环境友好型涂料最新进展
环境友好型湓/t-Kq剀',,,-r最新进展
赵金榜上海市涂料研究所教授级高工
摘要环境友好型涂料是全球涂料发展的必然趋势,文章简述了近年来环境友好型发展概况及
所开发的新品种。
关键词环境友好型涂料;水性涂料;粉末涂料
TheLatestProgressofEnvironmental—friendlyCoatings
ZhaoJinbang
(ShanghaiResearch
Abstract
Institute
ofPaintand
CoatingsShanghai
200062j
Environmental.friendlycoatingsis
all
inevitableWendofthedevelopmentofworldcoatings.Thisarticle
recent
brieflydescribesthesurveyandnewvarietiesofthedevelopmentin
years.
Keywordsenvironmental—friendlycoatings;water-bornecoatings;powdercoatings
0前言川
低VOC或零VOC、不含重金属、无有害空气污染物(如甲醛等)和节能型涂料统称为环境友好型涂料。重金属和有害空气污染物对人的危害固不
待说,而节能则针对减少化石源能耗和温室气体,
占比重尚不足50%,所以亟需加快向绿色发展转型,从而实现中国涂料行业的强国梦。1环境友好型涂料的进展【2j
尽管环境友好型涂料的发展是必然趋势,在国际涂料市场上也是占据主流地位,然而在我国仍然是溶剂型且多为高污染涂料占主导地位,其原因是
多方面的:其一是成本问题;其二是观念问题,即
并增加清洁能源而设;VOC则来源于有机溶剂,它是低空光化学烟雾的元凶。涂料行业要消费全球有机溶剂的40%,所以VOC排放等问题一直困扰着涂料行业的发展。眼下造成雾霾天气的主要污染源PM2.5的一个重要来源是VOC,涂料涂装行业VOC排放量约占VOC总排放量的1/5,按2012年我国涂料产量1231万t推算,当年涂料涂装行业排放
的VOC当在400~530万t。由此可见,涂料行业
始终认为溶剂型涂料性能比较可靠且稳定;其三是习惯问题,不少企业将习惯变成规范,不愿做变更;其四是环境友好型涂料在某些性能上还不及溶剂型涂料,尚需改进;其五是工艺方面的问题,所以还需政府能制定相关政策,以严格限制高污染涂料,帮助环境友好型涂料健康发展。
但不管怎样,环境友好型涂料在不断向前发展。去年11月20--22日在上海新国际博览中心举行的第
1
己成为造就雾霾的祸首之一,责任重大。
我国涂料行业已经历了国际金融危机、欧债危机的洗礼,2012年的增长实现了“软着陆”,2013年我国涂料行业发展仍处于重要的战略机遇期,下一步的工作重点是促转型,即转变涂料T业的发展方式,销定环境友好型等产品开发,以加快产业绿色转型升级。虽然己在转型升级上迈出了坚实的一步,但在大
力发展水性、粉末、辐射固化等低污染涂料,以从源头上减少VOC排放的力度和效果上尚不及发达国家
8届中国国际涂料展上,世界涂料巨头纷纷力推新
品,纵观这些产品,一个共同点就是均贴上了安全环保的标签:如拜耳材料展示了其针对交通、建筑和个人消费品领域推出的低VOC、耗能少、可回收、高效率的创新聚氨酯涂料解决方案。其新一代水性聚氨
酯修补漆涂层具有耐石击、快速干燥、易打磨和绿色
环保等优势,能帮助4S店提高涂装效率。采用uV技术制成的水性聚氨酯木器漆可涂覆木材、塑料和薄膜等众多基材,固化速度快,可回收,不含挥发性有
的涂料工业。目前美日等发达国家低污染涂料所占比重已达65%~70%,而德国则高达近80%,我国所
赵金榜:环境友好型涂料最新进展
机化合物;陶氏化学旗下陶氏涂料材料业务部依靠本土研发力量及基于对中国市场实际需求的理解,开发了Formashield除甲醛技术平台,采用这一技术生产
