绿色环保功能涂料的发展现状研究

绿色环保功能涂料的发展现状研究

2011年11月04日08:53防腐涂料网

徐斌

（扬州工业职业技术学院，江苏扬州225127）

[摘要]介绍了符合环保要求的绿色功能涂料，结合功能涂料的发展趋势，阐述了抗菌、防火、防污等新型绿色环保功能涂料的现状，并展望了未来新型环保功能涂料的发展前景。

[关键词]绿色；涂料；进展

[中图分类号]TQ63 [文献标识码]A [文章编号]1003-5095(2010）06-0046-02

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[1]。当前对绿色环保涂料的要求主要表现在两个方面：一方面，在涂料的生产过程中减少挥发性有机物的总量，减少由挥发所造成的环境危害；另一方面，有机物总量减少的同时要控制有机物的毒性，避免在生产、施工和长期使用过程中造成相关人员的中毒。

1绿色环保涂料的发展现状

1.1隔热涂料

为了达到良好的建筑物以及装置设备的隔热降温的目的，同时降低能源消耗，减少二氧化碳排放量，近年来，隔热涂料的发展迅速。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。

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500μm[2]。

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，例如Fe2O3、MnO2[3]。

1.2抗菌涂料

绿色环保功能涂料中，抗菌涂料越来越引起人们的关注。目前，抗菌涂料的制备主要通过在涂料中添加抗菌剂实现。抗菌剂可以选择天然抗菌剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂。天然抗菌剂安全、无毒、方便，但稳定性差、寿命短、使用范围狭窄，使得其在使用中有很大的限制。

有机抗菌剂的使用效果好，合成制备较简单、品种多、范围广，但容易产生抗药性并且容易导致对人体产生毒副作用，因而它的使用具有局限性。

无机抗菌剂在各方面的性能都优于前二者，因此在工业生产中得到了大量使用。

实验证明，无机抗菌剂中的金属离子从抗菌剂中溶出，可以使得生物体中的蛋白质产生变性，从而简单地实现了抗菌的效果，例如现在常用添加的Ag+、Zn+、Cu+等。

也有无机抗菌剂的主要成分是金属氧化物，通过氧化物在光照下，尤其是紫外光的照射下所产生的活性物质，与微生物体之间发生化学反应，产生灭菌效果，现在常用的添加剂是TiO2和ZnO。

1.3负离子功能涂料

随着人们对生活质量要求的不断提高，对家装涂料的健康要求也在不断上升。涂料中的各种有害的物质，如醛、苯、氨以及重金属严重污染室内环境，影响人们的身体健康。

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，例如北京方浩赛阳科技有限公司生产的以电气石晶体为主要功能材料成分的医用负离子涂料[4]。

1.4防火安全涂料

防火涂料作为一种功能型材料，对于防火阻燃有着重要的作用。防火涂料的研究近年来迅速发展。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，国内应用的比较多的是聚磷酸铵(app)/三聚氰胺(MEL)/季戊四醇(PE)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[5]。

1.5防污海洋环保涂料

对于海上船舶而言，海洋是一个极为复杂的环境，大约有两千多种污损海洋生物。这些污损生物的附着会使得船底腐蚀污损、摩擦力增大导致浪费能源。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。国际海事组织(IMO)明确规定，从2008年1

月1日起，所有运营舰船将不得使用此类涂料[6]。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。当前，已经商品化的低毒防污涂料主要是无锡

自抛光涂料(TF-SPC)，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。立邦漆、日本关西涂料、佐敦涂料等均有商品在市场销售。

2发展前景展望

2.1特定功能不断细分

当前功能涂料是以完成一个功能为主的涂料。随着对涂料的作用机理、流变特性及配方工艺研究的不断深入。功能涂料的分类将不断细化，功能的实现更加具有针对性和目的性。如在医院中不同区域有针对性使用的各种抗菌涂料。

2.2使用简单，技术要求降低，效果持久

从经济的角度考虑，更多的施工方便、效果持久的功能涂料将被开发出来。而施工复杂、功能效果持续时间短的功能涂料将逐渐淡出市场。如建筑物外墙涂料、海洋船舶的防污防腐涂料等。

2.3环保要求更高

绿色、健康、对人无害是涂料环保的最终要求。人们对环境和自身健康的重视程度不断加强，对环保涂料的要求将不断提高。

对容易造成污染，尤其是容易造成二次污染的涂料，如防火涂料等，不仅在工艺体系上进行不断改进，并且改进配方，以达到真正的绿色环保效果。

3结语

涂料有着悠久的发展历史。随着人类社会的进步，对涂料的要求将越来越高。尽管当前已经开发出各种涂料，但还难以完全符合人们对绿色化、功能化、个性化的要求，仍然有许多问题等待解决。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。

[参考文献]

[1]王翔.浅谈绿色环保涂料与健康[J].宁德师专学报(自然科学

版),2009,21(2):135-138.

[2]陈中华,姜疆,张贵军,等.复合型建筑隔热涂料的研制[J].太阳能学

报,2008,29(3):257-262.

[3]冯春霞,陈建华,胡旭,等.辐射型隔热涂料的研究[J].常熟理工学院学报(自然科学版),2007,21(4):75-79.

[4]周广德.生态彩色负离子内墙干粉涂料的研究[J].新型建材与施工技

术,2008,(1):17-21.

[5]王苹.新型环保功能涂料的研究进展[J].涂料技术与文摘,2008，(4):6-8.