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[转帖]我国涂料工业技术的未来发展趋势（2010-03-11 11:15:09）
标签：水基涂料 环保型涂料 无机涂料 零VOC乳胶涂料
摘要：本文简单分析了当今涂料工业技术的发展方向并阐述了未来高新科技在涂料中的应用和重点。
进入21世纪的第一个十年中，随着科学技术的进步和经济、社会的发展，以及国家对于基础建设的投入力度加大，涂料工业工业有了很大的发展，同时也遇到前所未有的发展机遇和挑战。涂料的发展指标已成为衡量一个国家国民经济发展程度的重要标志之一。
经过改革开放的30年，国家在科研技术上的积累，各种新型技术应用于社会生产的各个方面，同时由于社会对于环保和节能减排理念的深入以及对涂料功能要求的提高，促使着涂料的发展呈现的环保、节能、多功能化的方向发展。
1.涂料的分类
(1)按部位不同，油漆主要分为墙漆、木器漆和金属漆。墙漆包括了外墙漆、内墙漆和顶面漆，它主要是乳胶漆等品种；木漆主要有硝基漆、聚氨脂漆等等，金属漆主要是磁漆。
(2)按状态不同，油漆又可分为水性漆和油性漆。乳胶漆是主要的水性漆，而硝基漆、聚氨酯漆类多属油性
(3)按功能不同，油漆又可分为很多种：防水漆、防火漆、防霉漆、防蚊漆、及具有多种功能的多功能漆等等。
(4)按作用形态又可分为挥发性漆和不挥发性漆。
(5)按表面效果上来分，又可分为透明漆、半透明漆和不透明漆。
2.涂料的发展方向
2.1水性化和环保节能
80国际环境保护法颁布后，欧美等西方国家先后提出了发展涂料工业的三大前提，分别是无污染、省资源、耗能低，同时又划定了以经济、效率、生态、能源四大原则。各国按照这三大前提和四个基本原则，积极研究和吸收高新科技成果。以次为发展方向，传统的涂料工业相较过去在环保和节能节拍方面有了飞速的发展，同时也给社会带来了环保，节省能耗的新理念。同时我国也相应的不断制定和修改新的涂料在环境保护和降低能源消耗方面的标准，这样也促进了我国涂料行业的规范以及企业在节能减排方面研究投入加大。
2.1.1水基涂料
自涂料发明到上世80年代，各国基本上还是以溶剂型涂料为主，虽然它有着诸如配方体系成熟、成膜效果好的优点，但是显而易见也给人们带来了环境污染，损害身体健康、消耗能源等负面影响。水由于其无毒无臭、不易燃以及取材方便的特点，自上世纪60年代逐步被引入涂料中后，得到了人们的推崇，它不仅可以降低涂料的成本和施工中由于有机溶剂存在而导致的火灾，也大大降低了VOC。虽然现在水基涂料使用量已占所有涂料的一半左右。但是目前主要还是应用于建筑涂料的乳胶漆中。水基涂料在工业漆和木器漆中也有所应用，但是面临着成本高、饰面效果不佳等诸多限制。
随着世界各国对于涂料中挥发性有机物含量的严格限定以及对重金属含量的要求，水性涂料将会得到越来越广泛的应用。
个企业对如何能在油性涂料占统治地位的工业漆、木器漆等领域对产品的水性化的研究一直在进行不懈的探索，涂料水性化是涂料行业未来的一个总的发展趋势。
2.1.2环保型涂料
说到环保不得不提VOC，随着人们对环境保护以及自身健康重视的加深，VOC也越来越被人们所认识。简单说来VOC是挥发性有机化合物(volatileorganiccompounds)的英文缩写。各国对于VOC含量的标准也不一而同。
我国在《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》中对内墙涂料中ＶＯＣ含量的要求是：不得高于每升２００克。国外发达国家对涂料中ＶＯＣ含量的限制很严格。以欧盟而言，一类（亚光类）涂料不得高于每升３０克，二类（有光类）不得高于每升２００克；而在国内，国家环保总局最新发布的水性内墙涂料环境标志产品认证要求规定，ＶＯＣ不得高于每升１００克；北京市制定的《室内装饰装修涂料安全健康质量评价规则》，对ＶＯＣ的要求是必须在每升１２５克以下。
目前各个涂料企业也相继的推出了VOC含量在200g/l的低VOC涂料，有些国外品牌的大公司甚至达到了20g/l。但是最总的目标是完全到达零VOC的排放。目前科研部门[1]通过乳液液合成和助剂选择两方面解决了消除VOC的方法，利用核壳乳液聚合，引入功能性单体和软硬乳液混拼等思路解决乳液的高玻璃化（Tg）和最低成膜温度（MFT）之间的矛盾。
2.1.3无机涂料
随着全球范围内对环境和健康的重视，无机建筑涂料以其优良的环保性和耐候性已经得到了普遍的重视。无机建筑涂料以水玻璃、硅溶胶等为主要原料，这些原料直接取材于自然界，它的生产对环境污染小、能耗低，无环境及健康方面的不良影响，属环境友好性涂料。
