涂料工业的进展:绿色涂料论文_张立欣1,范晓鹏2

涂料工业的进展:绿色涂料论文_张立欣1,范晓鹏2

青岛黄海学院 山东青岛 266427

摘要:涂料作为一种快捷方便的装饰材料,已进入人们的家庭。当今,现代生活观念和消费观念悄然发生变化。环保意识日益巩固,对新涂料的需求也在不断增加。因为有传统溶剂涂料生产中排放的大量挥发性有机物(VOC),环境污染和对人体健康的危害,各国对挥发性有机物的限制越来越严格。

关键词:涂料;进展;绿色

引言:随着人类文明的发展,涂料已经经历了几千年的历史,它美化、保护和改善了我们的生活。可以说,没有油漆的人的生活将会黯然失色。1997年,世界油漆总产量达到2500万吨,年增长率约为3%。中国涂料的总产量为170万吨,年均保持在6%以上。

一、涂料对环境的污染

涂料通常由薄膜树脂、颜料、溶剂和添加剂组成。溶剂和助剂通常含有挥发性有机化合物(VOC),其中挥发到空气中,造成空气污染。溶剂涂料通常超过40%的涂料质量。使用时,加入一些流量调节粘度,将有机溶剂释放到空气中。此外,在油漆生产过程中,大量的挥发性有机化合物被释放到空气中,如树脂整理、溶剂损耗、挥发性溶剂、低分子量,以及大量用于油漆的有机溶剂。人类的生态环境将受到严重威胁。经过我们的生活水平逐渐增强,家庭装修的不同程度也成为时尚。大量的油漆必须用于装饰。室内空气污染正变得越来越严重。特别是室内挥发性有机化合物的连续释放会引起建筑的复杂症状,其对健康的影响引起人们的关注。

二、对应于环境保护的涂料——绿色涂料

传统的涂料对环境和人体健康。通常所说的“环保涂料”,即节能、低污染的水性涂料、粉末涂料、高固含量的涂料和无溶剂涂料辐射固化涂料。1970年之前,几乎所有的溶剂,由于高价格,以减少挥发性有机化合物的排放量,和有机溶剂含量的涂料不含有机溶剂,非常大的发展。现在,越来越多的绿色油漆被使用。

1 水性涂料

二十世纪六十年代,水性涂料是初发展的一种新型涂料。根据树脂种类,可分为A型、胶体分散和稀释水或乳化液三大类。重要品种有环氧水自干漆、醋酸乙烯涂料、醇酸氨基烘干漆的水性聚氨酯涂料,氟硅丙乳液涂料,如丙烯酸高级等。溶剂型涂料比拟,成本低,施工方便,不污染环境,不光是有利于消除在生产建设中溶剂型涂料。由于溶剂挥发造成的损伤,也降低了有害有机溶剂对人体的影响。水性涂料是建筑涂料未来产品的重要组成部分。在汽车和木制家具也有很好的应用前景。欧洲、日本、美国等发达国家都十分重视水性涂料的施工和应用。德国的水基涂料占建筑涂料总量的93%,而该国最慢的发展中国家建筑涂料中有47%是基于水的。直至上世纪末,水性涂料的产量占全球涂料生产总量的30%左右,基本上与溶剂涂料肖似。据估计,到2020年底,水性涂料将占世界涂料市场的50%。

2 高固体份涂料

高固体分涂料暂时还比较模糊,所谓的高固体分涂料固含量一般为60 ~80 %。但可以减少挥发性有机化合物的排放,高固含量涂料具有以下优点:施工设备,如传统的涂料制造,而不需要投资新的设备,低分子量、低粘度、高固含量涂料润湿性好、平整和完全的好,不容易产生缩松等缺陷;由于高固含量、高固含量大于75%,固体含量的建设更是超过了60%,所以该涂料在节能的同时,节省劳动力,节约能源,减少环境污染。从总体来看,高固体分涂料不算是绿色涂料。高固含量涂料正朝着固体方向发展。我认为水性高固含量涂料也是很有发展前途的。

