第一篇：環(huán)保涂料發(fā)展前景分析

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人們生活水準(zhǔn)的提高，綠色化學(xué)產(chǎn)業(yè)逐步滲透我們?nèi)粘?生活的方方面面。環(huán)保涂料對(duì)于改善人類的生存環(huán)境和身體健康，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。本文科溫士簡(jiǎn)要介紹了環(huán)保涂料的現(xiàn)狀，特性，發(fā)展前景等。

隨著人類生產(chǎn)的發(fā)展，科技的進(jìn)步和人們的生活水平的提高，純粹以天然物質(zhì)為基礎(chǔ)的涂料已不能滿足需要，因而出現(xiàn)了人工合成樹脂為基礎(chǔ)的合成涂料，滿足了現(xiàn)代工業(yè)等高科技發(fā)展的各種需要，美化了人類生活。

合成涂料的出現(xiàn)，使涂料的用途更加廣泛，性能更加完美。未來世界的發(fā)展趨勢(shì)要求涂料的種類更多，量更多更廣。但是，大部分合成涂料一般都含有大量有機(jī)溶劑和有一定毒性的顏料、填料與分子助劑，在生產(chǎn)與使用中產(chǎn)生“三廢”，造成對(duì)環(huán)境的污染，影響了人類健康。因此，為減少污染，提高涂料性能，綠色涂料的應(yīng)用和發(fā)展研究成為當(dāng)前涂料研究業(yè)的主要課題。科溫士環(huán)保涂料是指對(duì)生態(tài)環(huán)境不造成危害，對(duì)人類健康不產(chǎn)生負(fù)面影響的涂料，主要是指節(jié)能、低污染的水性涂料、粉末涂料、高固體含量涂料（或稱無溶劑涂料）和輻射固化涂料等。

隨著生活水平的提高，我們?cè)谧≌ㄔO(shè)過程中對(duì)材料的要求也愈來愈高。而傳統(tǒng)涂料往往對(duì)人體有害又污染環(huán)境，已經(jīng)難以滿足人們對(duì)高品質(zhì)生活的追求，現(xiàn)在人們不僅要求涂料美觀耐用，同時(shí)更關(guān)注的是有無毒害，對(duì)人體的健康及環(huán)境的影響。

而且傳統(tǒng)涂料總有機(jī)揮發(fā)量（VOC）對(duì)我們的環(huán)境、社會(huì)和人類自身構(gòu)成直接的危害，是現(xiàn)代社會(huì)中的第二大污染源。因此，涂料對(duì)環(huán)境的污染問題越來越受到重視，而環(huán)保涂料由此應(yīng)運(yùn)而生。

1、環(huán)保涂料與傳統(tǒng)涂料的區(qū)別

第一個(gè)層次是涂料總有機(jī)揮發(fā)量（VOC），有機(jī)揮發(fā)物對(duì)我們的環(huán)境我們的社會(huì)和人類自身構(gòu)成直接的危害。涂料是現(xiàn)代社會(huì)中的第二大污染源。第一污染源是交通運(yùn)輸業(yè)帶來的，比如汽車尾氣、油品滲透等。因此，涂料對(duì)環(huán)境的污染問題越來越受到重視。自此以后，國外對(duì)涂料中溶劑的用量的限定也愈來愈嚴(yán)格。開始只對(duì)一些可發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)的溶劑實(shí)施限制，但后來發(fā)現(xiàn)幾乎所有的溶劑都能發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)（除了水、丙酮等以外）。我們應(yīng)該盡量減少這些溶劑的用量。

第二個(gè)層次是溶劑的毒性，亦即那些和人體接觸或吸入后可導(dǎo)致疾病的溶劑。大家熟知的苯、甲醇便是有毒的溶劑。乙二醇的醚類曾是一類水性涂料常用的溶劑，在20世紀(jì)70年代，它作為無毒溶劑而被大量的使用；但在20世紀(jì)80年代初發(fā)現(xiàn)乙二醇醚是一類劇毒的溶劑，那時(shí)，實(shí)驗(yàn)室的此類溶劑都被沒收，嚴(yán)禁使用。例如，聚乙烯吡咯烷酮是一類人造血漿，制備它的單體乙烯基吡咯烷酮曾被認(rèn)為是一種無毒的化學(xué)品，80年代末曾被介紹給光固化涂料界，被認(rèn)為是一種具有高稀釋效率、高聚合速度的活性單體，而且用它作為活性稀釋劑所得漆膜性能優(yōu)異。但是不久就發(fā)現(xiàn)它是一種致癌物，因此被禁止使用。有毒的溶劑對(duì)生產(chǎn)和施工人員都會(huì)造成直接危害。

第三個(gè)層次是對(duì)用戶安全問題：一般說來涂料干燥以后，它的溶劑基本上可以揮發(fā)掉，但這要有一個(gè)過程，特別是室溫固化的涂料，有的溶劑揮發(fā)得很慢，這些溶劑的量雖然不大，但由于用戶長(zhǎng)時(shí)間的接觸，溶劑若有毒，也會(huì)造成對(duì)人體健康的傷害，因此在制備時(shí)一定要限制有毒溶劑的使用。

2、環(huán)保涂料的現(xiàn)狀

隨著哥本哈根世界氣候大會(huì)的召開，人們認(rèn)識(shí)到環(huán)境污染問題已經(jīng)影響到整個(gè)地球，威脅到了全體人類的生存。綠色環(huán)保是對(duì)涂料“健康、環(huán)保、安全”屬性的評(píng)價(jià)，包括對(duì)生產(chǎn)原料、生產(chǎn)過程、施工過程、使用過程和廢棄物處置五大環(huán)節(jié)的分項(xiàng)評(píng)價(jià)和綜合評(píng)價(jià)。

目前，世界各國對(duì)環(huán)保型綠色涂料的開發(fā)都在加強(qiáng)，有資料顯示，在發(fā)達(dá)國家，綠色環(huán)保裝飾材料的利用率在80%—90%，而我國僅占12%。市場(chǎng)上許多打有“綠色、環(huán)?！钡难b飾材料，價(jià)格要比普通的材料貴2—5倍，由此可見，環(huán)保涂料存在著巨大的市場(chǎng)需求。世界各國環(huán)保型綠色涂料的開發(fā)及應(yīng)用成強(qiáng)勁上升趨勢(shì)，環(huán)保涂料的發(fā)展速度飛快，已經(jīng)占到世界涂料總產(chǎn)量的30%。在涂料工業(yè)的三個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中，環(huán)保涂料在最大的兩個(gè)領(lǐng)域中占有相當(dāng)?shù)谋壤１热缭诮ㄖ苛项I(lǐng)域中，環(huán)保涂料在工業(yè)發(fā)達(dá)國家中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

隨著人們對(duì)自身健康和環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，人們對(duì)環(huán)保涂料的消費(fèi)需求也日趨強(qiáng)烈，為此國家于2010年12月10日批準(zhǔn)發(fā)布了《室內(nèi)裝飾裝修材料有害物質(zhì)限量》等10項(xiàng)強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)，這些強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)無疑將推進(jìn)環(huán)保涂料成為涂料工業(yè)開發(fā)的主流，同時(shí)環(huán)保涂料也將成為涂料生產(chǎn)企業(yè)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容之一。

隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高，環(huán)保型綠色涂料產(chǎn)品以其無污染性安全等特點(diǎn)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的污染嚴(yán)重的溶劑型涂料已成為整個(gè)社會(huì)的共識(shí)。水性涂料以水為溶劑，使成膜物質(zhì)均勻分散在水中，又稱作水基涂料或乳膠涂料。它因具有來源廣、易于凈化、成本低、黏度低、良好的涂布使用和無毒性、無刺激、不燃性等特點(diǎn)，而成為“環(huán)境友好涂料”的主要發(fā)展方向。水性涂料主要類型有水性環(huán)氧樹脂涂料、水性聚氨酯涂料、水性光固化涂料等。它們已其優(yōu)異的性能廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、電器、儀表等各行各業(yè)。

