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水性塗料三大改革

發布於:2011-08-17
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人們(men) 不斷追求“綠色、環保、低碳”的生活方式。作為(wei) 與(yu) 人們(men) 生活息息相關(guan) 的塗料產(chan) 品更是應該符合健康、綠色、環保、低碳的理念。近年來得到突飛猛進的發展。

塗料中可揮發的有機化合物對於(yu) 環境及人體(ti) 的危害強大,而水性塗料相對於(yu) 傳(chuan) 統溶劑型塗料能極大地減少VOC的排放,可有效降低了對環境的影響。還有助於(yu) 降低職業(ye) 病發生的潛在機率,減少火災風險和儲(chu) 存隱患,簡化及降低企業(ye) 通風,水處理等方麵的流程及成本等。因此水性塗料的發展是大勢所趨。

但目前來看,中國水性塗料的發展似乎遇到了些許阻礙,主要表現在技術革新的加強、大眾(zhong) 認知的普及、以及政策法規的完善這三方麵。

技術革新

我國對於(yu) 水性塗料高性能的主要技術開拓體(ti) 現在以下幾方麵:

1、建築塗料與(yu) 防水功能融合

塗料技術發展促進開發出了一批對水泥混凝土容忍性好的彈性樹脂乳液,使得聚合物水泥混凝土類塗抹型防水材料有了長足的進步,加之對防水材料的無毒化、水性化、淺色化要求提高,使得建築防水出現了剛性防水柔性化、柔性材料高彈化,尤其是立麵防水與(yu) 建築裝飾塗裝近乎融於(yu) 一體(ti) 。這種趨勢正向室內(nei) 、屋麵和地下擴展。由於(yu) 建築塗料耐水耐汙耐久功能要求的提高和建築立麵防水問題日益被重視,建築塗裝與(yu) 防水功能的融合日益明顯,尤其是建築物隔熱保溫要求的提高,內(nei) 外保溫層的廣泛使用,保溫層的防水與(yu) 裝飾保護對塗料的依賴日益增加。由於(yu) 近年塗料耐久性的顯著提高,建築方麵對防水塗料的使用信心大為(wei) 增加。

2、高性能助劑、高分散技術與(yu) 設備的開發應用

塗料助劑品種繁多,是高技術機密性的精細化工產(chan) 品,其生產(chan) 應用涉及的技術麵廣。過去由於(yu) 國內(nei) 塗料廠家生產(chan) 技術條件有限,對此不夠重視或難以重視,近年已有較大改觀;眾(zhong) 多的國內(nei) 外專(zhuan) 業(ye) 助劑生產(chan) 公司大量推出助劑新產(chan) 品,並為(wei) 銷售其產(chan) 品而對塗料生產(chan) 廠家大大加強了技術服務力度。我們(men) 從(cong) 塗料技術開發與(yu) 服務角度也在不遺餘(yu) 力地宣傳(chuan) :塗料助劑要用得恰當,用得精。不能以簡單的價(jia) 錢、用量分好壞,要以恰到好處為(wei) 原則。這些需要精細的研究試驗。生產(chan) 廠家的產(chan) 品服務和銷售服務是代替不了塗料生產(chan) 廠家的產(chan) 品開發試驗的。由於(yu) 不同成膜物質和大量助劑品種上的不斷推陳出新,憑一個(ge) 配方開塗料廠的年代確實已經成為(wei) 過去。

成膜粘結劑是塗料的基本物質基礎;恰當的助劑應用是製備性能優(you) 良的塗料的關(guan) 鍵技術點,高分散技術與(yu) 設備是高性能塗料製備的工藝保障。這是塗料產(chan) 品製造的三個(ge) 主要技術環節。

塗料還有一個(ge) 重要組分就是顏填料。隨著超細填料的普遍使用,一些新的分散技術與(yu) 設備在塗料生產(chan) 中得到應用。最典型的是高剪切乳化係統取代過去塗料生產(chan) 常用的高速攪拌分散—研磨—調整的工藝流程,連續流態工藝取代間歇工藝。新工藝與(yu) 新設備的采用,大大提高了對於(yu) 塗料配製至關(guan) 重要的物料分散性,在提高產(chan) 品性能和質量保障的同時,大大減少了先前工藝的多次清洗造成的物料損失和廢水汙染處理負擔。

3、乳液合成技術的新進展

塗料性能的最基本決(jue) 定因素是成膜物質。水性塗料高性能化的最基本決(jue) 定因素自然是成膜物的乳液粘結劑。為(wei) 實現水性塗料高性能化,近二三年中,國內(nei) 外的水性塗料用乳液合成技術上的主要技術進展在以下方麵:

