低碳经济下的化工涂料应用与实践论文_车永杭

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摘要:化工涂料在各行业中有着非常广泛的应用,在各行业产品的生产中都有十分广泛的应用。随着人们物质生活水平的提高,人们对于环境质量要求越来越高,国家职能部门也做出了相关的规定,对于溶液中所掺杂的易挥发的涂料进行了使用的限制,在这种情况下很多的环保材料都应运而生了。本文对于低碳经济背景下的化工涂料的应用与实践进行了阐述。

关键词:低碳经济;化工涂料;应用;实践

1概述 介绍下列涂料的应用例子

低碳指的是的能源消耗低污染的一种新型的经济发展模式,强调绿色能源的使用,能够在很大程度上提高能源的使用效率,使得经济发展的同时不对环境产生影响。随着我国工业化进程的不断发展与我国城市化进程的不断加快,建筑住宅、商业等发展迅速,在建筑室内装修的过程中应用到了很多的涂料,其中很多装饰所使用的涂料不环保,近些年发生了很多居民的甲醛中毒事件,因而这种不环保的涂料受到了很多人们的重视。在这种情况下需要有针对性的选择合理的化工涂料,且将其应用到实践当中,对于具有挥发对人体有害的材料要坚决杜绝使用或者是改良以后再使用。涂料在各行业中的应用有很多如立邦粉末性涂料在我西气东输管道中的应用。汽车轮毂专用涂料,外观专用涂料等如下图所示。

1化工涂料在各行业中的应用

2脂肪族聚碳酸酯

早在上个世纪人们就已经开始重视化工涂料对人体的伤害并开始研究对人体无害的材料,所研究的材料主要是对人体对环境无害的聚氨酯材料,这种能够能够有效的避免传统材料对人体造成的危害。这种材料的分子具有较强的分子间作用力,可以不使用湿度敏感性材料,所以这种化工材料相对于传统材料更适合存储,并且具有较强水解性、耐化学性,广泛应用于粘合剂、化工涂料以及塑料的生产。在脂肪性聚碳酸酯的应用开发方面,美国的技术要远远领先于其他国家,欧洲国家也在致力于其的应用实践研究,而我国对该材料的研究还处于实验室研究的阶段,要实现绿色环保涂料的生产还具有一段距离。目前非异氰酸酯聚氨酯正在逐渐取代传统的聚氨酯材料。在目前世界与国家低碳环保生产的大形势下,要逐步推进其工业化的生产,积极推动化工涂料的研发。接下来本文对主要的聚氨酯材料进行了介绍,主要包括下面几类。

2.1典型非异氰酸酯聚氨酯

在通常的情况下,环碳酸酯雨脂环族伯胺或者脂肪族通过反应,就可以获得异氰酸酯聚氨酯。在这种情况下,线性的异氰酸酯聚氨酯主要是经过上述几种物质之间的反应形成的;期间经历各种不同结构二院碳酸酯以及二胺的反应,可以获得一系列非异氰酸酯聚氨酯,该材料的相对分子了会对产品的性能产生较大的影响,材料中的高分子量树脂形成具有弹性的橡胶体,而相对之下分子量较小的材料则会较为脆弱。实验表明,这种硬度较大的异氰酸酯聚氨酯可以在浇筑以及灌注成型的领域中应用。

2.2杂化非异氰酸酯聚氨酯

环氧基、氨基和环碳酸酯基反应会得到杂化的非异氰酸酯聚氨酯,获得内部往来相互交错的非异氰酸酯聚氨酯。对于这种杂化的非异氰酸酯聚氨酯材料来说,不仅具有异氰酸酯聚氨酯所具有的一切优点,还具有其他聚氨酯等的特性,具有耐熔耐酸耐腐蚀机械强度大等一系列的优点。

2.3硅氧烷改性非异氰酸酯聚氨酯

外还应硅氧烷改性的非异氰酸酯聚氨酯,一般是在氨基硅氧烷的水解作用下,得到所氨基硅氧烷。在氨基硅氧烷和碳酸酯之间的反应,所产出的非异氰酸酯聚氨酯具有较强的稳定性。再多氨基硅氧烷中具有活性的官能团,可以和氢氧基发生反应,可以产生具有较强散射型的纳米团。另外该材料中的分子的极性键较强,使得其和不同的物质表面产生较大的粘性。

2.4丙烯酸酯改性非异氰酸酯聚氨酯

丙烯酸酯改性非异氰酸酯聚氨酯具有聚氨酯以及丙烯酸酯的双重的特点和优良特性,可以将丙烯酸甘油酯转化为碳酸酯,并且可以实现和丙烯酸的溶液或者是乳液的聚合,进而获得丙烯酸换碳酸酯的低聚物,形成非异氰酸酯聚氨酯。通过丙烯酸酯的改进作用,诗的材料的耐腐蚀与机械强度都产生不同程度的提高,可以在化工涂料中使用。

