環(huán)保型涂料種類及應(yīng)用中存在問題淺析

呂柏廷　能子禮超　龍沁

摘要：傳統(tǒng)涂料在大量使用的同時會帶來較為嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，這促使了環(huán)保型涂料的迅速發(fā)展。環(huán)保涂料具有低毒環(huán)保、功能多樣以及制備簡單等特點(diǎn)，越來越受到消費(fèi)者的青睞。本文主要介紹了比較常用的環(huán)保型涂料以及部分新型環(huán)保涂料的種類，并對目前環(huán)保涂料應(yīng)用過程中所存在的主要問題做出簡要的分析，為環(huán)保型涂料產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供一些可供參考的依據(jù)。關(guān)鍵詞：環(huán)保型涂料；新型；涂料種類；存在問題中圖分類號：TQ630.7

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1674-9324（2018）20-0225-02 由于城市化進(jìn)程的不斷加快以及人們對生活品質(zhì)要求的不斷提升，涂料在人們的日常生活中的地位越來越重要，其應(yīng)用范圍和使用量也逐年的擴(kuò)大和提高。然而，傳統(tǒng)的涂料在給人們帶來美觀的裝飾的同時，對于環(huán)境的影響也逐漸引起了人們的重視。涂料行業(yè)目前已經(jīng)被確認(rèn)是大氣污染的主要來源之一[1]。通常情況下，傳統(tǒng)涂料的制取采用有機(jī)物作為溶劑，在涂料的生產(chǎn)、加工以及使用過程中會釋放出大量的揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）以及各種重金屬離子，這無疑會對人們的身體健康和環(huán)境帶來很大的危害[2]。因此近年來，污染低或是無污染、施工條件簡單和資源及能源消耗低的環(huán)保型涂料越來越受到人們的重視，環(huán)保型涂料是目前涂料工業(yè)發(fā)展的主要方向，下面就目前環(huán)保型涂料和新型環(huán)保涂料的種類以及當(dāng)前環(huán)保型涂料應(yīng)用中所存在的問題做以下簡要的歸納和分析。一、環(huán)保型涂料1.水性涂料。水性環(huán)保涂料是指以水為溶解介質(zhì)的涂料，其組成中70%—90%是水，不含有苯、醛類以及鹵代烴等有毒有機(jī)溶劑和甲醛、鉛、鉻等重金屬化合物，具有無毒環(huán)保、基本不含有可揮發(fā)性物質(zhì)、無不友好氣味以及性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，是一種安全無污染的環(huán)保型涂料。水性環(huán)保涂料從生產(chǎn)原料和工藝的不同可分為水可稀釋型涂料、水乳膠型涂料以及乳液型涂料。水可稀釋型涂料在制作過程中以樹脂為主要材料，包括水性聚氨酯和水性醇酸樹脂等材料[3]，通過特定工藝再加工，使得樹脂分子的分子構(gòu)成發(fā)生變化，從而形成可以快速融解到水中的稀釋涂料。水乳膠型涂料也是以樹脂為主要材料來制作，主要采用乳液聚合的方式來完成涂料的生產(chǎn)。乳液型涂料的制備則是通過機(jī)械的作用，使油溶性聚合物快速分散并添加乳化劑，使其溶解到水中。隨著技術(shù)的革新與乳化劑性能的不斷提高，使得乳液型樹脂的防水性和防腐性有了大幅度提升，也拓寬了水性環(huán)保涂料的應(yīng)用范圍。2.高固含量環(huán)保涂料。針對傳統(tǒng)的溶劑型涂料所存在的主要問題，高固含量環(huán)保涂料逐漸發(fā)展起來。高固含量環(huán)保涂料的特點(diǎn)是在保證原有涂料的生產(chǎn)工藝流程以及產(chǎn)品性能的前提下，通過提高涂料中固體組分的含量來盡量降低有機(jī)溶劑在涂料中的比例來實(shí)現(xiàn)減少環(huán)境污染的目的。目前市場上出現(xiàn)的高固涂料的固體含量比傳統(tǒng)涂料高出很多。在傳統(tǒng)的汽車噴漆揮發(fā)量中，中涂漆占22%，色漆占34%，罩光漆占13%，其中色漆所占比例最大。若采用高固色漆來施工，固體成分可以提高兩倍以上，可以降低約70%的色漆VOC排量[4]。高固體含量涂料可以明顯降低VOC的排放量，在一些環(huán)保要求高并且對于涂料的性能要求又不是很嚴(yán)格的情況下，高固含量涂料在各工業(yè)涂裝的應(yīng)用有很大的發(fā)展?jié)摿Γ瑒荼爻蔀槲磥憝h(huán)保型涂料發(fā)展的一個重要方向。3.粉末型環(huán)保涂料。粉末涂料作為新型的固體涂料，是一種不含有溶劑的固體粉末狀涂料，可以真正實(shí)現(xiàn)無VOC外排，對環(huán)境和人體健康基本不構(gòu)成威脅，屬于真正的環(huán)保型涂料。由于粉末涂料以細(xì)微粉末的狀態(tài)存在，因此具有無危害、高效率、節(jié)省資源以及環(huán)境友好等特點(diǎn)。