無皂乳液聚合技術——為(wei) 乳膠塗料從(cong) 根本上改進其耐水性提供了技術與(yu) 基本物質基礎。

自交聯技術——為(wei) 改進塗料塗膜硬度以增加其耐沾汙性和抗老化性提供了可靠的技術途徑。

多種功能團改性技術——如有機矽聚氨酯等不同單體(ti) 改性丙烯酸聚合乳液及氟矽乳液一大批高性能乳液的出現,為(wei) 不同性能要求的塗料配製提供了膠結材料,為(wei) 開發相應的高性能塗料提供了物質基礎保障。這些技術與(yu) 產(chan) 品在這二、三年中迅速地經國外公司、國內(nei) 的合資公司到國內(nei) 的銷售公司、生產(chan) 公司、形成技術擴散,逐步擴大應用。

核殼結構與(yu) 互穿網絡技術——為(wei) 調和乳膠塗料低溫成膜性和高溫抗沾汙性矛盾及大幅度降低乳膠塗料的有機揮發物配入提供了有力的保障。

4、納米材料與(yu) 納米技術應用

納米材料與(yu) 納米技術是近年利弊參半的炒作進入平常百姓話題的一個(ge) 高新技術概念。納米材料和納米技術確有其神奇之處,納米粒子具有小尺寸效應、大比表麵積與(yu) 界麵效應、量子效應、宏觀量子隧道效應等,隻有將這些效應真正發揮出來,真正達到較之為(wei) 的“納米效應”,其神奇之處乃現。能為(wei) 塗料有可能利用的納米效應主要有:小尺寸效應、大比表麵積、界麵效應與(yu) 量子效應。

小尺寸效應——如塗料常用的顏料鈦白粉Ti02和氧化鐵Fe0X,通常已視為(wei) 微細、超微細的粉體(ti) ,其粒徑在微米(μm)級範圍內(nei) 越細、遮蓋力越高。有資料介紹,TiO2粒徑達到最短波長可見光的半波長,即0.2μm左右的水平,其遮蓋力最高。而當其粒徑再細至納米(nm)級(1~100nm,1000nm=1μm),其對可見光完全透明,變成全無遮蓋力。Fe0X亦如此。還有SiOX,在微米級,對紫外光無明顯吸收與(yu) 反射,而達到納米級,則有明顯的吸收與(yu) 反射屏弊作用。這些特性就可以用來做無機透明顏料用於(yu) 塗料,大大提高有色塗料的抗老化性。

量子效應——當粉體(ti) 進入納米級,粒子尺寸小至某一值時,原子鍵價(jia) 狀況改變,電子能級由連續變為(wei) 離散,分子軌道能級能隙變寬而呈量子化,將導致一些粉體(ti) 的光量子吸收催化特性。所謂納米材料在光的作用下催化,殺菌正是這一特性的體(ti) 現,由此可以製作殺菌和降解有機物的清潔型塗料。

大比表麵積界麵效應——粉體(ti) 材料粒徑尺寸從(cong) 數微米細至數納米,比表麵積從(cong) 約1m2/g降至450m2/g。每個(ge) 粉體(ti) 表麵積原子數占粉體(ti) 原子數的比例從(cong) 1%增至>80%。這個(ge) 變化將導致粉粒表麵活性大大提高,在塗料中與(yu) 成膜膠結物的結合力大為(wei) 改觀,便出現了小分子無機填料對高分子有機物同時增硬又增韌的奇特現象(一般微米級填充增硬時會(hui) 隨之降韌)。由此,便可大大改進塗料的塗膜性能。 

5、氟樹脂及其塗料技術

氟樹脂因其分子結構中的氟碳原子間的強力結合形成的氟碳鍵的較強鍵能和氟碳鍵的空間效應對氟碳聚合物中的碳碳鏈形成特殊保護,而具備極為(wei) 獨特的優(you) 良機械性能和較強的抗老化性能,因而氟樹脂做成的塑料被稱為(wei) 塑料王。利用氟樹脂的這一少有的特性製作的塗料,眾(zhong) 所周知的便是不粘鍋及不沾油排油煙機的表層不粘塗料。最主要的是用其不沾油不沾水的表麵能特性。因其不沾而帶來的弊處是難粘結、難塗覆,要使用高溫烘烤的辦法塗覆。將氟樹脂做成塗料用於(yu) 建築塗料塗裝,始於(yu) 美國,是用高溫烘烤的辦法塗覆的。在鋁合金板上做成幕牆,耐沾汙、抗老化性很好,但極貴,又不能用於(yu) 現場施工。日本人後來將其改造成常溫可塗的雙組份反應固化型塗料,可用於(yu) 現場施工。國內(nei) 前幾年開始開發此塗料,並被稱為(wei) 氟碳漆投入市場。但因其用油性有毒溶劑配製,汙染環境,且塗層不透氣,而且是雙組份產(chan) 品,現場攪拌,施工不便,因此近年來重點進入單組份和水性化的開發。筆者及研究組已在水性化開發方麵取得了重要研發成果,申報了中國專(zhuan) 利,並獲有自主知識產(chan) 權。本項技術成果推介後,反響較大,近一年來開發水性氟樹脂,氟樹脂塗料的進程明顯加快。