2.1.4高固含涂料
涂料生产中，钛白粉的应用能提高产品的遮盖力和对比率等关键性能，但是钛白粉的生产对项环境造成很大的污染，同时又是非常的消耗能源，不符合现在的节能减排、环保的理念，所以欧美等发达国家已经将钛白粉的生产逐步转移到第三世界国家，这给发展中国家的环境带来了不小的负面作用。高固含涂料的开发从这方面可以适当的解决减少使用钛白粉的问题，目前一些高固含产品已经推上市场，但是如何克服高固含带来的一系列降低涂膜性能的问题，将是涂料企业需要进一步研究的，这不是单一方面的问题，这需要从配方体系，材料科学以及高新产品的应用等着手，是一个系统工程。
2.1.5保温节能涂料
外墙外保温是20世纪70年代全球石油危机的产物。为缓解能源危机，欧洲国家大范围采取了政策性、技术性应对措施，其中就有房屋的保温。我国的建筑能耗总量逐年上升，在能源总消费量中所占的比例已从上世纪七十年代末的10％，上升到近年的27.45％，而且这种增速越来越快；美国的建筑能耗在能源总消费量中所占的比例已经达到了34％。可见建筑节能是世界各国都需解决的一个迫切问题。
根据我国建筑节能发展的基本目标：新建采暖居住建筑1986年起，在1980～1981年当地通用设计能耗水平基础上普遍降低30%，为第一阶段；1996年起在达到第一阶段要求的基础上再节能30%，（即总节能50%）为第二阶段；2005年起在达到第二阶段要求基础上再节能30%（即总节能65%）为第三阶段。
目前国内的外墙保温技术还处于起步阶段，一般的外墙保温还是依靠阻燃型模塑聚苯乙烯泡沫板(EPS)和挤塑板（XPS）来达到保温的效果，这种方法给施工带来了成本高，周期长等不利因素，同时塑料板材是从石油提取物衍生而来的，对于资源能源也的消耗也是不小的挑战。所以如何能单单依靠薄薄的一层涂层就能达到保温节能的效果，这对涂料行业今后的发展提出一个较高的要求。现在已经有科研单位和企业在这方面进行了相关的工作。
2.2高性能涂料
2.2.1氟碳涂料
随着对环境保护的重视，水性氟涂料、氟聚合乳液已成为研究的重点。氟碳涂料被列为我国“十五”规划重点开发产品，它作为一种高科技功能性涂料和一种全新的表面装饰材料，基本覆盖了目前市场上流行的聚氨酯、有机硅、丙烯酸树脂涂料的优良性能，其附着力、强度、硬度、耐化学品性、耐盐雾、耐老化及耐沾污性等技术参数均高于普通涂料。
2.3纳米材料和技术在涂料中的应用
纳米材料是指在三维空间中至少有一维长度在0.1-100nm范围内的或具有纳米结构的材料。按化学组成可分为:纳米金属、纳米晶体、纳米陶瓷、纳米玻璃、纳米高分子和纳米复合材料等。由于纳米材料具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和一些奇异的光、电、磁等性能，将其用于涂料中后，除了可以改性传统涂料外，更为重要的是可以制备各种功能涂料，如具有抗辐射、耐老化、抗菌杀菌、隐身等特殊功能的涂料。
现在已经有纳米的罩面材料应用于外墙涂料上，使得涂层的耐沾污、抗老化等性能达到了较大的提升。未来纳米材料应用于涂料的关键是如何能够更好的将纳米材料很好的分散在体系中并不形成二次团聚，以及如何搭配使用这些纳米材料使其能发挥更大的效用。
2.4涂料生产废水的回用
涂料生产是一个对环境进行破坏的一个活动，其中废料和废水的回收利用是降低涂料生产污染并节约开支的一个重要的课题。个企业对于这个问题也想出各种各样的办法加以解决。对于白漆生产中的洗缸水当然可以作为下缸涂料的生产用水，通过实验也证明对于产品的指标无影响。但是调色漆的洗缸水一般是直接作为废水排放到后续水处理进行沉淀，然后废弃。这不仅给生产带来了浪费也给企业的废水处理带来了不小的负担。
对于有色废水的再利用有些企业也在进行试验，并且有了进展。一般是直接对于水处理后的沉淀（一般沉淀都为灰色）进行再分散，但由于颜色的原因一般都只能用于生产灰色系的调色漆，局限较大。所以如何能更好的利用这部分有色废水，不啻是一个环保、节能减排的方法，需要各个科研单位和企业进行进一步的研究探讨。
3.结语
回顾涂料行业的发展和未来的趋势，环保、节能减排、纳米技术等高新科技的应用将是未来涂料发展的重点，如何能不断的推出适合社会发展的产品将是行业面临的挑战，但也孕育着很大的机遇。只有看起前方的道路，做好发展的规划，才能在市场的竞争中立于不败之地。
参考文献：[1].张心亚孙志娟黄洪黎永津陈焕钦《零VOC乳胶涂料的研究进展》[J].材料导报，2006，（8）