的内墙涂料可以与吸附在漆膜表面的甲醛反应生成
水,从而消除室内空气中的甲醛,该技术已成为国际涂料市场的热点,并在欧美和东南亚市场广泛应用。而Multicolor水性多彩涂料体系技术平台同时具有出色的装饰效果和完全水性化的环保特点。特洁士技术平台则能有效延长涂料使用周期,使涂料具有出色的耐沾污性和耐候性,同时可降低涂料能耗;洛克伍德重点展示了其无铅Solaplex系列环保无机颜料,该系列颜料有黄色和橙色,可全部或部分替代传统含重金属颜料。其子公司好利得颜料展示了最新的群青蓝颜料71,这款颜料符合在2012年7月生效的欧洲玩具安全指令Directive2009/48/EC;科莱恩则重点推介了
Colangl
100-CN水性颜料制备物,它具有很好的流变
特性,能够用于需要精确加量的手动机器的调色等等。新加坡立时集团下属立邦中国公司提交了其2013践行绿色成绩单,其通过积极带动上下洲供应链伙
伴,立邦中国从各个环节推行环保理念,形成一条“绿
色动线”,从绿色研发、绿色生产、绿色采购、绿色推广等方面构建可持续发展的绿色平台。去年队来,立邦在绿色研发上的表现尤为突出,多项创新环保技术及产品问世,其开发的可用于工程和外墙涂料的自清洁涂料,实现了让天然雨水全面代替人工清洁。能够有效减少能耗;在汽车涂料方面,由立邦提供产品和服务的世界首条融汇绿色前处理,PNl400系列高
泳透性电泳、liP免中涂、2K三代清漆技术的整车涂
装生产线建成投产,降本节能效果空出;立邦在环保电泳技术上也有新突破,成功制得干膜锡含量
0.2
ppm以下的电泳涂膜,可取代会损伤人体神经系
统的有机锡电泳,并在去年第三季度完成国内第一条全无锡电泳线的建设。
而国产涂料环保性能也不输外资品牌,对此,中涂协花费约半年时间,抽取市场上大众化、价位对等的产品进行比对,于去年3月底得到了全部抽检结果,结果显示,目前国内品牌涂料生产企业与外资品牌所生产的涂料在品质上均达到国家最严格标准,此是标注具备“抗甲醛”功能的涂料样品,众所周知,抗甲醛是内墙涂料的一项辅助功能,而对家居环境的装饰和保护才是涂料的主要功能,涂
料最重要的环保指标是VOC、甲醛、苯系物和重金属含量等,此次抽检的8个样品是:三棵树清醛全效墙面漆、华润全效能金装内墙漆、经典全效净味竹炭防氡抗甲醛内墙乳胶漆、嘉乐士竹炭森呼吸封
面漆、鳄鱼360。抗醛净味全效内墙漆、多乐士抗
甲醛5合1墙面漆、多乐士竹炭森呼吸5合1墙面漆、立邦金装抗甲醛净味全效内墙乳胶漆,它们的甲醛净化性能分别为93.4%、82.2%、86.5%、
92.7%、93.4%、92.4%、90.1%、83.0%(国家规
定75%为合格),且均未检测出苯、甲苯、乙苯、二甲苯以及游离甲醛,其挥发性有机化合物(VOC)值分别为24、27、20、未检出、24、未检出、未检出、22,均大大低于国家标准限量的120,所抽检产品测试结果均符合一等品或优等品的要求,对于反映涂膜抗擦洗能力的内墙涂料耐擦洗性,此8个样品全部为优等品,即5000次不露底。
建筑节能如果采用外墙保温材料,一是造价高,二是施工不便,如果采用隔热保温涂料体系就可以减少施工环节,大大降低成本,而且完全可达到建筑节能的国家标准。北京一家纳米应用科技公司开发了一种隔热保温涂料,在山西省运城市试用,15栋旧楼
保温节能改造中,不用外加保温层,只用该公司的隔
热保温涂料,保温隔热效果十分明显,经权威部门检测,达到国家有关标准,传热系数比进口的美国同类样品要低。因此作为建筑主要配套产品之一的建筑涂料,正面临新的发展机遇,这就是应搭上绿色建筑的快车,扩大自身市场份额,建筑涂料就必须尽快转型升级,给自己插上“绿色翅膀”。近年各地高层建筑限制和禁止使用面砖、玻璃幕墙,以避免前者年久脱落导致的安全隐患和后者派生的光污染,这样就给外墙涂料腾出了更多的施展空间,像江苏晨光涂料公司生产的建筑反射隔热涂料成熟产品和海南红杉科创公司研发的“太阳树”内墙节能保暖涂料等新产品,因符合绿色环保、节能减排的社会总体发展方向,展示了灿烂的市场前景而赢得了消费者的青睐。
