绿色环保涂料的发展

绿色环保涂料的发展

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摘要:随着科学技术的进步和人们生活水准的提高，绿色化学产业逐步渗透我们日常生活的方方面面。绿色环保涂料对于改善人类的生存环境和身体健康，促进社会的可持续发展具有重要的意义。本文简要介绍了绿色环保涂料的现状，特性，种类和发展前景。

关键词:涂料绿色环保发展

人类最早使用的涂料是由纯天然物质譬如植物油（桐油等），生漆，天然沥青，天然颜料等组合构成的，基本上是无溶剂和污染的。随着人类生产的发展，科技的进步和人们的生活水平的提高，纯粹以天然物质为基础的涂料已不能满足需要，因而出现了人工合成树脂为基础的合成涂料，满足了现代工业等高科技发展的各种需要，美化了人类生活。

合成涂料的出现，使涂料的用途更加广泛，性能更加完美。未来世界的发展趋势要求涂料的种类更多，量更多更广。但是，大部分合成涂料一般都含有大量有机溶剂和有一定毒性的颜料、填料与分子助剂，在生产与使用中产生“三废”，造成对环境的污染，影响了人类健康。因此，为减少污染，提高涂料性能，绿色涂料的应用和发展研究成为当前涂料研究业的主要课题。

绿色环保涂料是指对生态环境不造成危害，对人类健康不产生负面影响的涂料，主要是指节能、低污染的水性涂料、粉末涂料、高固体含量涂料(或称无溶剂涂料)和辐射固化涂料等。

随着生活水平的提高，我们在住宅建设过程中对材料的要求也愈来愈高。而传统涂料往往对人体有害又污染环境，已经难以满足人们对高品质生活的追求，现在人们不仅要求涂料美观耐用，同时更关注的是有无毒害，对人体的健康及环境的影响。而且传统涂料总有机挥发量(VOC)对我们的环境、社会和人类自身构成直接的危害，是现代社会中的第二大污染源。因此，涂料对环境的污染问题越来越受到重视，而绿色环保涂料由此应运而生。

1绿色环保涂料与传统涂料的区别

第一个层次是涂料总有机挥发量(VOC)，有机挥发物对我们的环境我们的社会和人类自身构成直接的危害。涂料是现代社会中的第二大污染源。第一污染源是交通运输业带来的，比如汽车尾气、油品渗透等。因此，涂料对环境的污染问题越来越受到重视。自此以后，国外对涂料中溶剂的用量的限定也愈来愈严格。开始只对一些可发生光化学反应的溶剂实施限制，但后来发现几乎所有的溶剂都能发生光化学反应（除了水、丙酮等以外）。我们应该尽量减少这些溶剂的用量。

第二个层次是溶剂的毒性，亦即那些和人体接触或吸入后可导致疾病的溶剂。大家熟知的苯、甲醇便是有毒的溶剂。乙二醇的醚类曾是一类水性涂料常用的溶剂，在20世纪70

年代，它作为无毒溶剂而被大量的使用；但在20世纪80年代初发现乙二醇醚是一类剧毒的溶剂，那时，实验室的此类溶剂都被没收，严禁使用。例如，聚乙烯吡咯烷酮是一类人造血浆，制备它的单体乙烯基吡咯烷酮曾被认为是一种无毒的化学品，80年代末曾被介绍给光固化涂料界，被认为是一种具有高稀释效率、高聚合速度的活性单体，而且用它作为活性稀释剂所得漆膜性能优异。但是不久就发现它是一种致癌物，因此被禁止使用。有毒的溶剂对生产和施工人员都会造成直接危害。

第三个层次是对用户安全问题：一般说来涂料干燥以后，它的溶剂基本上可以挥发掉，但这要有一个过程，特别是室温固化的涂料，有的溶剂挥发得很慢，这些溶剂的量虽然不大，但由于用户长时间的接触，溶剂若有毒，也会造成对人体健康的伤害，因此在制备时一定要限制有毒溶剂的使用。

2绿色环保涂料的现状

随着哥本哈根世界气候大会的召开，人们认识到环境污染问题已经影响到整个地球，威胁到了全体人类的生存。绿色环保是对涂料“健康、环保、安全”属性的评价，包括对生产原料、生产过程、施工过程、使用过程和废弃物处置五大环节的分项评价和综合评价。