提升消費者認知度

雖然我國已經躋身塗料第一生產(chan) 大國,但人均使用量依舊很低,消費者對水性漆的產(chan) 品性能並不了解,裝修過程中,更多的是聽從(cong) 油漆工建議,選擇塗料產(chan) 品進行塗刷。同時由於(yu) 我國塗料企業(ye) 規模較小,不具備普及推廣產(chan) 品的投資能力,也導致水性漆在推廣中乏力,不能直麵消費者。因此,塗料需要潛移默化向消費者滲透水性漆對於(yu) 健康和環保的重要意義(yi) ,拉動整個(ge) 產(chan) 業(ye) 鏈的運轉。利用不同的推廣方式,讓消費者真正了解水性漆的涵義(yi) ,以縮短中國塗料工業(ye) 與(yu) 世界先進國家之間的差距,讓消費者感受到真正的“健康、環保、安全”。

油性塗料被應用已經有很長曆史了,其被取代不是一朝一夕的事,需要全世界的塗料工作者不懈的努力和推廣。在漫長的過程中,各個(ge) 環節都要麵臨(lin) 很大的挑戰,產(chan) 品研發、產(chan) 品推廣、產(chan) 品施工,需要各階段人群態度的轉變,配方的轉變,設備的轉變,施工工藝的轉變等等,即是整個(ge) 水性漆產(chan) 業(ye) 鏈與(yu) 油性漆的不同,均要塗料企業(ye) 進行綜合考量。我國油性木器漆的施工工藝已經非常成熟,由於(yu) 油性木器漆的各種性能已經在人們(men) 心中根深蒂固,與(yu) 水性漆某些不夠全麵的性能對比,人們(men) 仍舊選擇油性木器漆作為(wei) 施工推薦但無可否認的是,水性塗料取代溶劑型塗料是工業(ye) 和社會(hui) 發展的必然趨勢。塗料水性化不是一蹴而就的事情,是需要經過長期發展的過程,被消費者熟悉並最終接受。

政策法規

在過去,我國實施的塗料行業(ye) 法規對環保概念的體(ti) 現就很有限,所實施的一些法規都已經過時。然而近兩(liang) 年,我國政府也積極采取措施,對過時的標準進行了修改的完善,比如:2009年9月1日實施的GB18583-2008《室內(nei) 裝飾裝修材料膠粘劑中有害物質限量》、2008年10月1日實施的GB18582-2008《室內(nei) 裝飾裝修材料內(nei) 牆塗料中有害物質限量》及正在報批過程中的GB18581-2008《室內(nei) 裝飾裝修材料溶劑型木器塗料中有害物質限量》均是我國在標準工作中所做積極努力的表現。

回顧歐美等國的水性塗料發展曆史,政策法規在其中扮演了至關(guan) 重要的角色,相繼出台的嚴(yan) 厲政策法規迫使很多的塗料企業(ye) 不得不進行產(chan) 業(ye) 升級,走上水性化的道路。相反,由於(yu) 政策法規的不完善使得塗料企業(ye) 沒有真正重視水性塗料的發展,而企業(ye) 的短視會(hui) 造成對水性塗料市場的投入不大,從(cong) 而不能影響消費者實現最終的購買(mai) 行為(wei) ,而消費者的行為(wei) 又會(hui) 影響政策規範製定者及企業(ye) 對水性塗料市場的判斷。

總的來說,相對於(yu) 國外塗料企業(ye) 來說,我國塗料企業(ye) 相對規模較小,對水性化技術的掌握與(yu) 大型企業(ye) 或國外塗料企業(ye) 還有很大差距,隨著消費者對塗料環保性要求越來越高,國內(nei) 大中型企業(ye) 現在正投入力量,提高研發能力,積極與(yu) 高科技接軌。

相關(guan) 標簽:塗料助劑

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