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我國涂料工業(yè)技術(shù)的未來發(fā)展趨勢
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http://m.t3home.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、VOC、高固含
摘要：本文簡單分析了當(dāng)今涂料工業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向并闡述了未來高新科技在涂料中的應(yīng)用和重點。
進入21世紀的第一個十年中，隨著科學(xué)技術(shù)的進步和經(jīng)濟、社會的發(fā)展，以及國家對于基礎(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，同時也遇到前所未有的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。涂料的發(fā)展指標(biāo)已成為衡量一個國家國民經(jīng)濟發(fā)展程度的重要標(biāo)志之一。
經(jīng)過改革開放的30年，國家在科研技術(shù)上的積累，各種新型技術(shù)應(yīng)用于社會生產(chǎn)的各個方面，同時由于社會對于環(huán)保和節(jié)能減排理念的深入以及對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
(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國際環(huán)境保護法頒布后，歐美等西方國家先后提出了發(fā)展涂料工業(yè)的三大前提，分別是無污染、省資源、耗能低，同時又劃定了以經(jīng)濟、效率、生態(tài)、能源四大原則。各國按照這三大前提和四個基本原則，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)相較過去在環(huán)保和節(jié)能節(jié)拍方面有了飛速的發(fā)展，同時也給社會帶來了環(huán)保，節(jié)省能耗的新理念。同時我國也相應(yīng)的不斷制定和修改新的涂料在環(huán)境保護和降低能源消耗方面的標(biāo)準，這樣也促進了我國涂料行業(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，但是顯而易見也給人們帶來了環(huán)境污染，損害身體健康、消耗能源等負面影響。水由于其無毒無臭、不易燃以及取材方便的特點，自上世紀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。
隨著世界各國對于涂料中揮發(fā)性有機物含量的嚴格限定以及對重金屬含量的要求，水性涂料將會得到越來越廣泛的應(yīng)用。
個企業(yè)對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行不懈的探索，涂料水性化是涂料行業(yè)未來的一個總的發(fā)展趨勢。
2.1.2環(huán)保型涂料
說到環(huán)保不得不提VOC，隨著人們對環(huán)境保護以及自身健康重視的加深，VOC也越來越被人們所認識。簡單說來VOC是揮發(fā)性有機化合物(volatileorganiccompounds)的英文縮寫。各國對于VOC含量的標(biāo)準也不一而同。
我國在《室內(nèi)裝飾裝修材料內(nèi)墻涂料中有害物質(zhì)限量》中對內(nèi)墻涂料中VOC含量的要求是：不得高于每升200克。國外發(fā)達國家對涂料中VOC含量的限制很嚴格。以歐盟而言，一類(亞光類)涂料不得高于每升30克，二類(有光類)不得高于每升200克；而在國內(nèi)，國家環(huán)�？偩肿钚掳l(fā)布的水性內(nèi)墻涂料環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品認證要求規(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)量評價規(guī)則》，對VOC的要求是必須在每升125克以下。
目前各個涂料企業(yè)也相繼的推出了VOC含量在200g/l的低VOC涂料，有些國外品牌的大公司甚至達到了20g/l。但是最總的目標(biāo)是完全到達零VOC的排放。目前科研部門[1]通過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無機涂料
隨著全球范圍內(nèi)對環(huán)境和健康的重視，無機建筑涂料以其優(yōu)良的環(huán)保性和耐候性已經(jīng)得到了普遍的重視。無機建筑涂料以水玻璃、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)對環(huán)境污染小、能耗低，無環(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)品的遮蓋力和對比率等關(guān)鍵性能，但是鈦白粉的生產(chǎn)對項環(huán)境造成很大的污染，同時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)達國家已經(jīng)將鈦白粉的生產(chǎn)逐步轉(zhuǎn)移到第三世界國家，這給發(fā)展中國家的環(huán)境帶來了不小的負面作用。高固含涂料的開發(fā)從這方面可以適當(dāng)?shù)慕鉀Q減少使用鈦白粉的問題，目前一些高固含產(chǎn)品已經(jīng)推上市場，但是如何克服高固含帶來的一系列降低涂膜性能的問題，將是涂料企業(yè)需要進一步研究的，這不是單一方面的問題，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，是一個系統(tǒng)工程。
2.1.5保溫節(jié)能涂料
外墻外保溫是20世紀70年代全球石油危機的產(chǎn)物。為緩解能源危機，歐洲國家大范圍采取了政策性、技術(shù)性應(yīng)對措施，其中就有房屋的保溫。我國的建筑能耗總量逐年上升，在能源總消費量中所占的比例已從上世紀七十年代末的10%，上升到近年的27.45%，而且這種增速越來越快；美國的建筑能耗在能源總消費量中所占的比例已經(jīng)達到了34%�？梢娊ㄖ�(jié)能是世界各國都需解決的一個迫切問題。
根據(jù)我國建筑節(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)計能耗水平基礎(chǔ)上普遍降低30%，為第一階段；1996年起在達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)來達到保溫的效果，這種方法給施工帶來了成本高，周期長等不利因素，同時塑料板材是從石油提取物衍生而來的，對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到保溫節(jié)能的效果，這對涂料行業(yè)今后的發(fā)展提出一個較高的要求�，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
隨著對環(huán)境保護的重視，水性氟涂料、氟聚合乳液已成為研究的重點。氟碳涂料被列為我國“十五”規(guī)劃重點開發(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上流行的聚氨酯、有機硅、丙烯酸樹脂涂料的優(yōu)良性能，其附著力、強度、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、抗老化等性能達到了較大的提升。未來納米材料應(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)是一個對環(huán)境進行破壞的一個活動，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)約開支的一個重要的課題。個企業(yè)對于這個問題也想出各種各樣的辦法加以解決。對于白漆生產(chǎn)中的洗缸水當(dāng)然可以作為下缸涂料的生產(chǎn)用水，通過實驗也證明對于產(chǎn)品的指標(biāo)無影響。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)水處理進行沉淀，然后廢棄。這不僅給生產(chǎn)帶來了浪費也給企業(yè)的廢水處理帶來了不小的負擔(dān)。
對于有色廢水的再利用有些企業(yè)也在進行試驗，并且有了進展。一般是直接對于水處理后的沉淀(一般沉淀都為灰色)進行再分散，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，不啻是一個環(huán)保、節(jié)能減排的方法，需要各個科研單位和企業(yè)進行進一步的研究探討。
3.結(jié)語
回顧涂料行業(yè)的發(fā)展和未來的趨勢，環(huán)保、節(jié)能減排、納米技術(shù)等高新科技的應(yīng)用將是未來涂料發(fā)展的重點，如何能不斷的推出適合社會發(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遇。只有看起前方的道路，做好發(fā)展的規(guī)劃，才能在市場的競爭中立于不敗之地。 |
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文章編輯：【蘭格鋼鐵網(wǎng)】m.t3home.cn |
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