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我國(guó)涂料工業(yè)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
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http://www.shushitongpu.cn 發(fā)表日期：2010-3-11 11:03:07
蘭格鋼鐵 |
雅士利涂料(蘇州)有限公司黃維濼何健
關(guān)鍵詞：涂料、發(fā)展趨勢(shì)、VOC、高固含
摘要：本文簡(jiǎn)單分析了當(dāng)今涂料工業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向并闡述了未來(lái)高新科技在涂料中的應(yīng)用和重點(diǎn)。
進(jìn)入21世紀(jì)的第一個(gè)十年中，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展，以及國(guó)家對(duì)于基礎(chǔ)建設(shè)的投入力度加大，涂料工業(yè)工業(yè)有了很大的發(fā)展，同時(shí)也遇到前所未有的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。涂料的發(fā)展指標(biāo)已成為衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的重要標(biāo)志之一。
經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放的30年，國(guó)家在科研技術(shù)上的積累，各種新型技術(shù)應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)方面，同時(shí)由于社會(huì)對(duì)于環(huán)保和節(jié)能減排理念的深入以及對(duì)涂料功能要求的提高，促使著涂料的發(fā)展呈現(xiàn)的環(huán)保、節(jié)能、多功能化的方向發(fā)展。
1.涂料的分類(lèi)
(1)按部位不同，油漆主要分為墻漆、木器漆和金屬漆。墻漆包括了外墻漆、內(nèi)墻漆和頂面漆，它主要是乳膠漆等品種；木漆主要有硝基漆、聚氨脂漆等等，金屬漆主要是磁漆。
(2)按狀態(tài)不同，油漆又可分為水性漆和油性漆。乳膠漆是主要的水性漆，而硝基漆、聚氨酯漆類(lèi)多屬油性
(3)按功能不同，油漆又可分為很多種：防水漆、防火漆、防霉漆、防蚊漆、及具有多種功能的多功能漆等等。
(4)按作用形態(tài)又可分為揮發(fā)性漆和不揮發(fā)性漆。
(5)按表面效果上來(lái)分，又可分為透明漆、半透明漆和不透明漆。
2.涂料的發(fā)展方向
2.1水性化和環(huán)保節(jié)能
80國(guó)際環(huán)境保護(hù)法頒布后，歐美等西方國(guó)家先后提出了發(fā)展涂料工業(yè)的三大前提，分別是無(wú)污染、省資源、耗能低，同時(shí)又劃定了以經(jīng)濟(jì)、效率、生態(tài)、能源四大原則。各國(guó)按照這三大前提和四個(gè)基本原則，積極研究和吸收高新科技成果。以次為發(fā)展方向，傳統(tǒng)的涂料工業(yè)相較過(guò)去在環(huán)保和節(jié)能節(jié)拍方面有了飛速的發(fā)展，同時(shí)也給社會(huì)帶來(lái)了環(huán)保，節(jié)省能耗的新理念。同時(shí)我國(guó)也相應(yīng)的不斷制定和修改新的涂料在環(huán)境保護(hù)和降低能源消耗方面的標(biāo)準(zhǔn)，這樣也促進(jìn)了我國(guó)涂料行業(yè)的規(guī)范以及企業(yè)在節(jié)能減排方面研究投入加大。
2.1.1水基涂料
自涂料發(fā)明到上世80年代，各國(guó)基本上還是以溶劑型涂料為主，雖然它有著諸如配方體系成熟、成膜效果好的優(yōu)點(diǎn)，但是顯而易見(jiàn)也給人們帶來(lái)了環(huán)境污染，損害身體健康、消耗能源等負(fù)面影響。水由于其無(wú)毒無(wú)臭、不易燃以及取材方便的特點(diǎn)，自上世紀(jì)60年代逐步被引入涂料中后，得到了人們的推崇，它不僅可以降低涂料的成本和施工中由于有機(jī)溶劑存在而導(dǎo)致的火災(zāi)，也大大降低了VOC。雖然現(xiàn)在水基涂料使用量已占所有涂料的一半左右。但是目前主要還是應(yīng)用于建筑涂料的乳膠漆中。水基涂料在工業(yè)漆和木器漆中也有所應(yīng)用，但是面臨著成本高、飾面效果不佳等諸多限制。
隨著世界各國(guó)對(duì)于涂料中揮發(fā)性有機(jī)物含量的嚴(yán)格限定以及對(duì)重金屬含量的要求，水性涂料將會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