第二篇：環(huán)保涂料

什么是環(huán)保涂料

環(huán)保涂料是指涂料產(chǎn)品的性能指標(biāo)，安全指標(biāo)在符合各自產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的前提下。符合國家環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品提出的技術(shù)要求的涂料產(chǎn)品；稱為環(huán)保涂料的涂料產(chǎn)品亦稱為綠色產(chǎn)品。

編輯本段涂料中主要的有毒物質(zhì)

VOC、揮發(fā)性有機(jī)物、它是VotatileorganicCompound三個(gè)詞第一個(gè)字母的縮寫，但有時(shí)也用總揮發(fā)性有機(jī)物TVOC來表示。

TVOC是空氣中三種有機(jī)污染物（多環(huán)芳烴、揮發(fā)性有機(jī)物和醛類化合物）中影響較為嚴(yán)重的一種。VOC是指室溫下飽和蒸氣壓超過了133．32pa的有機(jī)物。其沸點(diǎn)在50℃至250℃，在常溫下可以蒸發(fā)的形式存在于空氣中，它的毒性，刺激性，致癌性和特殊的氣味性。會(huì)影響皮膚和黏膜，對(duì)人體產(chǎn)生急性損害。

主要成分 VOC的主要成分有：烴類、鹵代烴、氧烴和氮烴，它包括：苯系物、有機(jī)氯化物、氟里昂系列、有機(jī)酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化合物等。在室內(nèi)裝飾過程中，VOC主要來自油漆、涂料和膠粘劑。一般油漆中VOC含量在0．4至1．0mg?m3。由于VOC具有強(qiáng)揮發(fā)性，一般情況下，油漆施工后的10小時(shí)內(nèi)，可揮發(fā)出90％，而溶劑中的VOC則在油漆風(fēng)干過程中只釋放總量的25％。

編輯本段環(huán)保涂料的標(biāo)準(zhǔn)

國家《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求水性涂料》對(duì)環(huán)保型涂料的基本要求分別是：

水性木器漆理化性能應(yīng)滿足

產(chǎn)品中不得加入苯、甲苯、二甲苯、乙苯、鹵代烴、甲醛及甲醛的聚合物以及重金屬鉛、鎘、鉻、汞的化合物，其中雜質(zhì)帶入的有害物限量達(dá)到以下要求：

有害物類別 限值，mg/kg

苯、甲苯、二甲苯、乙苯 500

鹵代烴 500

甲醛及甲醛聚合物 100

重金屬 汞 60

鉛 90

鎘 75

鉻 60

水性聚氨酯涂料固化劑中游離TDI單體含量不得大于5000mg/kg；

產(chǎn)品種類 TVOC限值，g/L，如下：

內(nèi)墻涂料 100

外墻涂料 200

水性木器漆、水性防腐涂料、水性防水涂料等產(chǎn)品 250 編輯本段環(huán)保涂料的選購

“天然”，“環(huán)?！笔峭苛袭a(chǎn)品經(jīng)常打出的大旗，而voc含量的多少則是部分企業(yè)吸引顧客的招牌。在內(nèi)墻環(huán)保涂料乳膠漆標(biāo)準(zhǔn)里，voc含量每升限量是不超過200克。而現(xiàn)在不少產(chǎn)品干脆打出零voc的旗號(hào)。

目前環(huán)保涂料行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)的確是零voc、無味的健康涂料，但受限于環(huán)保涂料技術(shù)難題等因素，市面上幾乎沒有真正零voc的環(huán)保涂料。以乳膠漆為例，成膜助劑和防凍劑等助劑是涂料中voc的主要來源，一些涂料通過減少它們的用量，達(dá)到降低voc的目的，但是性能卻會(huì)降低。

如果一味地追求低環(huán)保指標(biāo)，涂料生產(chǎn)出來后，很可能會(huì)出現(xiàn)掉粉、起泡、開裂、耐擦洗性低的情況。所以基礎(chǔ)功能不能忽視。

對(duì)于如何選擇環(huán)保涂料，消費(fèi)者除了看環(huán)保涂料的環(huán)保性能以外，也應(yīng)關(guān)注物理性能。不妨看看環(huán)保涂料的檢測(cè)報(bào)告，比如對(duì)比率、耐堿性、施工性這些基礎(chǔ)功能，對(duì)消費(fèi)者都很重要。對(duì)比率是涂料的遮蓋能力；耐堿性是指涂料的防堿能力，如果環(huán)保涂料的耐堿性不強(qiáng)，環(huán)保涂料很容易在一段時(shí)間后泛黃。消費(fèi)者可以根據(jù)自己的實(shí)際情況各取所需。

編輯本段如何鑒別環(huán)保涂料

1、購買涂料盡量選擇正規(guī)的專賣店或者建材超市、零售店，選擇專業(yè)知名的環(huán)保涂料品牌，比如多樂士、立邦、堡獅龍涂料等。真正的綠色環(huán)保涂料必須帶有中國環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證委員會(huì)頒發(fā)的“十環(huán)”標(biāo)志，而且最好是入選國家政府采購清單，即，2008年7月3日國家財(cái)政部、環(huán)境保護(hù)部聯(lián)合下發(fā)《財(cái)政部環(huán)境保護(hù)部關(guān)于調(diào)整環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品政府采購清單的通知財(cái)庫[2008]50號(hào)》，正式公布了《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品政府采購清單》，多樂士、堡獅龍涂料等產(chǎn)品進(jìn)入政府采購清單，詳細(xì)信息可登陸國家境保護(hù)部等網(wǎng)站查詢，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)HJ/T201-2005，查詢標(biāo)號(hào)CEC-EL-002-132。

2、看涂料表面。優(yōu)質(zhì)的多彩涂料其保護(hù)膠水溶液層呈無色或微黃色，且較清晰，表面通常是沒有漂浮物的；如果有漂浮物，則需謹(jǐn)慎購買。

3、聞氣味，非環(huán)保型的涂料由于VOC、甲醛等有害物質(zhì)超標(biāo)，大多有刺激性氣味，聞一聞涂料中是否有刺鼻的氣味，有毒的涂料不一定有味兒，但有異味兒的涂料一定有問題，則消費(fèi)者需要謹(jǐn)慎購買。當(dāng)然也不要購買聞起來很香的產(chǎn)品，一般來說這類涂料都添加了香精，而添加劑本身就是一種化工產(chǎn)品，很難保證環(huán)保。

4、看分層，如果可能的話，請(qǐng)銷售商打開涂料桶，親自檢測(cè)一下。如果涂料出現(xiàn)嚴(yán)重的分層，說明質(zhì)量較差；用棍子輕輕攪動(dòng)，抬起后，涂料在棍子上停留時(shí)間較長(zhǎng)，覆蓋均勻，則說明質(zhì)量較好；用手輕捻，越細(xì)膩越好。沒有問題的涂料經(jīng)銷商，多采用開蓋銷售的方法，讓消費(fèi)者直觀涂料的環(huán)保性。

5、看檢驗(yàn)報(bào)告：仔細(xì)查看產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告，不要忘了查看產(chǎn)品檢測(cè)報(bào)告中的VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物)，TDI等的含量，環(huán)保性能究竟如何還是需要科學(xué)數(shù)據(jù)來說話?！碧貏e提醒很多涂料廠家為了魚目混珠，往往幾個(gè)甚至幾十個(gè)型號(hào)的產(chǎn)品用一份檢測(cè)報(bào)告，這樣其實(shí)是變相欺騙消費(fèi)者。真正的檢驗(yàn)報(bào)告應(yīng)該是一個(gè)型號(hào)產(chǎn)品對(duì)應(yīng)一份檢驗(yàn)報(bào)告，并在檢驗(yàn)報(bào)告中清楚表明VOCTDI等的含量。而且檢驗(yàn)報(bào)告一定要是國家級(jí)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)出具的的才為有效。就像堡獅龍涂料那樣，全型號(hào)擁有國家級(jí)檢測(cè)報(bào)告的才能算是真正的經(jīng)得起考驗(yàn)。編輯本段其他防治措施