可以举出很多生动的环境友好型涂料例子,为叙述清楚之见,现将环境友好型涂料最新进展分门
别类加以阐述。
1.1水性涂料的最新进展【34J
2012~2016年,亚太地区水性涂料市场的销售
1122014年有机颜料行业年会和高端涂料产业园建设研讨会论文集
收入将由119亿美元增长至167亿美元,年均增长率高达8.9%,进入高增长期。中国、印度、印尼和越南稳定的经济增长将成为亚太地区水性涂料市场发展的有力保证。
随着经济的发展和社会的进步,中国、日本、韩国和新加坡等亚太地区的国家都在执行越来越严格的法规以保护民众不受有害物质的侵害。为此,涂料生产商加大力度研发低VOC含量的涂料,越来越多的公司正在寻求以水性涂料替代溶剂型涂料,在装饰和建筑市场领域L卜I替代趋势更为明显,环境法规将有力推动水性涂料的发展,而亚太地区民众环保意识日益提高,公众担心含有高VOC含量的溶剂型涂料会导致环境污染,并威胁人类健康,消费者的需求因此逐渐转向对环境无害的可持续性涂料,生产商也在摸索研发新型涂料的最经济的方式,低VOC含量的水性涂料由此变得越来越受欢迎,水性涂料作为传统的溶剂型涂料替代品,总体制造成本也比较低。水性涂料曙光就在前方。
“十二五”期问,我国水性木器涂料占木器涂
料比例将由“十一五”的不足5%攀升至15%左右。
当然,目前水性涂料的成本是个问题,而水性木器涂料在施工时干燥速度比较慢,如果遇到潮湿天气就更难干燥,溶剂型涂料受气候条件的影响没那么大,而油漆工如果用惯了溶剂型涂料,要换成水性涂料还是有一定难度,不过溶剂型涂料的成本今后想要再降低也不太现实,冈为溶剂型涂料属石油衍生产品,资源只会越来越少,按趋势来看,其成本只会持续或上涨,而高端的水性涂料在性能上完全可以做到和溶剂型涂料一样,甚至比溶剂型的还要好。所以发展水性木器涂料,道路曲折,前景光明。
我国美式涂装家具最大的生产厂家
天津美
克集团正在考虑全面使用水性涂料,因为他们一年花费在硝基涂料上的费用上亿元,不仅用量大,环保压力也很大。因此,他们在世界范围内招标,试用了美国、意大利以及我国“863”项目的水性涂料成果,而一些国内产品的应用效果经试验真的不输给国外产品,甚至在很多方面还有所超越;昆山白玉兰家具有限公司因为看好水性涂料的环保性能,从2011年开始投入巨资,与相关企业合作开发了水性涂料家具喷涂应用技术,该公司生产的水性涂料家具产品主要销往欧洲等地。
木器漆占全国产量的50%的广东省,正在勾画涂料产业技术路线图,其以水性涂料和粉末涂料为主导方向,而近年来,我国水性木器涂料正日益获得环保要求甚为苛刻的欧洲用户认可。
在交通涂料方面,北京钰林化工有限公司曾开发成功双组份聚氨酯丙烯酸水性涂料作为奥运会车辆唯一指定使用的涂料产品,在北京公交集团公交车上涂装使用,当年实现产值1亿元,目前该公司溶剂型涂料产品从6年前的90%降低到10%,而90%的是水性涂料产品,己成为高端水性客车漆生产基地,形成单组分和双组分的两大系列水性涂料产品,年产能2
000
t,主要服务对象是北京公交,
