最新绿色环保涂料应用大全

最新绿色环保涂料应用大全
传统涂料中含有大量的污染物质，对人体健康以及环境有着很大的威胁，其含有的有机挥发物以及汞、铅和铬等各种重金属离子会对人们的健康造成很大伤害。

涂料在人们的生活中不可缺少，高涂膜质量、方便施工、节省资源、节省能源和适应环境的绿色环保涂料越来越受到社会的关注并被广泛应用。

绿色环保型涂料是一种节约资源和能源，对环境无污染，对人类居住环境有益的健康型节能涂料。

为实现涂料的绿色化、高性能化和高功能化的基本要求，隔热涂料、抗菌涂料、负离子功能涂料、防火安全涂料、海洋防污涂料等技术快速发展。

绿色环保涂料
一、绿色环保涂料的特性
1)环保性。

由于绿色环保涂料是一种无机涂料，其基料直接取于自然界，相比有机涂料，在使用过程中污染小，大多数是以水为分散介质，对环境和人体健康没有不良影响。

2)功能特性。

环保涂料的功能性与合成助剂直接相关。

目前，助剂市场正朝着多元化、功能化、复合化的方向发展，开拓绿色环保涂料广阔的功能性领域。

3)天然特性。

环保涂料附着力强，柔韧性、防水性能优异，装饰效果极佳，不含有芳烃类、重金属盐、甲醛等有害物质，有机挥发物值低，各项指标均符合国家标准。

二、绿色环保涂料的应用
2.1 隔热涂料
隔热涂料
隔热涂料是指近几年发展起来的一种反射热光型、工期短、见效快的功能性涂料。

隔热的原理主要有阻隔、反射和辐射型，在实际应用中以反射和辐射型居多。

反射型隔热涂料主要通过高反射率涂层来反射太阳光以达到隔热的目的，其材料的选择多种多样，可以是树脂、金属或者金属氧化物等。

分为阻隔型隔热涂料、反射型隔热涂料、辐射型隔热涂料、真空绝热保温涂料和纳米孔超级绝热保温涂料 5 类。

这类涂料广泛应用于建筑外墙、船舶甲板、汽车外壳和军事航天领域。

隔热填充材料的选择对于隔热效果相当重要，一般要求对可见光和近红外光的吸收越少越好，同时对涂料的施工厚度也有一定的要求，如采用水性硅丙树脂、绢云母和空心微珠所制备的涂料，最佳厚度在500靘。

辐射性隔热涂料的作用机理是以热发射的形式将吸收的热量辐射出去，达到隔热的效果。

辐射性隔热涂料的显著特点是可以在涂层的内外层以相同的速率降温。

所以，辐射型涂料的研究有着积极的意义。

当前，辐射型材料的选择主要集中于红外辐射率高的系列金属氧化物。

常州建筑科学研究院最新研究出以空心玻璃微珠、纳米ATO粉和陶瓷微珠作为隔热功能填料，制备出了隔热性能优异的隔热涂料;空心玻璃微珠的最佳含量为8%，纳米ATO粉的最佳含量为3%，陶瓷微珠的最佳含量为6%;所制隔热涂料的太阳光反射比和近红外反射比远高于相关标准中技术要求，半球发射率高达0.91，隔热温差为8.7 ℃ 。

2.2 抗菌涂料
抗菌涂料
抗菌涂料是可以有效杀死霉菌和其他细菌的功能性涂料。

这种杀菌涂料中具有较强杀菌作用的杀菌剂，杀菌剂与涂料中各种成分有机结合以实现长期有效杀菌。

抗菌剂主要分为天然抗菌剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂。

(1)合成有机抗菌剂。

抗菌速度快，在涂料中的可操作性好、贮存和使用过程中颜色的稳定性好。

根据成分，合成有机抗菌剂分为酚、醇、吡啶、季铵盐、羧酸、醛、过氧化物及有机金属类等物质
(2)无机类抗菌剂包括金属离子型抗菌剂和光催化型抗菌剂。

金属离子型无机抗菌剂为金属及其化合物，是指金属离子或者以含金属离子为载体的硅酸盐或磷酸盐等抗菌材料重金属类抗菌剂，尤其是银系抗菌剂已经得到了广泛的应用，近年来已扩展到建筑材料、纺织及纤维、塑料、涂料等诸多领域。