目前，世界各国对环保型绿色涂料的开发都在加强，有资料显示，在发达国家，绿色环保装饰材料的利用率在80%—90%，而我国仅占12%。市场上许多打有“绿色、环保”的装饰材料，价格要比普通的材料贵2—5倍，由此可见，绿色环保涂料存在着巨大的市场需求。世界各国环保型绿色涂料的开发及应用成强劲上升趋势，环保涂料的发展速度飞快，已经占到世界涂料总产量的30%。在涂料工业的三个应用领域中，环保涂料在最大的两个领域中占有相当的比例。比如在建筑涂料领域中，环保涂料在工业发达国家中占绝对优势。

随着人们对自身健康和环保意识的不断增强，人们对绿色环保涂料的消费需求也日趋强烈，为此国家于2010年12月10日批准发布了《室内装饰装修材料有害物质限量》等10项强制性国家标准，这些强制性标准的出台无疑将推进环保涂料成为涂料工业开发的主流，同时绿色环保涂料也将成为涂料生产企业实施可持续发展战略的重要内容之一。

随着人们环保意识的不断提高，环保型绿色涂料产品以其无污染性安全等特点，代替传统的污染严重的溶剂型涂料已成为整个社会的共识。

3环保环保涂料的种类及性能

3.1水性涂料

水性涂料以水为溶剂，使成膜物质均匀分散在水中，又称作水基涂料或乳胶涂料。它因具有来源广、易于净化、成本低、黏度低、良好的涂布使用和无毒性、无刺激、不燃性等特点，而成为“环境友好涂料”的主要发展方向。水性涂料主要类型有水性环氧树脂涂料、水性聚氨酯涂料、水性光固化涂料等。它们已其优异的性能广泛应用于汽车、建筑、电器、仪表等各行各业。

3.2粉尘涂料

粉尘涂料是国内比较先进的涂料。粉尘涂料理论上是绝对的零VOC涂料，具有其独特的优点，也许是将来完全摒弃VOC后，粉尘涂料是涂料发展的最主要方向之一。但其在应用上的限制需更为广泛而深入的研究，例如其制造工艺相对复杂一些，涂料制造成本高，粉尘涂料的烘烤温度较一般涂料高很多，难以得到薄的涂层。涂料配色性差，不规则物体的均匀涂布性差等。这些都需要进一步改善，但它是今后发展方向之一。

3.3固含量溶剂型涂料

高固含量溶剂型是为了适应日益严格的环境保护要求从普通溶剂型涂料基础上发展起

来的。其主要特点是在可利用原有的生产方法、涂料工艺的前提下，降低有机溶剂用量，从而提高固体组分。这类涂料是20世纪80年代初以来以美国为中心开发的。通常的低固含

量溶剂型涂料固体含量为30%～50%，而高固含量溶剂型(HSSC)要求固体达到65%～85%，从而满足日益严格的VOC限制。在配方过程中，利用一些不在VOC之列的溶剂作为稀释

剂是一种对严格的VOC限制的变通，如丙酮等。很少量的丙酮即能显著的降低粘度，但由于丙酮挥发太快，会造成潜在的火灾和爆炸的危险，需要加以严格控制。

3.4液体无溶剂涂料

不含有机溶剂的液体无溶剂涂料有双液型、能量束固化型等。液体无溶剂涂料的最新发展动向是开发单液型，且可用普通刷漆、喷漆工艺施工的液体无溶剂涂料。

涂料的研究和发展方向越来越明确，就是寻求VOC不断降低、直至为零的涂料，而且其使用范围要尽可能宽、使用性能优越、设备投资适当等。因而水基涂料、粉末涂料、无溶剂涂料等可能成为将来涂料发展的主要方向。

4 绿色环保涂料的主要研究方向

当前，绿色涂料主要研究的问题有以下几个方面：

(1)从涂料工业的源头上消除枵染，而不是在末端处理。对溶剂型涂料来说，应当严格禁止使用已在国外有明确规定的有害、有毒溶剂和物质，应大力发展无毒、无害溶剂的新型涂料。

(2)合成方法应具有“原子经济性”，尽量使参加反应过程的原子都进入最终产物。

(3)在合成方法中尽量不使用和不产生对人类健康和环境有害的物质。

(4)设计具有高利用率、高效率、高性能、低污染的新型涂料

(5)尽量不用有害、有毒的添加剂。

5绿色环保涂料的发展前景

20 世纪70 年代以前，几乎所有涂料都是溶剂型的。70 年代以来，由于溶剂的昂贵价格和降低VOC 排放量的要求日益严格，越来越多的低有机溶剂含量和不含有机溶剂的涂料

得到了大发展。“绿色涂料”中的水性涂料、粉末涂料、高固分涂料等的研究、开发和应用，促进了涂料工业的健康发展。