防止VOC的傷害，主要從源頭抓起，杜絕非環(huán)保建材；其次，常通風(fēng)換氣，甚至加熱烘烤，使VOC釋放加快；第三，必要時(shí)安裝有活性炭的空氣凈化器；第四，裝修后最好經(jīng)檢測(cè)確認(rèn)VOC不超標(biāo)，并通風(fēng)一個(gè)月后入住；第五，擺放些能吸收有害物質(zhì)的花卉，例如吊蘭、蘆薈、虎尾蘭、常青藤和天門冬等。另外，在客廳或庭院可擺放月季、杜鵑、郁金香、百合和猩猩木等，它們可吸收大量VOC，但它們不宜放在臥室內(nèi)，因?yàn)樗鼈冇辛硪恍┴?fù)面因素。

編輯本段中國涂料行業(yè)的發(fā)展

近年來，中國涂料行業(yè)在高速成長(zhǎng)的房地產(chǎn)、汽車、船舶、等下游行業(yè)的推動(dòng)下，以高于GDP5%-10％的速度增長(zhǎng)，成為世界涂料生產(chǎn)和消費(fèi)第二大國。

總體上2008年我國涂料行業(yè)整體經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量有較大提高，市場(chǎng)不斷向大企業(yè)，品牌企業(yè)集中，行業(yè)盈利能力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力增強(qiáng)，整體上呈現(xiàn)良性發(fā)展態(tài)勢(shì)。

金融危機(jī)已經(jīng)影響到我國的實(shí)體經(jīng)濟(jì)。從2008年下半年開始，涂料行業(yè)出現(xiàn)的上下游需求減少，減產(chǎn)縮產(chǎn)的不良態(tài)勢(shì)正逐步蔓延。涂料廠商紛紛感受到了嚴(yán)峻的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)所帶來的生存危機(jī)。面對(duì)困難的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，我國政府已經(jīng)連續(xù)出臺(tái)了一系列的支持政策，為拉動(dòng)內(nèi)需、保證經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)運(yùn)行提供了有力保障。從已公布的政府投資計(jì)劃來看，與涂料行業(yè)相關(guān)的機(jī)會(huì)主要集在交通運(yùn)輸?shù)然A(chǔ)設(shè)施建設(shè)、西部電信電網(wǎng)建設(shè)、四川災(zāi)區(qū)的災(zāi)后重建以及城鄉(xiāng)保障性住房建設(shè)等方面。這些無疑為身處“寒冬”的涂料企業(yè)帶來了發(fā)展的希望。

進(jìn)入2009年后，中國涂料行業(yè)面臨四大發(fā)展良機(jī)：農(nóng)村市場(chǎng)，汽車涂料，家電涂料，世博會(huì)和亞運(yùn)會(huì)，老房翻新、因而，近期內(nèi)涂料行業(yè)增長(zhǎng)空間廣闊。

十大環(huán)保涂料

2011年官方最新排名：

多樂士Dulux(英國ICI集團(tuán)世界品牌,中國一線品牌，涂料十大品牌)2

立邦漆Nippon(中國馳名商標(biāo),日本品牌,涂料油漆十大品牌)3

華潤(rùn)Huarun(中國馳名商標(biāo),中國名牌,一線牌子,十大油漆品牌)4

嘉寶莉Carpoly(中國馳名商標(biāo),中國名牌,一線牌子,油漆十大品牌)5

三棵樹Skshu(中國馳名商標(biāo),中國名牌,十大油漆品牌)

紫荊花Bauhinia(始于1982年的香港,中國名牌,十大品牌油漆涂料)7

山楂樹綠色養(yǎng)生漆SAS(中國名牌油漆,中國十大健康漆品牌)8 大寶漆Taiho(十大品牌油漆涂料,廣東名牌,廣東省著名商標(biāo))9 吉祥六福LIUFU(香港名牌、中國十大油漆品牌）美涂士Maydos(十大品牌油漆,廣東省著名商標(biāo),中國環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品)

第三篇：環(huán)保隔音涂料

環(huán)保隔音涂料RLHY-

51RLHY-51型環(huán)保隔音涂料里的主要隔音原料為納米多層結(jié)構(gòu)材料，將相關(guān)環(huán)保水性涂料分子材料夾在中間。整個(gè)中間膜均勻地分布了具有隔音效果的微粒子，通過減少透射的聲波能量,從而起到吸音隔音的作用。

隔音涂料里同時(shí)還有部分吸音納米材料，吸音納米材料表面充滿了直徑為 1um左右的小孔,小孔由表面向中心深入,孔的容積占顆粒面積50%左右,因此具有良好的吸附性能,且對(duì)目的物有緩釋作用。

由吸音原理可知，當(dāng)聲波入射到多孔涂飾表面時(shí)，進(jìn)入孔隙內(nèi)部，引起孔隙內(nèi)部的空氣振動(dòng)，由于摩擦、空氣粘滯阻力和涂層內(nèi)部的熱傳導(dǎo)作用，使相當(dāng)一部分聲能轉(zhuǎn)化成熱能，從而使聲波衰減，反射聲減弱而達(dá)到吸聲的目的。簡(jiǎn)單說就是聲能在不同介質(zhì)的傳播過程中能量的轉(zhuǎn)化，聲能轉(zhuǎn)化成其他能消耗掉。

聲音的傳遞就是靠著空氣分子與分子之間的推動(dòng)而達(dá)到的，另一方面聲音的頻率與聲源振蕩的速率有直接的關(guān)系，噪音就是因?yàn)槁曇舻念l率呈現(xiàn)不規(guī)折的變化，使聽覺接受到的振動(dòng)很亂，所以大腦會(huì)很疲倦且很排斥，進(jìn)而使聽的人感到不順不悅耳。

另外，如果聲音的壓力增加一倍時(shí)，它的聲音強(qiáng)度(以分貝表示的聲級(jí))便增加6分貝。實(shí)踐證明：室內(nèi)墻身和天花輥涂RLHY-51型環(huán)保隔音涂料，隔音和吸聲降噪效果非常好。隔音涂料受到全球用戶一致好評(píng)。

隔音涂料產(chǎn)品特性：隔音涂料適用于室內(nèi)外建筑物等的表面：一般住宅小區(qū)、路邊住宅、隧道、道路隔音屏障、別墅、高檔住宅、酒店、、學(xué)校、體育館、音樂廳、歌劇院、工廠等。具有吸音性能強(qiáng)大，并有效地減少和緩解噪音，效果極佳。色彩豐富亮麗、流平性能卓越，涂刷簡(jiǎn)便，具有極佳的附著力，優(yōu)良的保色性及抗老化性，防霉抗藻、抗堿、抗紫外線輻射等諸多功能。

施工方法：刷涂、輥涂、噴涂。施工溫度：≥5℃。

涂刷面積：1平方米/2公斤（2遍）（干膜厚度約2毫米）

粒徑：≤25（微米）；表干（25℃）<2小時(shí)；實(shí)干24小時(shí)以上。顏色：基礎(chǔ)色白色、黑色；耐擦洗次數(shù)：大于3000次

施工工藝：刮涂膩?zhàn)佣?--隔音涂料二遍。

儲(chǔ)存：在陰涼、通風(fēng)、干燥處，溫度為5-25度范圍內(nèi)貯存。嚴(yán)防霜凍。安全性能：符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB18582-2001室內(nèi)裝飾裝材料安全標(biāo)準(zhǔn)。聲學(xué)要求：符合GBJ47-1983 和 GB/T 16731-1997國家標(biāo)準(zhǔn) 符合GB/T20247-2006/ISO 354：2003國家標(biāo)準(zhǔn)