除客车外,该公司还积极进军工程机械、高铁、电动自行车、特种车辆等领域,有些车辆厂还自动找上门来,想使用该公司的水性涂料产品;港资企业广东东莞秉顺制漆有限公司自1994年在东莞设立生产基地后,目前该公司的产品结构中,水性涂料占据半壁江山,去年其比重达到70%,阿克苏诺贝尔在去年举行的上海F1大赛上,亮相了新劲Autowave2.0先进涂料,具有超高效、高性能和超轻薄等优点,该公司为迈凯轮车队的严要求而特别设计了一套含18种定制眩目色彩的涂料,例如火山系列,包含看似由内向外散发光芒的黄色、橙色和红色涂料,以及闪耀的金属色,这些涂料不仅外观亮丽,而且是水性的低排放配方,新劲Autowave2.0这种新一代水性漆采用了先进的黏合剂和颜料技术,为市场上水性底色漆性能树立了新的标准。由于水性汽车漆的涂层质量与传统溶剂型涂料的涂层质量相当,其VOC排放量只及后者的1/3,所以水性汽车漆己成为汽车涂装的首选。国内汽车用电泳漆也有长足的进步,例如武汉双虎涂料有限公司成功完成东风柳州汽车有限公司车架电泳涂料投槽,这是一种该公司自主研发的产品,系底面合一阴极电泳涂料,预计年销售增量可达800万元。
现在全球汽车修补漆市场正处在成长阶段,2012年全球市场规模达到49.3亿美元,较上年增长7.7%,其中水性修补漆就占到53.3%,到2019年,该市场规模将达94.9亿美元,年均增长率9.8%,增长的动力主要源自亚太地区国家和其他发展中国家的强势增长。而随着人们环保意识的增强和相关规章制度的严格要求,北美和欧洲国家已经逐渐转向
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水性涂料的使用。2012~2019年,水性和溶剂型修补漆市场的年增增长率预计分别可达7.4%和12.2%。阿克苏诺贝尔涂料公司提供的新劲品牌中,其中有全套水性修补漆系列,其操作简单,上色稳定,同时能大幅度缩短喷漆时间;液体和粉末涂料供应商艾仕得的科丽晶水性汽车修补漆为“一道”工序的环保与高效品种,其“湿碰湿”工艺能将中涂层和色漆合二为一,只需一道工序即可完成涂装,不仅简化涂装工艺,且VOC排放低,用量仅为普通油漆的一半,该公司还在上海嘉定筹建年产2.5万t
水性漆厂。
2010年后,随着中国轨道车辆产品逐步打入国
际市场,一些国外用户尤其是发达国家的用户纷纷要求车辆涂装采用水性涂料,预计到2020年,国内铁路客车、城铁客车和在我国境内制造的国际轨道
车辆将达到近8万辆,对涂料的需求量较大,虽然目前这部分的市场份额水性涂料只占12.3%,但其市场潜力很大。长春轨道客车股份有限公司曾于2007年首次在轻轨车上采用水性涂料为双组份环氧
底漆、双组份聚氨酯中涂漆、聚氨酯面漆系列进行
了整车涂装,并达到了预期的效果。
当前,面对日趋严格的环保政策,不管是涂料原材料供应商,还是涂料生产企业、涂装设备生产企业,正围绕水性涂料等环保产品加快转型发展,一些外资企业也看好中国水性涂料市场,纷纷建立水性涂料生产基地,提高水性涂料产品比重。帝斯曼5年前在广东顺德建立2.5万t水性涂料生产基地,现已形成以丙烯酸为主打的上百种产品,占中国水性涂料原材料1/4~1/3的市场份额,就是在前年,其丙烯酸产量已突破5000t。帝斯曼(中国)有限公司涂料树脂部负责人指出,现在中国水性涂料市场潜力很大,预计2年内水性涂料将迎来高增长爆发期。宣伟(上海)涂料有限公司瞄准中国高端市场,发展电子水性涂料产品,宣伟进军中国不到10年,己在上海、广东肇庆建立水性涂料生产基地,在重庆、武汉、河北廊坊设立涂料调配厂,在中国水性涂料市场占据重要位置,目前其水性涂料销售收入占其总涂料收入的一半,该公司亚太区市场负责人说:“虽然人们己习惯长期使用溶剂型涂料,其性能和外观表现极不错,水性涂料的生产成本也较高,不可能完全代替溶剂型涂料,但考虑涂
料储存流通环节的安全性、涂装使用环节的浪费、工人身体健康以及公共环境污染等方面的综合因素,水性涂料的成本并不高,二者相差不大,企业有利可图,这也是企业主动转型的原因之一,而溶剂型涂料在涂装时有效利用率仅60%~70%,浪费严重,采用水性涂料可回收利用,现在中国廉价的劳动力正逐渐改变,环保意识不断增强,溶剂型涂料涂装的工人越来越难招了,北京奥运会、上海世博会、广州亚运会、深圳大运会等国际性活动,为中国推行绿色环保涂料提供了良好机会。”拜耳上海聚合物科研开发中心于2012年12月份启用水性纺