個(gè)企業(yè)對(duì)如何能在油性涂料占統(tǒng)治地位的工業(yè)漆、木器漆等領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品的水性化的研究一直在進(jìn)行不懈的探索，涂料水性化是涂料行業(yè)未來(lái)的一個(gè)總的發(fā)展趨勢(shì)。
2.1.2環(huán)保型涂料
說(shuō)到環(huán)保不得不提VOC，隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)以及自身健康重視的加深，VOC也越來(lái)越被人們所認(rèn)識(shí)。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)VOC是揮發(fā)性有機(jī)化合物(volatileorganiccompounds)的英文縮寫(xiě)。各國(guó)對(duì)于VOC含量的標(biāo)準(zhǔn)也不一而同。
我國(guó)在《室內(nèi)裝飾裝修材料內(nèi)墻涂料中有害物質(zhì)限量》中對(duì)內(nèi)墻涂料中VOC含量的要求是：不得高于每升200克。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)涂料中VOC含量的限制很?chē)?yán)格。以歐盟而言，一類(lèi)(亞光類(lèi))涂料不得高于每升30克，二類(lèi)(有光類(lèi))不得高于每升200克；而在國(guó)內(nèi)，國(guó)家環(huán)�？偩肿钚掳l(fā)布的水性?xún)?nèi)墻涂料環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證要求規(guī)定，VOC不得高于每升100克；北京市制定的《室內(nèi)裝飾裝修涂料安全健康質(zhì)量評(píng)價(jià)規(guī)則》，對(duì)VOC的要求是必須在每升125克以下。
目前各個(gè)涂料企業(yè)也相繼的推出了VOC含量在200g/l的低VOC涂料，有些國(guó)外品牌的大公司甚至達(dá)到了20g/l。但是最總的目標(biāo)是完全到達(dá)零VOC的排放。目前科研部門(mén)[1]通過(guò)乳液液合成和助劑選擇兩方面解決了消除VOC的方法，利用核殼乳液聚合，引入功能性單體和軟硬乳液混拼等思路解決乳液的高玻璃化(Tg)和最低成膜溫度(MFT)之間的矛盾
2.1.3無(wú)機(jī)涂料
隨著全球范圍內(nèi)對(duì)環(huán)境和健康的重視，無(wú)機(jī)建筑涂料以其優(yōu)良的環(huán)保性和耐候性已經(jīng)得到了普遍的重視。無(wú)機(jī)建筑涂料以水玻璃、硅溶膠等為主要原料，這些原料直接取材于自然界，它的生產(chǎn)對(duì)環(huán)境污染小、能耗低，無(wú)環(huán)境及健康方面的不良影響，屬環(huán)境友好性涂料。
2.1.4高固含涂料
涂料生產(chǎn)中，鈦白粉的應(yīng)用能提高產(chǎn)品的遮蓋力和對(duì)比率等關(guān)鍵性能，但是鈦白粉的生產(chǎn)對(duì)項(xiàng)環(huán)境造成很大的污染，同時(shí)又是非常的消耗能源，不符合現(xiàn)在的節(jié)能減排、環(huán)保的理念，所以歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將鈦白粉的生產(chǎn)逐步轉(zhuǎn)移到第三世界國(guó)家，這給發(fā)展中國(guó)家的環(huán)境帶來(lái)了不小的負(fù)面作用。高固含涂料的開(kāi)發(fā)從這方面可以適當(dāng)?shù)慕鉀Q減少使用鈦白粉的問(wèn)題，目前一些高固含產(chǎn)品已經(jīng)推上市場(chǎng)，但是如何克服高固含帶來(lái)的一系列降低涂膜性能的問(wèn)題，將是涂料企業(yè)需要進(jìn)一步研究的，這不是單一方面的問(wèn)題，這需要從配方體系，材料科學(xué)以及高新產(chǎn)品的應(yīng)用等著手，是一個(gè)系統(tǒng)工程。
2.1.5保溫節(jié)能涂料
外墻外保溫是20世紀(jì)70年代全球石油危機(jī)的產(chǎn)物。為緩解能源危機(jī)，歐洲國(guó)家大范圍采取了政策性、技術(shù)性應(yīng)對(duì)措施，其中就有房屋的保溫。我國(guó)的建筑能耗總量逐年上升，在能源總消費(fèi)量中所占的比例已從上世紀(jì)七十年代末的10%，上升到近年的27.45%，而且這種增速越來(lái)越快；美國(guó)的建筑能耗在能源總消費(fèi)量中所占的比例已經(jīng)達(dá)到了34%�？梢�(jiàn)建筑節(jié)能是世界各國(guó)都需解決的一個(gè)迫切問(wèn)題。
根據(jù)我國(guó)建筑節(jié)能發(fā)展的基本目標(biāo)：新建采暖居住建筑1986年起，在1980～1981年當(dāng)?shù)赝ㄓ迷O(shè)計(jì)能耗水平基礎(chǔ)上普遍降低30%，為第一階段；1996年起在達(dá)到第一階段要求的基礎(chǔ)上再節(jié)能30%，(即總節(jié)能50%)為第二階段；2005年起在達(dá)到第二階段要求基礎(chǔ)上再節(jié)能30%(即總節(jié)能65%)為第三階段。