聯(lián)系人：張冬梅

第四篇：環(huán)保涂料

材料結(jié)構(gòu)與性能結(jié)課論文2

材料科學(xué)與工程學(xué)院 2015年12月21日

環(huán)保涂料概述

摘 要：涂料在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著重要的作用，是現(xiàn)代社會(huì)不可缺少的。但是，全世界每年從涂料中揮發(fā)出來排放到大氣中的揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)有1000萬噸，是大氣污染主要來源。隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高，限制VOC排放的相關(guān)法規(guī)的出臺(tái)，環(huán)保型的綠色涂料產(chǎn)品以其無污染性、安全等特點(diǎn)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的污染嚴(yán)重的溶劑型涂料已成為整個(gè)社會(huì)的共識(shí)[1]。綠色環(huán)保涂料是指對(duì)生態(tài)環(huán)境不造成危害，對(duì)人類健康不產(chǎn)生負(fù)面影響的涂料，也有人稱之為“環(huán)境友好涂料”。它必須是不含有害的有機(jī)揮發(fā)物和重金屬鹽的涂料。在開發(fā)綠色環(huán)保產(chǎn)品上，國內(nèi)外學(xué)者都集中在以下幾個(gè)方面的研究：(1)水性涂料；(2)粉末涂料；(3)高固體份涂料，并取得了一定的成效[2]。文本主要介紹了了以上三種綠色環(huán)保涂料的特點(diǎn)、主要制備方法和應(yīng)用。

關(guān)鍵字：環(huán)保涂料；制備方法；環(huán)保效果 1.水性涂料

水性涂料以水為溶劑，使成膜物質(zhì)均勻分散在水中，又稱作水基涂料或者乳膠涂料。它因具有來源廣、易于凈化、低成本、低粘度、良好的涂布適應(yīng)和無毒性、無刺激、不燃性等特點(diǎn)，而成為“環(huán)境友好涂料”的主要發(fā)展方向。

制備水性涂料的關(guān)鍵是在高分子化合物的分子上引入親水性基團(tuán)，獲得水溶性樹脂，主要有以下幾種方法：

(1)成鹽法：通過反應(yīng)將聚合物主鏈轉(zhuǎn)變成陽離子或陰離子。如帶羧基的聚合物與胺類中和成鹽(如陽極電沉積樹脂)帶氨基的聚合物以羧酸類中和成鹽(如陰極電沉積樹脂)。此種方法在工業(yè)上應(yīng)用最廣泛。

(2)在聚合物中引入非離子集團(tuán)，如在聚合物主鏈或側(cè)鏈上引入羥基。

(3)將聚合物轉(zhuǎn)變成兩性離子中間體。水性涂料最常見的三大類是水性環(huán)氧樹脂涂料、聚氨脂涂料和水性紫外光固化涂料(UVCC)。1.1 水性環(huán)氧樹脂涂料

水性環(huán)氧涂料是以水作為主要分散介質(zhì)的環(huán)氧涂料。通常只有在基料中或固化劑中引入羧基、羥基、氨基、醚鍵和酰氨基等親水基團(tuán)，才能獲得水性環(huán)氧涂料。它既具有溶劑型環(huán)氧涂料良好的耐化學(xué)品性、附著性、物理機(jī)械性、電氣絕緣性，又有低污染、施工簡(jiǎn)便、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，所以迅速發(fā)展到各行各業(yè)。

國內(nèi)外大部分學(xué)者對(duì)水性環(huán)氧樹脂涂料的研究集中在環(huán)氧樹脂體系的改性方面，即把溶劑型的環(huán)氧樹脂改變成水性環(huán)氧樹脂?，F(xiàn)在比較成熟的環(huán)氧樹脂水性化方法有：(1)直接法(機(jī)械法)，用球磨機(jī)、膠體磨等將環(huán)氧樹脂磨碎，然后加入乳化劑水溶液，再通過機(jī)械攪拌將粒子分散于水中；(2)相反轉(zhuǎn)法，通過相反轉(zhuǎn)將聚合物從油包水狀態(tài)轉(zhuǎn)變成水包油狀態(tài)；(3)自乳化法(化學(xué)法)，將極性基團(tuán)引入環(huán)氧樹脂分子骨架中，使其具有親水性，從而可在水中分散。在這些方法中，前兩種方法工藝簡(jiǎn)單，但是所得乳液的粒徑較大，分布較寬。而自乳化法制備的乳液粒徑為納米級(jí)，更利于涂裝。從這個(gè)意義上來說化學(xué)法雖然制備步驟多、成本高，但在某些方面具有實(shí)際意義[3]。其原理是：在環(huán)氧樹脂主鏈上引入強(qiáng)親水性基團(tuán)(環(huán)氧基為三元環(huán)，張力大，C、O電負(fù)性的不同使該三元環(huán)具有極性，容易受到親核試劑或親電試劑的進(jìn)攻而發(fā)生開環(huán)反應(yīng))，使環(huán)氧樹脂不用外加乳化劑即能分散于水中。根據(jù)引入極性基團(tuán)的類型和方式不同，又可以分為陰離子法、陽離子法、非離子法、接枝法和開環(huán)接枝型五種，而陰離子法又分為酯化型和醚化型兩種類型。環(huán)氧樹脂的水性化方法是很多的，而經(jīng)過適當(dāng)?shù)暮铣陕肪€制成的水性環(huán)氧樹脂在附著力、耐化學(xué)品性、硬度、抗腐蝕性等方面都具有與溶劑型環(huán)氧涂料相當(dāng)?shù)男阅?，并有效地降低了VOC含量。

水性環(huán)氧樹脂涂料以其優(yōu)異的性能廣泛地應(yīng)用于下面幾個(gè)方面：(1)用作電氣、儀表及車輛用水溶性電泳涂料；(2)用作食品罐頭、貯油罐、蓄水箱及船艙等內(nèi)壁涂料；(3)建筑物外墻涂料；(4)與混凝土復(fù)合成高檔鋪路材料；(5)用于機(jī)場(chǎng)、公路、停車場(chǎng)、工業(yè)地坪、隧道及操作臺(tái)面等；(6)船甲板等防滑涂料。在最近的國際涂料標(biāo)準(zhǔn)中，水性環(huán)氧涂料亦被列入重防腐涂料范疇。隨著新工藝和新技術(shù)的不斷發(fā)展，我國大規(guī)模應(yīng)用水溶性環(huán)氧樹脂涂料也為時(shí)不遠(yuǎn)了。1.2 水性聚氨酯涂料

水性聚氨酯(PU)是聚氨酯溶解或分散于水中形成的二元膠態(tài)體系。按使用形式來分類，它有單組分和雙組分之分。水性PU是以水代替?zhèn)鹘y(tǒng)聚氨酯中的有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)發(fā)展起來的高分子材料，可調(diào)配成不含或僅含少許有機(jī)溶劑的涂料，這些涂料不僅具有無毒、安全可靠、易操作等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還具有溶劑型聚氨酯的一些重要的性能特征，使它在織物、皮革涂飾及粘合劑等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

水性PU涂料的合成方法，一般分為兩個(gè)步驟：(1)由低聚物二醇參與形成高相對(duì)分子質(zhì)量的PU或中高相對(duì)分子質(zhì)量的PU預(yù)聚體；(2)通過外乳化法和自乳化法將含-NCO端基的PU預(yù)聚體在剪切力作用下分散于水中。外乳化法制得的分散液極其粗糙且很不穩(wěn)定。自乳化法通常是在PU結(jié)構(gòu)中引入離子基團(tuán)或親水鏈段，根據(jù)引入基團(tuán)的不同，自乳化型水性PU可分為陽離子型、陰離子型、兩性型和非離子型。自乳化型水性PU的合成工藝上，首先是制備相對(duì)分子質(zhì)量中等，端基為-NCO的PU預(yù)聚體，然后通過不同的方法制成水性PU。這些不同方法的主要區(qū)別反映在擴(kuò)鏈過程，包括：(1)溶劑法，又叫丙酮法；(2)預(yù)聚體混合；(3)熔融分散縮聚法；(4)酮亞胺和酮連氮法；(5)保護(hù)端基乳化法。這些方法優(yōu)缺點(diǎn)各異，應(yīng)用于不同的場(chǎng)合[4-5]。

水性PU涂料以其優(yōu)異的性能和特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：(1)木器涂料；(2)汽車涂料；(3)紙張涂料；(4)皮革裝飾劑。隨著研究的不斷深入相信將會(huì)出現(xiàn)性能更好、品種更多的改性水性PU涂料的新產(chǎn)品。1.3 水性光固化涂料