织涂料生产线,此为利用聚氨酯分散体技术开发创
新的纺织材料,以协助生产商升级现有的生产线。
中国已经成为当之无愧雄踞涂料生产及消费第一大国,然而要成为涂料强国,调结构、转方式乃
是必然之举,因此环保水性的开发及应用必须提到重要的层面来考虑。上海华渲(集团)公司旗下全
资子公司——上海涂料有限公司经过不懈努力,开发出一系列水性环保产品,受到业界人士的青睐,是业界中的香饽饽,其系列产品有水性聚氨酯涂料、水性卷钢涂料、水性防腐涂料、水性耐指纹涂料、水性醇酸涂料、水性丙烯酸树脂和水性催干剂等;广东华隆涂料实业有限公司研发成功金属交联分子成膜双组份水性木器涂料,该产品己获得两项国家发明专利,在保留水性涂料环保、节能等共有特性
基础上可较好地解决涂膜性能;北方涂料工业研究
设计院积极适应市场需求变化,应用最新科研成果发展水性环保涂料,其中特种功能性涂料、工程机械保护涂料新型聚氨酯固化剂、高中档家具漆等八大类40个系列100多个品种的产品已实现产业化,
达到或超过国内领先水平;中山蓝海洋水性涂料有限公司成立不到3年,就已成功开发出遮盖外墙工
程漆等12个系列、30多种水性涂料产品,申请国家发明专利12项,因其“纯水性,超环保”获广东省高新技术产品证书3项,及荣获2012中国最受用户欢迎的十强木器涂料品牌、2012年度中国涂料行业十大创新企业荣誉称号。1,2粉末涂料的最新进展【5J
在对溶剂型涂料的替代性产品竞争中,粉末涂料或者固态涂料都是水性涂料的有力竞争者,粉末涂料无疑是一种环保产品,其几乎不含有VOC,一
114
2014年有机颜料行业年会和高端涂料产业园建设研讨会论文集
些生产商因此加大力度研发粉末涂料,与水性涂料和溶剂型涂料相比,粉末涂料储存空间更小,运输
成本也因此更低。
我国是世界上最大的粉末涂料生产国,因此外商来我国建立粉末涂料生产线,世界第一大涂料公司阿克苏诺贝尔已表示将投资逾5000万欧元(6
800
万美元)在我国成都新建粉末涂料和装饰漆生产设施,其中粉末涂料生产设施于2013年建成投产,该公司2012年曾在上海举办过新闻发布会,推出了最新粉末涂料产品,用于一般工业和家电、汽车、建筑和家具、IT行业等市场,其包括金属色、手刷漆、透明粉、易清洁粉末、耐高温粉末和柔软触感粉末等,得到专业用户的好评,尤其是各种金属色和缤纷的手刷漆产品更受人们青睐。PPG工业公司携完整的建筑和工业粉末涂料系列亮相2012年10月8~10日在美国举办的粉末涂料展,其展示了Duranar和Coraflon两款高性能粉末涂料产品,此产品为建筑师提供了丰富的色彩和光泽度选择,并适用于各类高端建筑应用,Duranar粉末涂料采用70%的聚偏氟乙烯配方,专为恶劣的沿海建筑环境设计,具有出色的单片色彩一致性;Coraflon单涂层粉末涂料系列采用氟乙烯一一乙烯基醚树脂配方,加入了更多高光泽色彩,进一步丰富了色卡选择:PPG还首次推出Silversan抗微生物粉末系列涂料,该涂料采用银离子技术,能有效抑制金属表面的真菌、藻类和细菌生长,是学校、医院、儿童保健机构、医药实验室等地的卫生设施以及医疗、食品包装和游乐等设备的理想涂料选择。1.3无溶剂涂料的最新进展[6】
像粉末涂料一样,无溶剂涂料不含VOC,制造无溶剂涂料的方法是选择低分子量的成膜树脂和活性稀释剂,必要时还采用适当的流变助剂以利于施工喷涂。去年又开发成功一种无溶剂聚脲涂料新品,因为目前国内外储罐外壁涂层结构一般为环氧富锌底漆+环氧云铁中间漆+耐候型防腐面漆,防腐面漆目前主要使用丙烯酸聚氨酯面漆,涂料的固含量一般只有50%多,需要多道涂刷才能达到规定的涂层厚度,此外,由于含有大量有机挥发性溶剂,施工过程中对人员和环境的危害较大,而中国天然气管道科学研究院研制出的储罐外壁用的这种无溶剂涂料,其一道涂敷即可满足储罐外壁防腐与耐候要