粉末涂料分為熱固性粉末涂料和熱塑性粉末涂料。熱固性粉末涂料通常由熱固性樹脂、固化劑、顏料、填料以及輔助劑等成分組成；熱塑性粉末涂料主要有聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氯乙烯、氯化聚醚、聚酰胺系、纖維素系、聚酯系等。粉末型涂料使用時無需底涂即可獲得足夠厚度的涂膜，可實(shí)現(xiàn)自動化操作，并且涂料涂層致密，具有較好的抗沖擊性、韌性以及優(yōu)良的耐腐蝕性和電絕緣性。此外，粉末涂料存貯和運(yùn)輸安全方便，目前市場上所使用的粉末涂料中，熱固性粉末涂料占90%以上[5]。4.UV涂料。UV涂料是一種高效、節(jié)能、環(huán)保的新型涂料，制備采用紫外線作為能源來引發(fā)反應(yīng)性液體物料快速完全地轉(zhuǎn)變成固體的工藝，具有固化時間短、固化速度快，使用過程中無需外加熱設(shè)備、適用基材廣泛，無污染，自動化操作程度高等優(yōu)良特點(diǎn)[6]。UV涂料分為溶劑型和水性兩種。溶劑型UV涂料具有高固含，而水性UV固化涂料以水為基質(zhì)，其主要成分包括低聚物以及低聚物的水分散體、引發(fā)劑、助劑和填料等。低聚物是水性UV涂料的主要成膜物質(zhì)，按結(jié)構(gòu)與成分可分為聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸酯化聚丙烯酸酯等。水性UV涂料主要分為乳液型、水分散型和水溶型三種類型。乳液型是首先研究和發(fā)展的水性UV涂料，其合成利用乳化作用將低聚物分散在水中，得到低聚物乳液。在低聚物上進(jìn)一步引入親水基團(tuán)，使聚合物發(fā)生自乳化，可以使涂料的耐水性和光澤度均得到提高。水分散型UV涂料利用低聚物中親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)平衡，在水中分散后形成穩(wěn)定的水分散體。水溶型涂料是以水溶性合成樹脂為主要成膜物質(zhì)，水為稀釋劑，加入適量的顏料、填料及輔助材料等，經(jīng)研磨而成的一種涂料。二、環(huán)保型涂料應(yīng)用中存在的問題水性環(huán)保涂料目前受限于較高的生產(chǎn)成本以及在污泥性能上的局限性，使得其推廣有一定的難度。另外，水性涂料在實(shí)際應(yīng)用中還存在以下的問題有待解決：由于水的表面張力較大，污物容易使涂抹產(chǎn)生缺陷，因此對于基材表面要求較高；水性涂料中水的添加量達(dá)到一個臨界點(diǎn)時將不會繼續(xù)降低，所以在涂料的配制過程中對施工人員的要求較高；水性涂料對溫度要求嚴(yán)格，因此運(yùn)輸和貯存條件十分苛刻；水性涂料在一定程度上會對涂裝設(shè)備產(chǎn)生腐蝕作用，需要對設(shè)備另作防腐處理。高固體涂料在配制過程中利用如丙酮等一些不在VOC之列的溶劑作為稀釋劑，但由于丙酮揮發(fā)太快，會造成潛在的火災(zāi)和爆炸的危險(xiǎn)，需要加以嚴(yán)格控制。粉末涂料存在的主要問題為：依靠靜電對基材進(jìn)行上粉，因此對一些形狀不規(guī)則的基材不能形成均勻的涂層，涂抹性能較差；由于粉末涂料的特殊性，需要新安裝單獨(dú)的設(shè)備；烘烤溫度比一般涂料高得多，也不能涂裝大型設(shè)備和熱敏基材。三、結(jié)語綠色環(huán)保涂料正朝著水性化、粉末化、高固體化和新型化等低污染、無公害的方向發(fā)展。由于目前研究的不充分和應(yīng)用的不廣泛，綠色環(huán)保涂料以及其所派生的新型環(huán)保材料仍存在一些問題，但隨著技術(shù)和材料的不斷進(jìn)步，這些問題將會被逐個解決。環(huán)保型涂料必將替代傳統(tǒng)涂料，成為涂料領(lǐng)域發(fā)展的首要方向。參考文獻(xiàn)：[1]阿地里江.綠色涂料的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào)，2011，（14）：100-101.[2]魏巍，王書肖，郝吉明.中國涂料應(yīng)用過程揮發(fā)性有機(jī)物的排放計(jì)算及未來發(fā)展趨勢預(yù)測[J].環(huán)境科學(xué)，2009，30（10）：2809-2815.[3]王炯，李國平.水性聚氨酯的改性研究進(jìn)展[J].高分子材料科學(xué)與工程，2009，25（12）：166-168.[4]柯思潔，胡根喜，孫承羲，等.涂裝環(huán)保新技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用——高固涂裝工藝[C].中國汽車工程學(xué)會年會論文集，2016：1923-1925.[5]王錫春.粉末涂料涂裝的國外現(xiàn)狀及最新動向[J].現(xiàn)代涂料與涂裝，2000，（1）：22-24.[6]尹憲力.UV光固化涂料及其研究進(jìn)展[J].涂料技術(shù)與文摘，2013，（8）：3-6.