紫外光固化涂料(Ultraviolet curing coatings，簡(jiǎn)稱UVCC)是20世紀(jì)60年代開發(fā)的一種節(jié)能環(huán)保型涂料，其原理是利用紫外光的能量引發(fā)涂料中的低分子預(yù)聚物或齊聚物，以作為活性稀釋劑的單體分子之間的聚合及交聯(lián)反應(yīng)，得到硬化漆膜，實(shí)質(zhì)上是通過形成化學(xué)鍵實(shí)現(xiàn)化學(xué)干燥。和傳統(tǒng)涂料固化技術(shù)相比，UVCC的最大優(yōu)點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：(1)固化快，可在幾秒內(nèi)固化，應(yīng)用于要求瞬時(shí)固化的場(chǎng)合；(2)不需外加熱，對(duì)于某些熱敏器件、光學(xué)電子零件來說十分有用；(3)可配成無溶劑產(chǎn)品，減少大氣污染，有利于環(huán)保；(4)節(jié)省能量，紫外光源的效率要高于烘箱；(5)固化過程可以自動(dòng)化操作，提高生產(chǎn)中的自動(dòng)化程度，從而提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)然，UVCC涂料也存在著一些缺點(diǎn)，比如UV固化前必須除去大部分水，水性系統(tǒng)的總固化周期較長(zhǎng)并且還受到紫外光穿透能力的限制等。

總的來說，由于水性UV固化體系的優(yōu)點(diǎn)突出，近幾年來已成為非?；钴S的研究和開發(fā)領(lǐng)域，并已經(jīng)在發(fā)達(dá)國家獲得應(yīng)用[6]。

UVCC主要由光引發(fā)劑、光活性單體、光活性齊聚物和其他助劑等組成，一般配比為：齊聚物30 %~60 %，活性稀釋劑40 %~60 %，光引發(fā)劑1 %~5 %，其他助劑0.2 %~0.5 %。光引發(fā)劑(光敏劑)是UVCC的重要組分，其作用是吸收紫外光后引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，形成涂膜，光引發(fā)劑是決定UVCC固化程度和固化速度的主要因素。齊聚物又叫光敏樹脂，是成膜物質(zhì)，對(duì)涂料的性能起決定性的影響。從分子結(jié)構(gòu)看，它們都是含有碳碳

雙鍵的低分子量物質(zhì)，主要是不飽和樹脂，如環(huán)氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯?；钚韵♂寗┦且环N功能性單體，它的作用是調(diào)節(jié)UVCC的粘度，控制涂料固化交聯(lián)密度，改善涂膜的物理機(jī)械性能，也參與了成膜。根據(jù)每一分子中所含的雙鍵數(shù)目，可分為單官能雙官能和多官能三類活性稀釋劑。助劑可以改善涂料與涂膜性能，增加紫外光敏感性，降低施工難度，是涂料中不可缺少的組分。常用的助劑主要有光敏助劑和阻聚劑，還有流平劑、消泡劑、促進(jìn)劑和分散劑等。紫外光固化粉末涂料已經(jīng)處于商品化初級(jí)階段，其技術(shù)攻關(guān)在于如何解決紫外光固化粉末涂料在低溫下進(jìn)行固化[6-7]。

UVCC是一種高效、節(jié)能、環(huán)保，適用于各種基材的綠色涂料，目前已被廣泛應(yīng)用于木材、塑料、紙張、金屬、電子和黏合劑工業(yè)中。UVCC涂料在北美、日本、歐洲已得到很大的發(fā)展，進(jìn)入了較為成熟的階段。目前，世界輻射固化產(chǎn)品生產(chǎn)總量已達(dá)10多萬噸。我國的UVCC產(chǎn)業(yè)雖有一定基礎(chǔ)，近十年來得到了迅速發(fā)展，但與國外發(fā)達(dá)國家相比，在品種、質(zhì)量、市場(chǎng)規(guī)模、研究開發(fā)方面還有較大差距，還需要進(jìn)一步提高。2 粉末涂料

粉末涂料是一種含有100 %固體分、以粉末形態(tài)進(jìn)行涂裝的涂料，它與一般溶劑型和水性涂料的最大不同在于不使用溶劑或水作分散介質(zhì)。因其涂裝過程中噴溢料可回收再利用；無溶劑揮發(fā)，生產(chǎn)施工安全，涂裝易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高生產(chǎn)率，符合國際上流行的“四E”原則(經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、高效、性能卓越)，成為發(fā)展迅猛的涂料品種[8]。

粉末涂料有兩種類型：熱塑性粉末涂料和熱固性粉末涂料，熱塑性粉末涂料以具有很高分子量的熱塑性樹脂作為成膜物質(zhì)，來提高耐化學(xué)性和韌性，故價(jià)格較高，用作功能性涂層。熱固性粉末涂料成膜物質(zhì)是熱固性樹脂和固化劑，熱固性樹脂和固化劑的分子量比熱塑性樹脂分子量低，在固化期間，低分子物的流動(dòng)性和表面浸潤(rùn)性好，因而對(duì)底材有較強(qiáng)的附著力，涂膜有較好的外觀。目前工業(yè)化生產(chǎn)和大規(guī)模應(yīng)用的粉末涂料都是熱固型樹脂，如環(huán)氧、聚酯、聚氨酯等[1,8]。

在制備工藝上，可分為干法和濕法兩種，干法可分為干混合法和熔融混合法；濕法又可分為蒸發(fā)法、噴霧干燥法和沉淀法。現(xiàn)在還出現(xiàn)了由Ferro公司開發(fā)的超臨界流體法VAMP(Vedoc Advanced Manufacturing Process)，這種方法的原理是利用超臨界態(tài)的二氧化碳是一種很好的溶劑，將粉末涂料的各種成份稱量后加到帶有攪拌裝置的超臨界流體加工釜中，超臨界態(tài)二氧化碳使涂料的各種成份流體化，這樣在低溫下就達(dá)到了熔融擠出的效果。物料經(jīng)噴霧井在分級(jí)釜中造粒，制得產(chǎn)品。這種方法開發(fā)利用被稱為粉末涂料制造方法的革命[8]。粉末涂料是發(fā)展最快的涂料品種，目前世界的總產(chǎn)量為70萬噸。西歐占總產(chǎn)量的50 %。它主要應(yīng)用于鋁質(zhì)和鋼質(zhì)金屬建材、家電、交通、儀器等。近年來世界研究開發(fā)的最為矚目的粉末涂料是低溫固化型粉末涂料(烘烤溫度在150 ℃之下)；其次是預(yù)涂用粉末涂料和氟樹脂粉末涂料等功能性粉末涂料；再次是消光、高光澤及高鮮映性等美術(shù)型粉末涂料。并開始研究開發(fā)薄膜化、高耐候型、耐熱型、提高涂裝效率的粉末涂料品種。3 高固體份涂料

一般固體份含量在65 %~85 %的涂料便可稱為高固體份涂料(high-solids solvent-borne coatings)。高固體份涂料中的VOC在30 %~40 %甚至更低，但并不降低涂料的施工性能與成膜性能，一定程度上節(jié)省了涂料生產(chǎn)和使用中的溶劑，降低污染。早期的高固體份涂料是以犧牲硬度和保色率等性能來達(dá)到高固體分的要求，現(xiàn)在開發(fā)的高固體份涂料，不但溶劑含量低，而且質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高，廣泛應(yīng)用在眾多行業(yè)中[2,9]。

高固體份涂料分為高固體份醇酸樹脂涂料、高固體份丙烯酸涂料、聚氨酯高固體份涂料和環(huán)氧樹脂型高固體份涂料。制備這些高固體份涂料技術(shù)的關(guān)鍵是如何降低樹脂的相對(duì)分子質(zhì)量和保證官能團(tuán)分布均勻的聚合技術(shù)。研究發(fā)現(xiàn)聚合過程主要以縮聚反應(yīng)和自由基聚合為主。作為高固體份化的手段是樹脂改性(低分子量化、低極性化和粒子化)，添加活性稀釋劑等方法[1,9]。含有一定溶劑的高固體份涂料以其獨(dú)有的特點(diǎn)，已經(jīng)成為各個(gè)國家青睞的對(duì)象。它將隨同水性涂料、粉末涂料一起成為21世紀(jì)的環(huán)保型涂料。但由于高固體份涂料往往帶來涂料黏度的增加，影響涂料的使用效果，因此高固體份涂料的研究重點(diǎn)是解決高固體分與涂料黏度之間的矛盾。4 結(jié)語