求,可大幅度延长储罐防腐层的使用寿命,确保储罐安全运行,提高施工效率,并避免施工过程中溶剂挥发对工作人员和环境的污染,同时可提高大型储罐建设的整体技术水平。1.4高固体涂料的最新进展H1
高固体涂料能使一般涂料的VOC减少到适当程度同时又能保持涂料的原有性能,其制备方法与无溶剂涂料基本类同,举凡工业流水线上用的涂料如果要改成水性涂料,那就需要重建新的流水线,在此过程中可在不改变原来流水线的条件下改用高固体涂料能照样保证工业涂装的运行,最近中远关西涂料化工有限公司已推出了应用于集装箱涂装领域的新一代Universal系列高固体环氧涂料,这种涂料采用高性能特殊树脂原材料,与传统的溶剂型环氧涂料相比,具有黏度低、韧性好、交联密度高、防腐性好、低溶剂含量、低化学需氧量(VOC)排放等特点,而且该系列产品性能超过现有溶剂型涂料,且无需改造现有生产线,并全面达到集装箱涂装线的施工要求,对提升集装箱涂装质量将起到促进作用。
1.5
uV固化涂料惮J
紫外光固化涂料的基本特点是:节省能源、能
量利用率高、无溶剂排放、安全无污染、固化速率快,生产效率高,可涂装对热敏感的基材,涂膜质量高,涂层性能优异。现今紫外光固化涂料的发展方向是uv固化粉末涂料、uv固化水性涂料,前者综合了传统粉末涂料和液体UV固化涂料技术的优点,并在一定程度上克服了二类涂料的缺点,这样可以广泛用于热敏基材(如纸张、橡胶、塑料)等的涂装,大大扩展了粉末涂料的应用空间;后者结合了水性涂料和光固化涂料的优点,它可以使用相对分子质量很高的齐聚体来提高对某些基材(如金属)的粘附力并提高固化膜的其他物理性能,由于体系可用水来调节,所以可获得极薄的涂层,且设备易于清洗,可用于三维物体的表面固化,并减少灰尘的吸附。紫外光固化涂料现己普遍用于木器、塑料(家电、汽车、建材、办公设备、电子通讯、医疗器械、手机等)、金属(汽车面漆、修补漆,卷材等)、纸张、皮革、屯子元器件、磁带、光盘和磁盘等诸多方面。因此,现在紫外光固化涂料的新品种不断涌现,如华南理工大学研制成功一种潮气、紫外光双重固化的聚氨酯木器涂料,这种涂料主要
赵金榜:环境友好型涂料最新进展
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用脂肪族二异氰酸酯、二元醇预聚物、多羟基羧酸、环氧树脂和羟基丙烯酸酯等原料制成,并加入了光引发剂、流平剂、消泡剂、基材润湿剂和催化剂等多种助剂,此产品既可在紫外线照射下固化,也可在室温下南空气中潮气进行固化(5h),固体份高、附着力强、高耐化学品性和硬度以及良好的储存稳定性,可用于紫外线照射不到的不规则涂装面上或用作哑光漆和色漆等。1.6无甲醛环保涂料【91
甲醛等有害空气污染物危害人体,易致癌,在室内墙体涂装后不能立即入居,至少要等3~4个月方能入住,现在,一种具有零VOC、零甲醛、零重金属特性的新型内外墙涂料已在北京通过国家级新产品成果专家鉴定,这种新型“干粉乳胶内外墙涂料”具有零污染的特点,从产品到形态上填补了行业空白,此涂料由河北省保定市美荷涂料有限公司研发生产,经权威部门检测,VOC、甲醛、重金属等均未检测出,其内墙涂料耐洗刷性达到5万次不漏底、外墙涂料人工老化l
300
h,其他性能也均达
到国家标准所规定的优等品质量水平,此涂料所采
用的技术路线及达到的质量水平国内未见报道。1.7无重金属涂料【l叫
铬、汞、铅、镉、砷等重金属在涂料中使用己明令禁止,国外有的国家对锡、锌、钡甚至铜等也进行了限量,最近芬兰还限制氧化锌在涂料中的使用,因为这些重金属有害于人体健康,对此,现已开发成功用其他材料替代重金属的涂料配方:全球领先的涂料供应商佐敦集团2013年宣布,将逐步禁止在公司所有涂料产品中使用有害化合物一一铅铬,并在保证产品性能与效果相同的前提下,采用有机环保颜料与无机环保颜料作为代替原料,按其计划,将于2014年底实现新环保配方在全球范围内的使用,佐敦中国己率先于2013年5月1日起在工业保护涂料领域全面淘汰含铅铬配方的产品,而佐敦在装饰漆与粉末涂料领域已于数年前全面废除了铅铬配方,佐敦中国将与佐敦全球标准保持高度一致;PPG工业公司工业防护与船舶涂料事业部2013年已推出了新型SigmaNexeon系列无铜防污涂料,再次引领船舶涂料行业新潮流,该系列涂料完全不含铜离子,该防污涂料系列成功应用于NorbeⅧ等4艘新造钻井船的水下船体;由包头市宏博特科技