3 粉末涂料

粉末涂料是发展最快的一种涂料。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆粉末涂料是一种绝对的零VOC涂料,具有独特的理论,可能是一个主要的发展方向,完全放弃涂料挥发性有机化合物,但也存在一些缺点,如成本高、镀层高温烘烤固化,涂料涂装设备需要特殊的手段,涂料的外观比溶剂型涂料,涂膜厚度太厚,画的时候不是很方便。为了提高工业涂料的比例,粉末涂料将朝着低温固化、薄膜化、功能化和专业化的方向发展。与传统的溶剂的水性涂料,粉末涂料不含有大量水或有机溶剂,固体粉末的生产和使用的形式。虽然粉末涂料有很多优点,但也有一些缺点:粉末涂料的生产和喷涂需要特殊的设备,这增加了生产成本。热固性粉末涂料的固化温度一般高于180℃,金属和其他耐热基材,可以用木头做的塑料合金其他热敏感基板上;在熔体热固性粉末涂料的早期有一些重叠,所以涂料有缺陷,如缩孔和橙皮。高温固化温度阻碍了粉末涂料的进一步发展。粉末涂料是发展快速固化,粉末涂料稀释,功能专业化的艺术。解决这个问题的主要方法,并采用合成树脂的热处理新技术。此外,新开发的涂料粉末涂装设备的发展也起着重要的作用。

4 辐射固化涂料

辐射固化涂料是一种采用辐射固化技术的环保型节能涂料。根据辐射源的不同,可分为电子束(EB)固化涂料和紫光(UV)固化涂料。交联固化涂料涉及光的几乎所有组份的聚合,并且作为交联网络结构的一部分,可以认为100%个固体涂料层具有固化速率快(如此高的产效率)和更少的污染、节能环保、产品性能优良等优点,是一种绿色环保涂料。紫外光固化涂料约占总产量的90%。辐射固化涂料固化速度快,生产效率提高,特别是在生产线上。此外,紫光固化液体涂料发展迅速,挥发性有机化合物低,固化温度低,并能涂覆热敏性基材。辐射固化涂料的发展方向是水和电子束固化。紫外光固化涂料约占总产量的90%。辐射固化涂料的最突出的特点是处理速度快,处理时间从几小时到几秒钟,生产效率的提高在很大程度上,特别是在生产线。与此同时,紫外线固化涂料,液体的低挥发性有机化合物的快速低温固化涂料,热敏材料。辐射固化涂料的发展是以水和固体为基础的。进一步拓展应用市场。

三、未来新型涂料——会呼吸的涂料

项目的初级研究阶段,进行了资料的搜集,基于对涂料的认识,分析、提出问题。会呼吸的涂料是受胶水的启发的。胶水在我们生活中的作用及其应用非常广泛,胶水的性质是什么?即粘接。胶水它不是独立存在的,必须涂在二个物体之间才能发挥粘接作用。胶水中的化学成分,在水性环境里,胶水中的高分子体(白胶中的醋酸乙烯是石油衍生物的一种)都是呈圆形粒子。一般粒子的半径是在0.5~5μm之间,物体与物体之间的粘接,就是靠胶水中的高分子体间的拉力作用来实现的。在胶水中,水就是中高分子体的载体,水载着高分子体慢慢地浸入到物体的组织内。当胶水中的水分消失时,胶水的聚合物取决于两个物体之间的张力,并将它们紧密的结合在一起。在使用胶水时,过多的胶水会使聚合物中的胶水挤在一起,聚合物之间没有良好的拉力。聚合物体之间的相互作用是相互拥挤的,从而形成了最强的引力。同时,聚合物体间的水分不易蒸发。这就是为什么结合膜越厚,结合过程中的胶的粘和效果越差。胶水用量过多,胶水对于“灌装”而不是粘连。物体之间的粘接不是胶粘剂的粘合力,而是胶粘剂的内聚力。

四、结论

(1)新型绿色环保粉末涂料的不断开发。目前,汽车工业发展迅速,汽车粉末涂料具有很大的发展潜力。因此,为满足汽车工业的生产需要,开发新型的优质粉末涂料是十分必要的。

(2)研发新型积极涂料迫在眉睫,会呼吸的涂料作为一种新型想法,可供借鉴与完善。

参考文献:

[1].全球绿色环保涂料市场稳步发展技术创新是关键[J].建材发展导向,2017,15(04):105-106.

[2].构建绿色制造体系时不我待[J].中国涂料,2017,32(02):77.

[3].2016年中国涂料行业经济运行情况及未来走势分析[J].中国涂料,2017,32(03):9-26.

论文作者:张立欣1,范晓鹏2

论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期

论文发表时间:2018/9/18

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