發(fā)展綠色環(huán)保涂料已成為涂料行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，雖然，從性能上來說環(huán)保型涂料目前還不及溶劑型涂料，但是由于VOC對(duì)人類自身及生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重威脅日益明顯，綠色涂料代替溶劑型涂料的趨勢(shì)刻不容緩。我們接下來的工作是希望能達(dá)到涂料中VOC的零排放技術(shù)，即發(fā)展無溶劑的涂料產(chǎn)品，以最大程度減少對(duì)環(huán)境的破壞。

參考文獻(xiàn)

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第五篇：涂料與環(huán)保

畢 業(yè) 論 文

涂 料 與 環(huán) 保

指導(dǎo)教師： 職 稱：教授

工作單位：集寧師范學(xué)院化學(xué)系 地 址：集寧區(qū)工農(nóng)路59號(hào) 專業(yè)名稱：生化

提交論文時(shí)間：2012年3月19日

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涂料與環(huán)保 劉** 學(xué)號(hào)200920895211 集寧師范學(xué)院化學(xué)系2009級(jí)1班 烏蘭察布市 012000 摘要：涂料是一種和人類生活環(huán)境密切相關(guān)的精細(xì)化工材料,在生產(chǎn)生活中大量應(yīng)用。但由于涂料本身化學(xué)成分的原因,在其生產(chǎn)和使用的過程中會(huì)對(duì)人類健康及生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一系列的環(huán)境影響。本文重點(diǎn)從化學(xué)角度論述了涂料生產(chǎn)過程的有害物質(zhì)揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）與重金屬元素對(duì)人體的直接傷害。然后從環(huán)保角度得出：隨著人們對(duì)于環(huán)境質(zhì)量要求的提高,人們對(duì)于涂料的使用所帶來的環(huán)境問題關(guān)注度越來越高,綠色涂料成為越來越多人的選擇,最后闡述了綠色化學(xué)思想在綠色涂料發(fā)展中的借鑒意義及綠色化學(xué)的發(fā)展方向及趨勢(shì)。關(guān)鍵字：揮發(fā)性有機(jī)物、綠色涂料、綠色化學(xué)思想

1引言

涂料是保護(hù)和裝飾物體表面的涂裝材料, 賦予物體以保護(hù)、美化或其他效果。各種交通工具、家用電器、橋梁、建筑物和軍工產(chǎn)品等, 大都需要涂料進(jìn)行保護(hù)和裝飾。新中國成立60年來,伴隨著國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)的發(fā)展,作為為其配套的涂料工業(yè)從一個(gè)極不引人注目的小行業(yè)逐步發(fā)展成為國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域必不可少的重要行業(yè)。經(jīng)過幾代人的頑強(qiáng)拼搏、開拓進(jìn)取,我國已成為世界第二大涂料生產(chǎn)國和消費(fèi)國,進(jìn)入到世界涂料行業(yè)發(fā)展的主流。年生產(chǎn)及消費(fèi)量均已超過200萬噸,市場(chǎng)容量超過了200億元。目前每年仍以20-30%左右的速度遞增,將超過歐洲、美國,成為世界第一大涂料市場(chǎng)。隨著我國交通、能源、建筑等行業(yè)的發(fā)展,特別是我國已躋身于世界航運(yùn)和造船大國,我國的涂料事業(yè)也進(jìn)入了飛速發(fā)展階段,涂料的各方面性能也得到大幅提高。

涂料可保護(hù)長(zhǎng)期暴露在空氣中鋼鐵和木材制品免受到水分酸霧、腐蝕性氣體、微生物和紫外線等的侵蝕和破壞,是一種和人類生活環(huán)境密切相關(guān)的精細(xì)化工材料。涂料在豐富美化人類生活的同時(shí), 又會(huì)對(duì)人類生活環(huán)境產(chǎn)生各種有害的影響, 涂料生產(chǎn)和使用過程中大量有機(jī)溶劑的排放, 重金屬顏料的應(yīng)用等都會(huì)給環(huán)境帶來較嚴(yán)重污染,甚至可能對(duì)人和其他生物造成傷害。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們對(duì)于環(huán)境保護(hù)的關(guān)注度也不斷在提高提高,涂料的使用所帶來的環(huán)境問題也成為了人們普遍關(guān)心的問題,因此,在環(huán)保訴求不斷提高的情況如何實(shí)現(xiàn)涂料行業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的有機(jī)結(jié)合,將是未來涂料行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文僅就涂料的生產(chǎn)和使用過程中主要化學(xué)成分對(duì)于人類環(huán)境的影響, 并探討未來涂料的發(fā)展方向及綠色化學(xué)思想對(duì)于涂料行業(yè)發(fā)展的借鑒意義,闡述綠色涂料的發(fā)展必然性及未來綠色涂料的發(fā)展方向。

2涂料生命周期過程中的環(huán)境影響

2.1涂料生產(chǎn)過程中的產(chǎn)生的有害廢物

涂料是指涂覆在物體表面,能形成牢固附著的連續(xù)薄膜材料,主要由成膜材料、顏料、分散介質(zhì)、助劑４部分組成。涂料產(chǎn)品有17大類, 1000多個(gè)品種, 所使用的原材料種類繁多, 且多屬化工產(chǎn)品, 涂料生產(chǎn)中主要有毒有害物質(zhì)分布

見表1[3]。涂料生產(chǎn)中的原料和產(chǎn)品絕大部分是易燃、易爆和有毒的化學(xué)危險(xiǎn)物質(zhì)。通常使用的害物質(zhì)如苯類溶 毒劑、含鉛物質(zhì)等,腐蝕性物質(zhì)如硫酸、硝酸、乙酸、甲醛等。因此,涂料生產(chǎn)具有易燃、易爆、有毒、有腐蝕性等特點(diǎn)。

表1 涂料中有毒有害物質(zhì)分布舉例[1]

涂料名稱 生產(chǎn)崗位 主要毒物 油基漆類 精致植物油 苛性堿、硫酸

漆料制備 酚醛樹脂、甘油酯、松香脂、瀝青、松節(jié)油、溶劑汽色漆生產(chǎn) 油等

漆料兌稀 溶劑汽油、松節(jié)油、炭黑、滑石粉、紅丹粉、鉻系顏

料等

松節(jié)油、溶劑汽油

醇酸樹脂 精致植物油 苛性堿、硫酸 脂漆 樹脂合成 鄰苯二甲酸酐、黃丹粉、二甲苯、溶劑汽

色漆生產(chǎn) 二甲苯、炭黑、紅丹粉、滑石粉、鉻系顏料、鋁粉、氧化

氨基樹脂樹脂制備 三聚氰胺、甲醛、丁醛等 漆

色漆生產(chǎn) 丁醇、二甲苯、炭黑、滑石粉、鉻系顏料等

硝基過氯、樹脂溶液制苯、甲苯、醋酸乙酯、丙酮、乙醇、過氯乙烯樹脂、備 硝化棉、二丁酯

色漆生產(chǎn) 硝化棉樹脂液、混合稀釋劑、各類顏料粉塵 環(huán)氧漆類 樹脂制備 各類環(huán)氧樹脂、二甲苯、丁醇、環(huán)氧烷等

色漆生產(chǎn) 二甲苯、丁醇環(huán)已酮、各類顏料粉塵等 有機(jī)硅漆樹脂合成 苯、甲苯、硅粉、氯化苯、四氯化硅、氯化亞銅等 類

色漆生產(chǎn) 苯、甲苯、各類顏料粉塵 丙烯酸漆樹脂合成 甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、丙烯酸、類 甲苯、丙酮、醋酸乙酯等

色漆生產(chǎn) 丙烯酸樹脂、甲苯、丙酮、乙醇、丁醇、醋酸乙酯等

2.2 揮發(fā)性溶劑的排放造成人類環(huán)境的嚴(yán)重污染

2.2.1揮發(fā)性有機(jī)溶劑的一次污染[4]

