展望总是受到固有思维的限制,已存在的范例像是屏障,阻碍了我们利用信息和经验去打破传统的观念。因此智能涂料的设计,不仅需要借助反应型助剂/颜料,反应型聚合物,还需要基于超前需求的丰富想象力,达成需求的迫切希望,打破传统认知的无限勇气…

智能涂料未来虽有无限的对其精度与测试的数据产生着影响商业前景,但在科学理念和技术实现上会存在一定差异,且在价格与性能、多功能性以及可持续性方面也将面临极大的挑战。Jamil教授认为,到2020年,低温快干热固型工业涂料、无表面活性剂建筑涂料、自清洁易清洁涂料、反涂鸦和抗菌涂料等几种智能涂层预计会取得长足发展。

教育部长江学者特聘教授,国家教育部先进涂料工程研究中心主任,复旦大学科学技术研究院常务副院长武利民教授带来“有机-无机杂化功能聚合物涂料”的最新研究成果。基于几个关键问题:乳胶粒子和颜填料之间是如何相互作用的?纳米粒子是否容易团聚?可能得到新的性能?开启了乳胶涂料的研究进程。前期研究工作主要围绕基于非共价键相互作用的聚合物-无机杂化胶体复合微球、一步制备均匀无机空心胶体微球展开。并分享了自修复超疏水涂层,拒液涂料、静态双亲动态双疏涂层、仿生双疏涂层、透明超双疏涂层、疏水抗菌涂层、水下疏油/防污涂层等的研究进展。而透明隔热保温涂层、高耐刮伤和耐电晕延伸产业链涂层、隐身和防伪涂层在实际应用中已经展示了优异的漆膜性能。

国家教育部先进涂料工程研究中心主任、复旦大学科学技术研究院常务副院长武利民教授

信和新材料股份有限公司总经理王书传先生带来信和“锌烯望TM锌粉底漆-值得信赖的长效保护解决方案”。实验验证,锌烯望TM环氧石墨烯锌粉底漆耐盐雾防腐蚀性远超传统环氧/无机富锌底漆;等同锌粉含量是环氧石墨烯锌粉底漆的耐盐雾能力是无机富锌的5倍多,有机富锌的10倍多;达到等同耐盐雾时间时,环氧石墨烯锌粉底漆的锌粉用量少于无机富锌1/2,少于有机富锌的1/3。产品可以应用于所有富锌常温防腐蚀领域,不仅极大地提高环氧富锌底漆的耐腐蚀性能,还能大大减少资源浪费、能量的消耗及环境的污染。

信和新材料股份有限公司总经理王书传先生

头 脑 风 暴

主题:国内的智能涂料市场分析

讨论嘉宾: 美国东密歇根大学教授,上海工程技术大学涂层研究所所长Dr. Jamil Baghdachi,信和新材料股份有限公司总经理王书传先生,安泰能(上海)高分子材料有限公司王峰董事长,湖南松井新材料股份有限公司CMF总监伍松先生

安泰能高分子材料董事长王鹏认为Jamil教授对于国内智能涂料市场的分析,指出涂料不单纯是防腐和修饰,还应具备功能性的想法非常超前且具有引导意义。钢结构的防腐,多数指环氧,但环氧材料虽好,做成水性性能却无法赶超油性。因而,重防腐若要做成水性,要抛开环氧的固有思路,可以尝试加入稀土金属元素。

伍松先生表示,智能涂料在汽车上已有应用,汽车灯要求防雾,需要超疏水材料。还有婴儿奶瓶,能够显示温度的智能奶粉瓶,也有应用需求。而自修复涂层自修复和耐磨之间可能要达到一定的平衡。

为客户创造价值,是信和企业发展的重点。王书传先生指出,实现产品的差异化,关键是要赋予产品独特的功能。因此,在设计时,怎么样能够充分利用材料的特性,发掘材料的更多功用非常重要。

从左至右:湖南松井新材料股份有限公司CMF总监伍松先生,信和新材料股份有限公司总经理王书传先生,安泰能(上海)高分子材料有限公司王峰董事长,东密歇根大学涂料研究所Jamil Baghdachi教授