3碳酸二甲酯

碳酸二甲酯也是常用的一种材料,这种材料毒性较低且不具有腐蚀性,能够与各种的有机溶剂一起使用,是目前较为常用的环保型材料之一。通过甲醇以及二氧化碳可以直接合成碳酸二甲酯,能够在减少温室效应的情况下提高碳的使用率,能够实现环保的目的。目前绝大多数的碳酸二甲酯的制作方式都是采用甲醇和二氧化碳来制作,涉及到的主要的催化剂包括碱金属、有机的化合物和金属镁等。可以在温和的条件下利用碘作为催化剂,可以通过已补发来合成碳酸二甲酯;有机锡是有机锡化物的催化剂,通过催化引发以及其他等措施可以提高碳酸二甲酯的产量;金属镁可以和甲醇发生化学反应产生甲醇镁。然后将甲醇镁作为碳酸二甲酯生产的催化剂。还有一种生产方式直接使用金属镁作为催化剂,控制二氧化碳的超临界状态,可以生产出碳酸二甲酯。碳酸二甲酯具有较为特殊的结构,且较为环保,因而该性涂料在医药化学等领域得到十分广泛的应用。且随着我国在碳酸二甲酯生产领域中的技术进步,可以积极的推进绿色的碳酸二甲酯在化工涂料的使用。这种毒性低污染较低的化学材料,和化工涂料中的限制性挥发气体的排放具有相同的要求,目前碳酸二甲酯在各种各样的涂料中具有十分广泛的应用。

4水性漆的应用

目前市场中的涂料多为传统的化工涂料,而水性漆则是一种和传统化工涂料完全不同的的全新的环保型材料,是目前我国化工材料发展的趋势。在我国大力倡导低碳经济增长绿色发展的经济发展模式下,无疑对水性漆的推广应用和发展起到了积极的作用,在化工涂料发展的过程中,水性漆已经在国内市场上大量的普及和使用并迅速的占领了国内的市场,满足人们对涂料需求以及环保上的需求。随着水性漆产品生产技术的越来越成熟,很多企业都加入到水性漆生产的过程中来,为绿色涂料迅速占领我国的涂料市场实现涂料市场无污染有毒有害的涂料具有重要的作用。并且在人们生活质量要求逐渐变化的今天,结合水性漆的环保性更加好且经济实惠,水性漆的市场发展的前景一片大好。下面是国内某著名水性漆生产厂家的应用案例包括高端汽车上的应用,货车的应用,新能源大巴车的应用,自行车上的应用等如下图所示:

图2国内某水性漆在交通工具涂装中的应用

5新型化工涂料的前景

传统使用的聚氨酯,不仅抗冲击力较差韧性也不佳,非常容易老化,具有较强的抵抗紫外线的能力,环保性较差。但是新型的聚氨酯不仅具有较高的机械强度,且具有较好的外观,不仅耐各种化学的腐蚀且耐水耐磨,在较低的成本下就可以实现较好的装修效果。随着新型的聚氨酯材料的不断使用越来越多的人们认识并接受这种新型环保的材料,尤其是在化工涂料的制作过程中得到非常广泛的应用。目前化工涂料主要有两种形式,一种属于节能型的材料,这种材料会随着我国节能减排政策而广泛的推广,因而在化工材料中的使用会越来越多,有效的在促进节能减排的基础上提高经济效益;另外一种是对人体无害的材料,包括粉末高固以及水性涂料,这种涂料所挥发的对人体有害的物质非常少,可以完全忽略其影响,也会随着人们对居住环境意识的不断提高呈现出越来越好的发展趋势。新型节能型材料已经在实际中得到了应用如图3所示的隧道墙面所使用的蓄能发光涂料,比如在目前市内装修中所使用的无毒的液体墙纸涂料,如图4所示。

图 3蓄能发光涂料

图 4无毒液体墙纸

结语

因而总的来看,低碳化工涂料的发展前景较好,且在我国现行法律的约束下,会呈现出更好的发展态势。虽然低碳环保的化工涂料在一定程度上提高了企业的生产成本,在一定程度上影响了企业的利润;然而却推动了整个低碳环保涂料行业的发展。且在我国相关政策的支持下我国的低碳环保涂料定会发展越来越好。

参考文献

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[2] 刘准,袁纪贤,郭登峰,朱新宝,胥刚,孙洁.绿色环保溶剂在涂料工业中的应用与展望[J]. 中国涂料. 2011(09)

[3] 谭生,郭军红,崔锦峰,张鹏飞,孙宁宁,杨保平.抗菌涂料的研究现状及发展趋势[J]. 中国涂料. 2011(02)

论文作者:车永杭

论文发表刊物:《基层建设》2016年14期

论文发表时间:2017/2/23

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