一般液態(tài)涂料, 如雙組份聚氨醋涂料、氣干醇酸樹脂涂料和烘干型氨基醇酸涂料, 由于施工工藝要求, 必須使用大量揮發(fā)性有機(jī)溶劑,這一類型的涂料無論是氣干膜,亦或是烘干涂膜, 其中的有機(jī)溶劑都會(huì)全部揮發(fā)排放在大氣中,造成對(duì)人體的直接傷害,構(gòu)成一次污染是涂料使用過程中主要環(huán)境影響。

涂料中含有機(jī)揮發(fā)物,會(huì)對(duì)環(huán)境和人類自身構(gòu)成直接的危害[4].芳香烴、直鏈烴、鹵代烴、酮、醇、酸、甲醛、甲苯、二甲苯、苯及其同系物為最主要的污染等甲醇有毒的溶劑；乙二醇的醚類曾是一類水性涂料常用的溶劑,因其是一種致癌物,被禁止使用.另外,有毒的溶劑對(duì)生產(chǎn)和施工人員會(huì)造成直接危害,一般說來涂料表面干后,尚有少量殘留,有的溶劑揮發(fā)得很慢,盡管濃度大多數(shù)比較低,但由于室內(nèi)換氣的問題,因此往往高于室外.溶劑是室內(nèi)VOC的主要來源之一,也就是室內(nèi)危害人體健康的主要部分.溶劑基本上可揮發(fā)掉,這些溶劑的量雖然不大,但由于用戶長(zhǎng)時(shí)間地接觸,溶劑若有毒,也會(huì)造成對(duì)人體健康的傷害.不同的有機(jī)物的毒性差別很大,伯醇類、醚類、醛類、酮類、部分酯類、芐醇類等溶劑損害人體的神經(jīng)系統(tǒng)；羥基甲酯、甲酸酯類使肺中毒；乙二醇類會(huì)損害人的腎臟；氯乙烯已被國際癌癥研究中心定為致癌物質(zhì).甲醛有強(qiáng)烈的致癌作用,輕則引起頭疼、惡心、胸悶、無力等不良反映,重則可導(dǎo)致人體免疫功能下降和異常,甚至還會(huì)引起青少年記憶力和智力下降,還會(huì)增加新生兒患白血病的幾率.高濃度的甲醛對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、肝臟等危害,長(zhǎng)期接觸甲醛的人,可引起鼻腔、口腔、皮膚和消化道的癌癥.甲醛的釋放期長(zhǎng)達(dá)8～15 年,空氣中的甲醛只有超標(biāo)嚴(yán)重到四倍以上人才會(huì)感覺的到,甲醛的沸點(diǎn)在18℃,會(huì)隨著溫度和相對(duì)濕度增高而加大釋放量.室內(nèi)涂料中多含有甲苯、二甲苯、苯及其同系物等有害物質(zhì),苯、甲苯對(duì)腎、肝、血液系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的危害.急性中毒主要表現(xiàn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)、頭疼、頭暈、手腳麻木、中者昏迷、死亡.慢性中毒表現(xiàn)為主要是造血組織及神經(jīng)系統(tǒng)引起血小板和白血球減少,貧血及出血現(xiàn)象.苯及其同系物已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為致癌物質(zhì).根據(jù)《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T18883-2002）我國目前對(duì)住宅和辦公建筑室內(nèi)苯濃度標(biāo)準(zhǔn)3值為0.11mg/m,甲苯、二甲苯標(biāo)準(zhǔn)值為0.20mg/m3.2.2.2 揮發(fā)性有機(jī)溶劑的揮發(fā)物的二次污染[5]

有關(guān)研究指出使用涂料后有機(jī)溶劑釋放到大氣中所引起的污染,已經(jīng)成為繼交通污染之后的第二大污染源。排放到大氣中的有機(jī)揮發(fā)物在陽光作用下會(huì)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),會(huì)產(chǎn)生許多活性物質(zhì),某些活性自由基可與大氣中的氧化氮和氧化硫發(fā)生進(jìn)一步反的應(yīng),生成酸性物質(zhì),酸沉降而形成酸雨。這些反應(yīng)使有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化成毒性更大的二次污染物,是形成酸雨和光化學(xué)煙霧的直接原因,對(duì)人類生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。此外,有機(jī)揮發(fā)物還會(huì)帶來溫室效應(yīng),使地球變暖?？梢娛褂猛苛线^程中還會(huì)產(chǎn)生影響跟給深遠(yuǎn)的二次污染。

2.3 重金屬顏料對(duì)人類環(huán)境的影響[6]

在我國含鉛系涂料、鉻系涂料和鎘系涂料等在許多地方仍在未受到控制而廣泛使用著。鉛系顏料和鉻系顏料除用作多種光亮顏料外, 更重要的用途是作為防腐蝕顏料添加于涂料, 廣泛用于著色防腐蝕等領(lǐng)域和作為醇酸樹脂的干燥劑。在生產(chǎn)和使用過程中, 這些鉛、鉻、錫等重金屬顏料會(huì)從廢涂料及剝落的漆膜中溶解到水中或沉積于地下,經(jīng)過進(jìn)一步濃縮和沉積會(huì)污染環(huán)境、破壞水質(zhì), 對(duì)動(dòng)植物、人類造成極大危害。這方面的典型例子是船體涂料的使用。人們從古代開始就知道船體入水部位需涂裝涂料, 防止吸附海生藻類和貝類、降低船體阻力、提高行船速度、節(jié)約燃料。在以前, 為達(dá)到以上目的, 一直使用的都是劇毒的水銀和砒霜,隨后又是氧化亞銅類。直到有機(jī)錫類化合物作為船體涂料的應(yīng)用, 才結(jié)束了這場(chǎng)曠日持久的浮游微生物與人類的斗爭(zhēng)。但由于大量有機(jī)錫類的使用, 溶于海水中的有機(jī)錫類化合物不斷增加, 又出現(xiàn)了對(duì)貝類生長(zhǎng)和發(fā)育的嚴(yán)重影響問題, 并有各種變異的貝類出現(xiàn),由于人類食用貝類的這些有機(jī)錫類化合物又反作用于人類,成為人們健康一個(gè)一個(gè)隱患。因此,涂料工業(yè)中應(yīng)盡量用低毒的金屬氧化物混相材料,避免使用鉛、鉻、鎘等重金屬材料。多用低

表2 涂料工業(yè)中常見重金屬的對(duì)人體的危害

所含重金實(shí)際

致病癥狀

屬種類 效用

涂料著造成貧血、高血壓、神經(jīng)痛、骨質(zhì)松軟、腎炎和分泌失調(diào)鉻

色 等病癥。

慢性銅中毒表現(xiàn)為發(fā)冷、發(fā)熱,大量出汗,口渴,乏力,肌肉抗銹蝕銅 疼痛、頭痛、頭暈、咽喉干、咳嗽、胸痛、呼吸困難,有時(shí)變色

惡心、食欲不振。

增加白導(dǎo)致人體貧血,消化道潰瘍和眼底出血,小孩鉛中毒則出現(xiàn)鉛

度 發(fā)育遲緩、食欲不振、行走不便和便秘、失眠等

提升耐對(duì)腎臟、肝臟有傷害,可能引起肺水腫、高血壓貧血和嗅覺鎘

久性 減退甚至喪失等 綠色涂料是涂料工業(yè)發(fā)展的必然選擇[7]

3.1傳統(tǒng)涂料與環(huán)保涂料的區(qū)別[8]

傳統(tǒng)涂料是指由高分子物質(zhì)和配料組成的混合物, 并能涂覆在基材表面形成牢固附著連續(xù)涂膜的新型高分子材料.由于傳統(tǒng)涂料使用大量有機(jī)溶劑和一定毒性的各種助劑、防腐劑及含金屬的顏料填料,在生產(chǎn)中產(chǎn)生“三廢”,造成對(duì)環(huán)境的污染,影響人類健康.20 世紀(jì)70 年代以前,幾乎所有涂料都是屬于溶劑型的.70 年代以來,由于溶劑的昂貴價(jià)格和降低揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)排放量的要求日益嚴(yán)格,越來越多的低有機(jī)溶劑含量和消除有機(jī)溶劑的同時(shí),盡可能降低能量消耗,使環(huán)保涂料得到了大發(fā)展.首先,綠色環(huán)保涂料不污染環(huán)境。