而这类抗菌剂根据其载体类型的不同又分为磷酸复盐抗菌剂、沸石抗菌剂、硅胶抗菌剂、可溶性玻璃抗菌剂、膨润土抗菌剂等
光催化类抗菌剂大都属于宽禁带的 n 型半导体化合物，如 TiO 2 、ZnO、WO 3 、Fe 2 O 3 、PnS、SnO 2 、ZnS、SiO2 及锐钛矿结构半导体等。

光催化型抗菌材料具有抗菌和防霉效应并且杀菌力强、耐久性好、没有二次污染、稳定性较好等特点。

应用于涂料中的光催化抗菌剂主要包括纳米 TiO 2 和纳米 ZnO 等。

(3)天然抗菌剂。

最常用的天然抗菌剂为壳聚糖及其衍生物，其优点包括抑菌性广、生物相容性良好、无毒等。

但是，壳聚糖的抗菌效果与其分子量、脱乙酰化度、溶液浓度、pH、溶剂类型等有关。

将来抗菌涂料的发展方向:
(1) 复合型抗菌涂料开发研究，充分融合各种抗菌剂的优点，使其更安全，更持久，更稳定，更高效。

(2) 抗菌涂料多层包裹使用，通过离子交换提高抗菌力，降低生产成本。

(3) 涂料的可回收，循环使用是节约资源，保护环境是必不可少的。

2.3 负离子功能涂料
负离子功能涂料
负离子功能涂料是一种先进的环境友好功能材料。

负离子干粉内墙涂料性能优异，配方独特，环境友好，具有森林功能，广泛适用于学校、家庭、医院、高档公寓和饮食操作间等环境的涂装。

负离子功能涂料主要通过电磁场机理，在涂料中添加了一些电、磁性物质颗粒，如Fe3O4、电气石等，在使用过程中持续产生电磁场，促使空气中的水分子产生负离子，达到净化室内空气的良好效果。

只要涂料没有脱落，效果就持续存在，持续性和有效性优于普通的抗菌涂料。

负离子涂料制备实例：
负离子涂料的制备过程中添加了负离子粉体。

负离子粉体是以天然矿物电气石为主，经超细化粉碎、溶胶 - 凝胶法包膜改性、离子交换掺杂以及高温激活等方法制备而成。

将稀土矿 2.5 kg、电气石 2.5 kg、长石 5 kg 在湿式球磨机中研磨 240 h，粉碎成粒径在 2 靘以下乳液，再将所得乳液加到 200 kg 水性丙烯酸乳液中。

然后加入由海平面以下 200 m 以上的深海中所取得的深层海水浓缩液进行混合，制得水性丙烯酸树脂涂料。

将所得水性丙烯酸涂料涂装在玩具的内墙表面，会使玩具的恶臭消失 ;如将它涂装在办公室内墙表面，会减轻眼睛疲劳和紧张感 ;涂布在病房内壁，可抑制抗甲氧基苯青霉素金黄色葡萄球菌的产生 ;涂布在仓库、平板架、箱盒、冷库、洗衣机干燥器、家用电器、水塔、保管箱等壁面上，可使生鲜食品、生鲜鱼肉、甲壳类、发酵食品、医药品、化妆品、农药等保持新鲜度和白度，使它们能长期存放，从而显示出抗静电性、掩蔽磁性、臭气微生物、霉菌、电磁波等效果。

大连振邦氟涂料股份有限公司研发中心利用专门技术将纳米托玛琳粉末分散在氟树脂乳液中, 研制出生态型家装负离子水性氟涂料 ZB- N777- 02。

该涂料能释放出大量负离子和远红外线, 去除室内有害物质, 净化空气。

本项目已经申报国家专利并公开。

2.4 防火安全涂料
防火安全涂料
防火涂料作为一种功能型材料，对防火阻燃有着重要的作用。

防火涂料的研究近年来发展迅速。

防火涂料一般可分为膨胀型和非膨胀型两种阻燃耐火体系。

目前，国内应用比较多的是聚磷酸铵/ 三聚氰胺/ 季戊四醇阻燃耐火体系，该体系在火场中发生化学反应形成阻燃碳层的同时，会产生大量有毒气体，造成二次污染并对人体产生危害，在火场中容易导致人员伤亡。

