文献综述(关于环保涂料)

文献综述

院（系）：材料科学与工程学院

专业：高分子材料与工程

班级：高材1102

学生姓名：凌美明

学号:2011012054

2013 年 11月 20日

环保涂料的运用与发展

1 前言

为了更好的开展文献综述工作，在查找和阅读与《环保涂料的运用与发展》相关的文献和资料，完成撰写了本文献综述。随着科技的日趋成熟涂料的制备方法也越来越成种类也衍生得越来越多。但是真正能实现环保的功能性涂料在市场中并不是十分普及，本文章将对国内外的环保涂料种类，制备，组成，新型材料，发展现状及趋势，工艺性能等进行介绍。

2 环保涂料的种类及制备方法简

2.1环保涂料的种类

2.1 .1 普通环保涂料

指涂料产品的性能指标，安全指标在符合各自产品标准的前提下，符合国家环境标志提出的技术要求的涂料[1].

2.1.2低VOC环保涂料

尽管不需要成膜助剂就能成膜的乳液对于生产低VOC和零VOC涂料是至关重要的，但

仅此是不够的，还要求这类乳液具有很低的残余单体含量，因为残留单体不仅提高VOC含量，而且还产生难闻气味。同时要有不含溶剂、环境友好型的助剂和色浆与之相配。还要

求乳液色浆中不含烷基酚聚氧乙烯（APE），APE降解性差，对人体内分泌有干扰作用。此外，防腐剂和PH调节剂的释放问题也需考虑。低VOC涂料：TVOC在30g/L以下；零VOC

涂料：TVOC在1g/L以下；VOC挥发物都是液态的，简单区分零VOC涂料是粉末状，粉体包装[2]。

2.1.3健康功能型环保涂料

健康功能性环保涂料是指涂料除无污染外，具有如抗菌、除臭、净化空气、呼吸调湿

等对环境改善、对人体健康有益的涂料，如活性炭墙材。

2.1.4木器专用环保涂料

木蜡油是一种新型的环保木器涂料，它是植物油蜡涂料国内的俗称，是一种类似油漆

而又区别于油漆的天然木器涂料，它和目前那种基于石化类合成树脂所生产的油漆完全不同，原料主要以精练亚麻油、棕榈蜡等天然植物油与植物蜡并配合其它一些天然成分融合

而成，连调色所用的颜料也达到了食品级。因此它不含三苯、甲醛以及重金属等有毒成分，没有刺鼻的气味，可替代油漆用于家庭装修以及室外花园木器.[3]

2.2环保涂料的制备及组成

由于水性涂料是涂料市场上一种比较新型的涂料，水性涂料相对于溶剂性油漆涂料具有以下特点：

特点一：水性涂料以水作溶剂，节省大量资源；水性涂料消除了施工时火灾危险性；降低了对大气污染；水性涂料仅采用少量低毒性醇醚类有机溶剂，改善了作业环

境条件。一般的水性涂料有机溶剂（占涂料）在10%～15%之间，而阴极电泳

涂料已降至1.2%以下，对降低污染节省资源效果显著。

特点二：水性涂料在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工；水性涂料对材质表面适应性好，涂层附着力强。

特点三：水性涂料涂装工具可用水清洗，大大减少清洗溶剂的消耗。

特点四：水性涂料电泳涂膜均匀、平整。展平性好；内腔、焊缝、棱角、棱边部位都能涂上一定厚度的涂膜，有很好的防护性；电泳涂膜有最好的耐腐蚀性，厚膜阴

极电泳涂层的耐盐雾性最高可达1200h。

所以我将介绍水溶性涂料的制备及组成

2.2.1采用水溶性单体共聚

所用水溶性单体包括羧酸类、酰胺类、羟基类、磺酸类单体和一些阳离子单体。在聚

合过程中，共聚单体由于其强亲水性而结合在胶粒表面，形成亲水性膜而产生立体稳定效应。离子型单体还使胶粒表面产生电荷，通过静电斥力来维持乳液的稳定。单体的种类用量、加料方式、羧基单体的中和度对聚合及乳液的稳定性均有影响。单体的水溶性太大易