而傳統(tǒng)涂料,如溶劑型涂料、油性涂料等含有大量危害人體健康的有毒致癌物質(zhì)甲醛、苯類等物質(zhì).其次,綠色環(huán)保涂料一般為水性或水乳性物質(zhì),無異味、不燃燒,施工及運(yùn)輸不需特別要求；而溶劑型或油性涂料則具有強(qiáng)烈的刺鼻氣味,且易燃、易爆,施工及運(yùn)輸過程中一旦操作不慎,后果不堪設(shè)想.第三,綠色環(huán)保涂料具有多功能性,如防霉、防輻射、防紫外線、阻燃等特點(diǎn),而傳統(tǒng)涂料比較單一.第四,綠色環(huán)保涂料的各項(xiàng)性能指標(biāo)更趨合理,如光澤度、滲透性、防潮透氣性能、[9]耐熱、抗凍性能、附著力等都較傳統(tǒng)性涂料有所提高.3.2 綠色涂料是涂料工業(yè)發(fā)展的必然選擇

大量使用的建筑涂料是一個(gè)重要的污染釋放源,涂料在生產(chǎn)和使用過程中的污染排放不僅會(huì)對(duì)大氣和環(huán)境造成破壞,同時(shí),還直接影響著人們的身體健康。隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重,環(huán)保意識(shí)在人們心目中的地位逐步提高,開發(fā)“綠色環(huán)保涂料”是21 世紀(jì)涂料企業(yè)生存發(fā)展的前提,涂料生產(chǎn)企業(yè)只有努力生產(chǎn)“綠色環(huán)保涂料”,改善生態(tài)環(huán)境,減少環(huán)境污染,滿足消費(fèi)者的需求,才能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于優(yōu)勢(shì),因此,綠色涂料必將成為涂料工業(yè)未來發(fā)展的必然選擇。

3.3 綠色化學(xué)在綠色涂料工業(yè)中的應(yīng)用

從源頭上減少或消除化學(xué)污染的角度出發(fā),通過12條原則對(duì)綠色化學(xué)概念 的內(nèi)涵進(jìn)行了闡述,這12條原則分別是：

(1)污染預(yù)防優(yōu)于末端治理污染;(2)合成方法應(yīng)具原子經(jīng)濟(jì)性(atom economy),即盡量使反應(yīng)過程的原子都進(jìn)入最終產(chǎn)中;(3)在合成方法中盡量不使用和不產(chǎn)生對(duì)人類健康和環(huán)境有毒有害的物質(zhì);(4)設(shè)計(jì)具有高使用效益、低環(huán)境毒性的化學(xué)品;(5)盡量不用溶劑、分離試劑等輔助物質(zhì),不得已使用時(shí)也應(yīng)是無毒、無害的;(6)生產(chǎn)過程應(yīng)該在溫和的溫度和壓力下進(jìn)行,而且能耗應(yīng)最低;(7)在技術(shù)可行和經(jīng)濟(jì)合理的前提下,盡量使用可再生原料;(8)盡量避免或減少不必要的衍生步驟(例如,使用屏蔽基團(tuán)、保護(hù)P復(fù)原、物理P化學(xué)過程的臨時(shí)性變更等);(9)使用高選擇性的催化劑優(yōu)于化學(xué)計(jì)量試劑;(10)化學(xué)產(chǎn)品在使用完后應(yīng)能降解成無害的物質(zhì)并且能進(jìn)入自然生態(tài)循環(huán);(11)發(fā)展適時(shí)分析技術(shù)以監(jiān)控有害物質(zhì)的形成;(12)選擇參加化學(xué)過程的物質(zhì), 盡量減少發(fā)生意外事故的風(fēng)險(xiǎn)。

目前大多數(shù)學(xué)者都比較認(rèn)同綠色化學(xué)這一思想,而綠色化學(xué)的“原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)”思想,對(duì)于綠色涂料的發(fā)展有很大的借鑒意義。綠色化學(xué)思想對(duì)于更好的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用環(huán)境友好型涂料產(chǎn)品具有很好的指導(dǎo)意義；在設(shè)計(jì)產(chǎn)品之初就考慮到其加工、應(yīng)用和功能消失之后對(duì)于人類健康和生態(tài)環(huán)境的影響,對(duì)于生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和資源的充分利用提出了新的要求。

3.4 綠色涂料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向[12]

綠色環(huán)保涂料產(chǎn)品以其無污染性、安全等特點(diǎn),代替?zhèn)鹘y(tǒng)的污染嚴(yán)重的溶劑型涂料已成為發(fā)展趨勢(shì)。從近些年的趨勢(shì)可以得出：綠色環(huán)保涂料正朝著水性化、粉末化、無溶劑化、高固體化和輻射固化等低污染、無公害的方向發(fā)展。國內(nèi)外學(xué)者的研究主要集中于以下幾個(gè)方面：

（1）水性涂料。在建筑涂料領(lǐng)域里占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì), 具有無毒性、無刺激、不易燃等特點(diǎn),是未來“綠色涂料”的主力軍,目前占世界涂料總量的30%以上。

（2）氟碳樹脂涂料。具有超高耐候性、抗紫外線輻射、高化學(xué)穩(wěn)定性、抗核輻射、高機(jī)械強(qiáng)度和韌性、耐熱性（最高使用溫度260℃）、強(qiáng)抗?jié)裥浴⒖咕?、防粘性、抗沾污性等?/p>

（3）噴涂聚脲彈性涂料。是一種無溶劑、無污染的高性能涂料,可針對(duì)不同的使用環(huán)境和性能要求,可以在很寬的范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)其性能,不含催化劑,卻能快速固化,能在任意的表面上噴涂等。

（4）有機(jī)———無機(jī)復(fù)合涂料。既有有機(jī)化合物所具備的堅(jiān)韌性、耐候性等綜合性能,還有出色的化學(xué)物理機(jī)械性能和耐沾污性。

（5）納米材料。在涂料中如引入穩(wěn)定的納米材料,會(huì)使涂料在力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)性能上有新的飛躍,因此穩(wěn)定的納米材料,用于涂料中除了可以提高傳統(tǒng)涂料的性能外,還能獲得新的功能性涂料。

（6）高裝飾性涂料。因具有瑰麗多彩、變幻不定、閃礫多姿的裝飾色彩,而為人們所崇拜。同時(shí),圍繞著這一中心所需的顏料、助劑和樹脂等原材料也在

被不斷開發(fā),高裝飾性涂料預(yù)計(jì)會(huì)成為今后綠色涂料新的發(fā)展重點(diǎn)。

（7）隱身涂料。目前已有雷達(dá)吸波涂料、紅外抑制涂料、變色涂料以及紫外光、可見光、近紅外、遠(yuǎn)紅外、微波和聲波等光譜兼容,多功能偽裝涂料,以及等離子體隱形涂料等。

（8）智能型涂料。是采用智能性聚合物或材料設(shè)計(jì)而成的涂料,具有特殊的功能和獨(dú)特的使用性能。它包括傳感器類涂料、預(yù)示性涂料和功能型涂料等。結(jié)語

涂料在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活中具有非常重要的意義。但其生產(chǎn)使用過程中,不可避免的對(duì)人類健康及生態(tài)環(huán)境帶來影響,用綠色涂料代替?zhèn)鹘y(tǒng)涂料勢(shì)在必行。我國涂料研究和發(fā)展的崔取得了巨大的成就,在一些領(lǐng)域創(chuàng)造了國際領(lǐng)先的額成果,但相對(duì)于發(fā)達(dá)的國家還有一定的差距,需要科研工作者及涂料產(chǎn)業(yè)的相關(guān)人員繼續(xù)努力。將涂料研究課題與市場(chǎng)緊密結(jié)合,與國際同行展開充分的競(jìng)爭(zhēng),是我國的涂料行業(yè)取得更大的成果,搶占國際市場(chǎng),不斷提升綠色涂料的使用范圍。

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