目前國(guó)內(nèi)的外墻保溫技術(shù)還處于起步階段，一般的外墻保溫還是依靠阻燃型模塑聚苯乙烯泡沫板(EPS)和擠塑板(XPS)來(lái)達(dá)到保溫的效果，這種方法給施工帶來(lái)了成本高，周期長(zhǎng)等不利因素，同時(shí)塑料板材是從石油提取物衍生而來(lái)的，對(duì)于資源能源也的消耗也是不小的挑戰(zhàn)。所以如何能單單依靠薄薄的一層涂層就能達(dá)到保溫節(jié)能的效果，這對(duì)涂料行業(yè)今后的發(fā)展提出一個(gè)較高的要求�，F(xiàn)在已經(jīng)有科研單位和企業(yè)在這方面進(jìn)行了相關(guān)的工作。
2.2高性能涂料
2.2.1氟碳涂料
隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，水性氟涂料、氟聚合乳液已成為研究的重點(diǎn)。氟碳涂料被列為我國(guó)“十五”規(guī)劃重點(diǎn)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，它作為一種高科技功能性涂料和一種全新的表面裝飾材料，基本覆蓋了目前市場(chǎng)上流行的聚氨酯、有機(jī)硅、丙烯酸樹(shù)脂涂料的優(yōu)良性能，其附著力、強(qiáng)度、硬度、耐化學(xué)品性、耐鹽霧、耐老化及耐沾污性等技術(shù)參數(shù)均高于普通涂料。
2.3納米材料和技術(shù)在涂料中的應(yīng)用
納米材料是指在三維空間中至少有一維長(zhǎng)度在0.1-100nm范圍內(nèi)的或具有納米結(jié)構(gòu)的材料。按化學(xué)組成可分為:納米金屬、納米晶體、納米陶瓷、納米玻璃、納米高分子和納米復(fù)合材料等。由于納米材料具有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)和一些奇異的光、電、磁等性能，將其用于涂料中后，除了可以改性傳統(tǒng)涂料外，更為重要的是可以制備各種功能涂料，如具有抗輻射、耐老化、抗菌殺菌、隱身等特殊功能的涂料。
現(xiàn)在已經(jīng)有納米的罩面材料應(yīng)用于外墻涂料上，使得涂層的耐沾污、抗老化等性能達(dá)到了較大的提升。未來(lái)納米材料應(yīng)用于涂料的關(guān)鍵是如何能夠更好的將納米材料很好的分散在體系中并不形成二次團(tuán)聚，以及如何搭配使用這些納米材料使其能發(fā)揮更大的效用。
2.4涂料生產(chǎn)廢水的回用
涂料生產(chǎn)是一個(gè)對(duì)環(huán)境進(jìn)行破壞的一個(gè)活動(dòng)，其中廢料和廢水的回收利用是降低涂料生產(chǎn)污染并節(jié)約開(kāi)支的一個(gè)重要的課題。個(gè)企業(yè)對(duì)于這個(gè)問(wèn)題也想出各種各樣的辦法加以解決。對(duì)于白漆生產(chǎn)中的洗缸水當(dāng)然可以作為下缸涂料的生產(chǎn)用水，通過(guò)實(shí)驗(yàn)也證明對(duì)于產(chǎn)品的指標(biāo)無(wú)影響。但是調(diào)色漆的洗缸水一般是直接作為廢水排放到后續(xù)水處理進(jìn)行沉淀，然后廢棄。這不僅給生產(chǎn)帶來(lái)了浪費(fèi)也給企業(yè)的廢水處理帶來(lái)了不小的負(fù)擔(dān)。
對(duì)于有色廢水的再利用有些企業(yè)也在進(jìn)行試驗(yàn)，并且有了進(jìn)展。一般是直接對(duì)于水處理后的沉淀(一般沉淀都為灰色)進(jìn)行再分散，但由于顏色的原因一般都只能用于生產(chǎn)灰色系的調(diào)色漆，局限較大。所以如何能更好的利用這部分有色廢水，不啻是一個(gè)環(huán)保、節(jié)能減排的方法，需要各個(gè)科研單位和企業(yè)進(jìn)行進(jìn)一步的研究探討。
3.結(jié)語(yǔ)
回顧涂料行業(yè)的發(fā)展和未來(lái)的趨勢(shì)，環(huán)保、節(jié)能減排、納米技術(shù)等高新科技的應(yīng)用將是未來(lái)涂料發(fā)展的重點(diǎn)，如何能不斷的推出適合社會(huì)發(fā)展的產(chǎn)品將是行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，但也孕育著很大的機(jī)遇。只有看起前方的道路，做好發(fā)展的規(guī)劃，才能在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。 |
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文章編輯：【蘭格鋼鐵網(wǎng)】www.shushitongpu.cn |
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