有限责任公司承担的高性能绿色环保稀土硫化铈颜料技术开发及产业化成果顺利地通过了专家评审鉴定,标志着我国稀土资源应用于高科技颜料领域获得新突破,这是我国首次对绿色环保稀土硫化铈颜料科研成果及产业化生产条件进行的鉴定,该技术是我国自主开发的新工艺,己达到行业领先水平,依托该技术生产的稀土硫化铈颜料是一种新型安全的红色颜料,与其他无机颜料相比,硫化铈颜料表现出较好的热稳定性与耐候性,具有良好的耐光性、不透明性、遮盖力、着色力和弥散性,也是在着色质量、热稳定性方面能与镉基、铅基颜料相匹配的唯一可用产品,同时,稀土硫化铈颜料产品已经通过欧盟各国产品环保标准,并可实现传统无机颜料的无毒替代,其市场前景十分广阔。1.8节能型涂料的最新进展【11。”1
节能型涂料最早是从建筑节能开始的,建筑节能涂料是建筑涂料未来发展的方向,顺应国家节能减排的方针政策,近年来,越来越多的建筑节能涂料应用于各种建筑内外墙和玻璃领域,如内墙的反射隔热涂料、外墙的反射隔热、保温装饰涂料、玻璃的隔热反射涂料等等,我国“十二五”涂料行业产业规划里有四点规则,其中一点就是节能减排,对此,涂料各行业十分鼓舞,不断推出了涂料新品,如海南红杉科创公司研发了一种名为“太阳树”的内墙节能保暖涂料,这种涂料依据内墙反射保温的原理,采用纳米复合材料的新型原材料,制成的涂层对室内中远红外波具有较强的反射能力,同时涂层中的空心微珠具有一定的热阻隔作用,因此只需在墙上涂刷薄薄的一层,就能减少热量损失,提高室内温度;中国航天技术集团北京能恒基新材料有限公司推出的“航天涂层节能新材料”技术,是用航天温控涂装技术来降低城市建筑的能源消耗,这种材料涂在墙体外面,夏天可让室内温度降低7℃~10℃,冬天可使室内保热升温2℃~3℃,总体上可节能30%,重庆建筑有望用上这种航天涂层材料。
现在的涂料行业节能减排己经从建筑领域扩展到其他领域,在一次中国贵州生态产品(技术)博览会上,重庆交通大学演示了一则试验引人关注:两块同样质地的沥青混凝土,在一盏碘钨灯近30min照射下,喷有彩色热反射涂料的表面温度为60.6℃,未喷的为75.9℃,两者温差高达15.3℃。众所周知,作
116
2014年有机颜料行业年会和高端涂料产业园建设研讨会论文集
为道路铺设主材的沥青具有较高热吸收率,入夏后极易吸收太阳辐射而使路面温度不断升高,进而发软并出现凹陷、鼓包开裂等现象,因不断向大气辐射热,还加剧了城市的热岛效应,而由重庆交通大学学子们研发的这款环保涂料,通过一层薄薄的彩色热反射涂料,就可使路面温度明显下降;美国PPG工业公司旗下的航空涂料、lk务部门为维珍航空公司量身定制了一批特殊效果的涂料,其具有无可比拟的反射性能,PPG该款含有Andaro颜料的特殊效果涂料产品,可反射90%的可见光,而传统的云母飞机涂料的反射率仅30%左右。此全新喷涂的维珍航空首架空客A330乜机已顺利完成交付。
就现今的科技水平太阳能涂料可分为二种,一种是上述的反射太阳能的涂料,而另一种是吸收太阳能涂料,在节能环保趋势下,太阳能涂料开始渐渐走红市场:澳大利亚一名科学家研制成功一种能够有效吸收太阳能的涂料,此涂料的第一层是由氧化硅制成的防阳光反射层,对照射在涂料上的阳光只吸收不反射,防止热量的损失,第二层是吸收阳光热量的金属
陶瓷层,第三层是导热性良好的金属层,这三层总厚度只有100iltn,经过实验,这种新型涂料可以将接收