因此，对于防火涂料的环保要求主要来源于对阻燃耐火体系中具体物质的选择。

国外已经开发出新型无毒并符合国际生态安全标准的涂料配方，并已投入实际应用。

瓦克化学在2015年9月7-8日于青岛举办的中国防火和耐高温技术年会上展示了一种新型防火涂料，采用可作为水性膨胀型防火涂料基料的创新型乳液--VINNAPAS威耐实EZ 3066乳液。

它以醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液为基础，具有优异的泡沫成形和膨胀性能，以及持久的泡沫稳定性，同时能够改善膨胀型涂料的附着力和强度，使保护层牢固的粘附于基材，并形成一定时间的热障碍，在防火测试中展现了优异的性能。

2.5 海洋防污涂料
海洋防污涂料
海洋防污涂料是一种特种涂料，主要作用是通过漆膜中防污剂的逐步渗出防止海洋生物的污损。

但是，早先的防污涂料在抑制海洋生物附着的同时也对海洋环境造成了二次污染。

因此，开发高效、持久的绿色环保海洋防污涂料已成为研究的热点，且已有了相当的进展。

对于海上船舶而言，海洋是一个极为复杂的环境，大约有两千多种海洋污损生物。

这些污损生物的附着会使得船底腐蚀污损，摩擦力增大，导致能源浪费。

据统计，海洋生物污损给全球每年约造成300 亿美元的经济损失。

广泛使用的传统防污剂效果虽好，但由于含有铜、汞、锌、锡等重污染物，造成严重的环境破坏。

因此，既要防止船舶污损，又要防止污染环境，防污环保海洋涂料成为当前的研究热点。

目前，已经商品化的低毒防污涂料主要是无锡自抛光涂料，这种涂料在海水中可以自行抛光，保持船体表面的光滑性和防污性。

最新防污涂料研究进展主要包括低表面能防污涂料、仿生防污涂料以及含两性离子聚合物防污涂料。

(1)低表面能防污涂料
由于其独特的表面性能，污损物在漆膜上的附着界面非常弱，利用其自重、航行水流的冲击或者辅助设备的清理就可以轻易除去。

阿克苏诺贝尔下属的国际油漆有限公司推出的 Intersleek 900 是一款含氟聚合物的涂料，具有异常光滑的表面、较低的表面能和出众的抗机械损伤能力。

印度海运公司表示采用 Intersleek 900 可使船只大约降低 6% 的燃料消耗量。

(2)仿生防污涂料
使用天然活性物质作为防污剂。

从胡椒、辣椒、洋葱等辛辣型植物中提取的辣椒素具有防污活性;从珊瑚、海绵等许多海洋无脊椎动物中提取具有防污性能的代谢分泌物;培养海洋细菌以生产具有抗菌和抗幼虫活性的次级代谢物作为天然防污剂。

模拟海洋生物表皮结构。

以鲨鱼皮为抗生物黏附表面的仿生模板。

美国佛罗里达大学实验发现使用这种新型涂层，在舰艇底部和侧边孢子的附着率下降 85%，鲨鱼、海豚、贝壳等表面形貌与反附着机理的仿生技术研究也在不断深入。

植物类荷叶表面自清洁效应等仿生材料也具有广阔的应用前景。

(3)两性离子聚合物
可应用于防污涂层、抗菌涂层、抗凝血材料、药物载体、分离膜等。

典型两性离子聚合物甜菜碱型聚内铵盐(Polybetaine)能够与水发生强相互作用，具有超亲水性，能够在两性离子结构周围形成较牢固的水化层。

赋予两性离子聚合物表面及其所修饰的表面优异的生物相容性、抗生物黏附性。

美国华盛顿大学江绍毅教授在美国海军的资助下，设计和构建各种两性离子聚合物修饰的仿细胞膜表面，利用原位自由基聚合法将聚磺酸甜菜碱(SBMA)接枝到玻璃表面。

防污性能试验结果表明：聚磺酸甜菜碱能够显著降低硅藻和大型植物孢子的附着，具有很好的抗生物黏附的特性。

三、展望
随着科学技术的快速发展，人们对涂料的性能要求将越来越高。

尽管当前已经开发出各种涂料，但仍然难以完全符合人们对绿色化、功能化、个性化的品质要求，仍然有许多性能指标问题没有解决。

随着人们认识的不断提高，科学技术手段的不断完善，绿色功能涂料将得到更大的发展。