有机涂层通过离子屏蔽作用使金属基体腐蚀性介质隔离,阻止腐蚀反应的发生。但涂料在服役、运输过程中,涂层不可避免会受到各种外界条件侵害,从而发生破损、开裂。如何提升涂层的腐蚀防护能力?国内外近年来研究的一个主要方向是,利用智在此不再赘述能材料,赋予涂层自行修复破损及防腐作用的能力,从而延长涂层使用寿命。北京科技大学教授,中国腐蚀与防护学会副秘书长张达威教授带来“用于腐蚀防护的三效自愈合涂层”的最新研究。自修复涂层一种是含有成膜物质的自修复涂层,但成膜物质难以长期稳定贮存于涂层内部,通过微胶囊技术对成膜物质进行包覆可以提高其稳定性,使其免受外界环境影响,涂层的使用寿命从而得以延长。另外,还有以缓蚀剂为修复剂的自主修复型防腐涂层以及基于形状记忆和含缓蚀剂维修的自修复。同时,涂层还可借助可逆化学键、形状记忆聚合物从而具备非自主型修复机制。张达威教授领导的研究组在2024-T3铝合金表面制备了具表面制备了具有三重修复功能的形状记忆环氧涂层。目前正在开展的研究包括通过调节微球成分,提高微球/涂层界面的相容性、提高微球/基体间的界面相容性,并进一步研究该类涂层作为智能防腐底漆的可能型。

中国腐蚀与防护学会副秘书长张达威教授

飞机、火车、户外线缆等在冬季寒冷天气下常因结冰多发故障,而常见的人力机械刮擦除冰存在人工成本高、清除效率低、操作范围有限等多种弊端。随着涂料技术的不断革新,是否可以借助涂层来解决相应难题?传统电热型防冰涂料,使用导电涂层,在电流通过时产生热量。如果电流小,产生热量不足;但如果电流大,能量损失大,成本较高,还存在安全隐患。而超疏水型防冰涂料一旦冰晶形成,疏水效果会被大幅度抑制。江西科技师范大学化学化工学院院长申亮教授带来“高性能光热防覆冰涂层”研究与进展。光热转换材料通过内转换和振动弛豫,以热的形式实现对光能的高效转换和利用。光热型防冰涂料,是通过在配方中加入特定的能够吸收光产生热的填料,利用热量来达到融冰除冰效果。将储热材料与光热涂料相结合,期望能够延长热能的利用时间,达到昼夜兼顾的除冰效果。

江西科技师范大学化学化工学院院长申亮教授

广州大学化学化工学院化工系主任、副研究员吴旭教授指出,材料限制着诸多领域的技术进步,而涂层是改变材料表面性能的手段。因而,我们可以积极探讨采用功能涂层,去帮助解决各领域存在的技术瓶颈问题。而“涂层润湿性”之于涂层的性能影响十分关键。在涂料发展历程中,人们受自然界一些物体表面(如超疏水的荷叶)的特殊表现的启发,推进了涂料技术的一次次重大革新。涂料行业通过调控基材表面的润湿性,取得的一些进展大事记包括,1996年的合成超疏水表面,2011年的液膜防污表面以及2015年的聚合物液膜涂层等。解决涂层粘附问题的现有技术主要针对原油组分:不粘原油的涂层可为我们提供另一途径。应对原油在多种基材表面的强力附着带来的各种问题,研发了不粘原油的聚合物涂层。水性聚合物涂层不仅环保,成本低7、数显计时器:1分~99分,这种透明且柔韧性较好的聚合物涂层甚至在浸入原油一月之久,甚至在受到物理或化学损伤时依然不粘原油,涂层功能持久有效。

广州大学化学化工学院化工系主任、副研究员吴旭教授

冬季车辆挡风玻璃、建筑物窗玻璃、眼镜等因水冷凝成雾;冰箱、冷柜内胆结霜、结冰;雾霾、油性烟雾等对建筑外墙带来的严重侵蚀;建材、交通工具、管杆架所用传统涂料易受雨水污染、沾染污渍……这些常见问题,未来或都将通过功能性纳米涂层技术得以解决。在“功能性清洁纳米涂层技术研发及产业化”主题报告中,广州希森美克新材料科技有限公司总经理蒋卫中先生,从自然界天然植物的特殊功能(水榕等的超亲水性、猪笼草的抗粘附性、四季海棠的自修复)对涂料的设计和制备的启发着手,引出功能性纳米涂层技术(易清洁、自清洁、超清洁和功能性)的技术原理与实际应用。分享了希森美克®纳米涂层核心技术与产品(超疏水超疏油纳米涂层技术、超亲水超亲油纳米涂层技术、易清洁超硬耐磨抗指纹纳米涂层技术、特殊功能性纳米涂层、特殊功能性纳米涂层等)的优异性能对行业发展的助益。

广州希森美克新材料科技有限公司总经理蒋卫中先生

特别鸣谢

感谢米多智能包装(昆山)有限公司和毅克化学(上海)科技有限公司的鼎力支持,谢谢大家!

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