阳光的98%转变成热能,并使热能转变为电能的总效率达到20%以上;一个来自圣母大(University
of
NotreDame)的研究小组公布了他们的最新成果,一
种廉价的太阳能电池涂料,可以使用半导体纳米粒子产生能量,这种太阳能涂料的原理就是把量子点,也就是一种可生成电的纳米粒子融入到可涂抹的混合
物中,此系在二氧化钛纳米粒子上涂上硫化镉或硒化
镉,这些粒子会悬浮在水醇混合液中,形成一种糊状混合物,将此糊状混合物涂在任何导体表面上就可以发电,而整个发电过程并不需要任何特殊的设备来收集能源,这种新材料的生产成本远比硅太阳能电池更低,目前这种新材料被命名为Sml-Believable。1.9新型环境友好型涂料
1.9.1
自净外墙光催化涂料【J引
由浙江和谐光催化科技有限公司联手福州大学
共同研发的具有自净化功能的外墙光催化涂料,是以纳米级二氧化钛为主要成分,它能在紫外线作用下将PM2.5当中吸附的有毒有害物质分解为二氧化碳和水,以此起到自清洁作用,使被涂刷物体历经
多年后依然如新,国家权威机构的实验证明,每喷
涂30m2这种光催化涂料等同于种上了一棵白杨树,
该涂料现在频频被使用于中石化储油罐、上海大型商场、绍兴BRT快速公交车候车站等处。
1.9.2驱霾光能自洁涂料”1
富思特新材料科技发展股份有限公司开发出一种光自洁专利涂料产品,这种新涂料不仅节能环保,而且在应对城市雾霾中发挥重要作用,此涂料是根据光催化自洁原理和纳米技术,在光照条件下,其中的活性物质会发生光催化反应,产生氧化能力极强的羟基自由基,可分解油性污染物和部分无机物,光能自洁涂料表面超亲水,水易润湿,使灰尘、粉尘等污染物更易被雨水冲刷掉,最终达到漆膜抗污、洁净的功效,建筑外墙使用光能自洁涂料后会拥有“自清洁”功能,可明显提高外墙的耐沾污性能,长期保持外墙的装饰效果,同时具有净化空气、抗菌、防霉、保色、分解建筑物周边大气中的氮氧化物、硫氧化物、VOC等有害物质的作用,适用于真石漆、质感涂料、弹性涂料等外墙装饰材料的罩面清漆,提高基材的耐沾污性能和自洁性能。
1.9.3
离子液体及其在涂料中的应用Il
5】
目前,绿色化学、清洁生产、循环经济已成为世界各国追求的共同目标,离子液体作为全新的介质和软功能材料,正面临着历史性的机遇,离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成,在室温或室温附近温度下呈液态的盐类,具有不挥发、不易燃爆、不易氧化及高热稳定性和化学稳定性,极低的蒸汽压、低熔点等特性,可代替广泛使用的约300种有机溶剂,包括苯、甲醛等,因此在涂料中有潜在应用的一席之地,如中国科学院兰州化学物理研究所研制出离子液体基防污涂层,在东海、黄海、南海的挂板实验结果表明,基于离子液体的涂层具有优异的防污效果,据悉,研究人员通过表面引发的开环易位聚合,在基底表面上接枝上高密度的聚离子液体刷,通过对该功能化材料的抗菌防污性能的考察,发现其可有效防止小球藻的粘附,无论在光照或黑暗条件下,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有良好的抗菌性,而传统抗菌材料二氧化钛和聚合离子液体具有协同抗菌作用,目前,该研究已申请发明专利3项。
赵金榜:环境友好型涂料最新进展117
2结束语
环境友好型涂料是国内外涂料发展的必然趋势,未来的涂料,将使溶剂型涂料之类的高污染涂
料存留之地越来越小,更多的是高性能环境友好型涂料以及创新型除污机制的涂料产品。参考文献:
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20】2—09.】0.
环境友好型涂料最新进展
作者:作者单位:
赵金榜
上海市涂料研究所
引用本文格式:赵金榜 环境友好型涂料最新进展[会议论文] 2014