在水相发生均聚;反之，易埋在胶粒内，均不利于皂聚合[4]。采用合适的水溶性单体可制

得较高固含量的无皂乳液。利用羧基单体，采用两步法聚合可制备固含量40%以上的无皂乳液。第一步在低PH 值下聚合制成种子乳液;第二步提高种子乳液的PH 值，使聚合物上的羧基离子化，形成高度带电的乳胶粒作为进一步聚合的场所[5]。联合使用水溶性羟基单体和离子型引发剂也可制备出稳定的高固含量无皂乳液[6]。唐广粮等[4-5]利用烯烃基甘油

醚磺酸盐、3-烯丙氧基-2-烃基丙磺酸盐等制备出固含量高达60%的稳定的无皂乳液

2.2.2采用可聚合乳化剂

已报道的可聚合乳化剂种类很多，主要有烯丙醇的衍生物、苯乙烯的衍生物、马来酸

的衍生物、丙烯酰胺的衍生物、（甲基）丙烯酸及其酯的衍生物等。为了使可聚合乳化剂

键合在乳胶粒表面而产生良好的稳定效果，可聚合乳化剂应具有适当的聚合活性和亲水性。

聚合活性太高，它在聚合过程的早期就会和其他单体共聚而埋在颗粒内部;活性较低，则它在聚合过程的后期才与其他单体共聚，不易埋在颗粒内而位于颗粒的表面[6];但聚合活性

太小，它就难以键合到乳胶粒上。亲水性太小的可聚合乳化剂也易埋在颗粒内，但太大可

能会水相聚合，形成水溶性聚合物[7]。可聚合基团的位置对聚合过程及乳液的稳定性有较大的影响。双键位于疏水端的最易聚合，位于亲水端的因亲水端之间的排斥作用而难聚合[6]。采用合适的可聚合乳化剂可制备固含量50%以上的稳定的无皂乳液[8-9]。

2.2.3采用大分子乳化剂

大分子乳化剂的迁移性远低于小分子乳化剂，在聚合过程中还可能与乳胶粒发生接枝

作用，因而采用大分子乳化剂可克服小分子乳化剂易迁移、易起泡的缺点。用于乳液聚合

的大分子乳化剂包括嵌段共聚物、接枝共聚物等。采用大分子乳化剂可制备固含量30%～40%的稳定的无皂乳液[10-11]。

3 新型环保涂料——负离子涂料

3.1负离子概念

“负离子”被誉为“空气维生素”，在负离子浓度较高的空气环境中会使人感到舒畅，如人们在森林、瀑布、郊外或雨后感到空气清新，呼吸舒畅，心情轻松愉快，这就是空

气中负离子显著增多的缘故。调查证明，空气中的负离子的含量越高，空气的质量就越好。

3.22 负离子涂料及负离子产生机理

负离子涂料是在涂料中添加了负离子添加剂的涂料。负离子素是负离子添加剂的主要主要，它涉及几个方面：

（1）负离子素是负离子涂料添加剂中的主要成分，是一种晶体结构，属三方晶系，晶体结晶两端形成正极与负极，在无外加电场情况下，两端正负极也不消亡，

故又称“永久电极”，即负离子素晶体是一种永久带电体，可形成一个微小的

永久电场。

（2）当空气中的水分子进入负离子素电场空间内（一般为半径10~15 微米球形）立即被永久电极电离，发生H2O 到OH- ＋ H ＋变化，由于H ＋移动速度很快

（H ＋的移动速度是OH-的1.8 倍），迅速移向永久电极的负极，吸收一个电

子，变为H2 逸散到空气中，2H ＋＋ 2e 到H2 变化；而OH- 则与另外的水分

子形成H302- 负离子。