人們不斷追求“綠色、環(huán)保、低碳”的生活方式。作為與人們生活息息相關(guān)的涂料產(chǎn)品更是應(yīng)該符合健康、綠色、環(huán)保、低碳的理念。近年來(lái)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。
涂料中可揮發(fā)的有機(jī)化合物對(duì)于環(huán)境及人體的危害強(qiáng)大，而水性涂料相對(duì)于傳統(tǒng)溶劑型涂料能極大地減少VOC的排放，可有效降低了對(duì)環(huán)境的影響。還有助于降低職業(yè)病發(fā)生的潛在機(jī)率，減少火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)和儲(chǔ)存隱患，簡(jiǎn)化及降低企業(yè)通風(fēng)，水處理等方面的流程及成本等。因此水性涂料的發(fā)展是大勢(shì)所趨。
但目前來(lái)看，中國(guó)水性涂料的發(fā)展似乎遇到了些許阻礙，主要表現(xiàn)在技術(shù)革新的加強(qiáng)、大眾認(rèn)知的普及、以及政策法規(guī)的完善這三方面。
我國(guó)對(duì)于水性涂料高性能的主要技術(shù)開(kāi)拓體現(xiàn)在以下幾方面：
１、建筑涂料與防水功能融合
涂料技術(shù)發(fā)展促進(jìn)開(kāi)發(fā)出了一批對(duì)水泥混凝土容忍性好的彈性樹(shù)脂乳液，使得聚合物水泥混凝土類涂抹型防水材料有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，加之對(duì)防水材料的無(wú)毒化、水性化、淺色化要求提高，使得建筑防水出現(xiàn)了剛性防水柔性化、柔性材料高彈化，尤其是立面防水與建筑裝飾涂裝近乎融于一體。這種趨勢(shì)正向室內(nèi)、屋面和地下擴(kuò)展。由于建筑涂料耐水耐污耐久功能要求的提高和建筑立面防水問(wèn)題日益被重視，建筑涂裝與防水功能的融合日益明顯，尤其是建筑物隔熱保溫要求的提高，內(nèi)外保溫層的廣泛使用，保溫層的防水與裝飾保護(hù)對(duì)涂料的依賴日益增加。由于近年涂料耐久性的顯著提高，建筑方面對(duì)防水涂料的使用信心大為增加。
2、高性能助劑、高分散技術(shù)與設(shè)備的開(kāi)發(fā)應(yīng)用
涂料助劑品種繁多，是高技術(shù)機(jī)密性的精細(xì)化工產(chǎn)品，其生產(chǎn)應(yīng)用涉及的技術(shù)面廣。過(guò)去由于國(guó)內(nèi)涂料廠家生產(chǎn)技術(shù)條件有限，對(duì)此不夠重視或難以重視，近年已有較大改觀；眾多的國(guó)內(nèi)外專業(yè)助劑生產(chǎn)公司大量推出助劑新產(chǎn)品，并為銷售其產(chǎn)品而對(duì)涂料生產(chǎn)廠家大大加強(qiáng)了技術(shù)服務(wù)力度。我們從涂料技術(shù)開(kāi)發(fā)與服務(wù)角度也在不遺余力地宣傳：涂料助劑要用得恰當(dāng)，用得精。不能以簡(jiǎn)單的價(jià)錢、用量分好壞，要以恰到好處為原則。這些需要精細(xì)的研究試驗(yàn)。助劑生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品服務(wù)和銷售服務(wù)是代替不了涂料生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)試驗(yàn)的。由于不同成膜物質(zhì)和大量助劑品種上的不斷推陳出新，憑一個(gè)配方開(kāi)涂料廠的年代確實(shí)已經(jīng)成為過(guò)去。
成膜粘結(jié)劑是涂料的基本物質(zhì)基礎(chǔ)；恰當(dāng)?shù)闹鷦?yīng)用是制備性能優(yōu)良的涂料的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，高分散技術(shù)與設(shè)備是高性能涂料制備的工藝保障。這是涂料產(chǎn)品制造的三個(gè)主要技術(shù)環(huán)節(jié)。
涂料還有一個(gè)重要組分就是顏填料。隨著超細(xì)填料的普遍使用，一些新的分散技術(shù)與設(shè)備在涂料生產(chǎn)中得到應(yīng)用。最典型的是高剪切乳化系統(tǒng)取代過(guò)去涂料生產(chǎn)常用的高速攪拌分散—研磨—調(diào)整的工藝流程，連續(xù)流態(tài)工藝取代間歇工藝。新工藝與新設(shè)備的采用，大大提高了對(duì)于涂料配制至關(guān)重要的物料分散性，在提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量保障的同時(shí)，大大減少了先前工藝的多次清洗造成的物料損失和廢水污染處理負(fù)擔(dān)。
3、乳液合成技術(shù)的新進(jìn)展
涂料性能的最基本決定因素是成膜物質(zhì)。水性涂料高性能化的最基本決定因素自然是成膜物的乳液粘結(jié)劑。為實(shí)現(xiàn)水性涂料高性能化，近二三年中，國(guó)內(nèi)外的水性涂料用乳液合成技術(shù)上的主要技術(shù)進(jìn)展在以下方面：
無(wú)皂乳液聚合技術(shù)——為乳膠涂料從根本上改進(jìn)其耐水性提供了技術(shù)與基本物質(zhì)基礎(chǔ)。
自交聯(lián)技術(shù)——為改進(jìn)涂料涂膜硬度以增加其耐沾污性和抗老化性提供了可靠的技術(shù)途徑。
多種功能團(tuán)改性技術(shù)——如有機(jī)硅聚氨酯等不同單體改性丙烯酸聚合乳液及氟硅乳液一大批高性能乳液的出現(xiàn)，為不同性能要求的涂料配制提供了膠結(jié)材料，為開(kāi)發(fā)相應(yīng)的高性能涂料提供了物質(zhì)基礎(chǔ)保障。這些技術(shù)與產(chǎn)品在這二、三年中迅速地經(jīng)國(guó)外公司、國(guó)內(nèi)的合資公司到國(guó)內(nèi)的銷售公司、生產(chǎn)公司、形成技術(shù)擴(kuò)散，逐步擴(kuò)大應(yīng)用。
核殼結(jié)構(gòu)與互穿網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——為調(diào)和乳膠涂料低溫成膜性和高溫抗沾污性矛盾及大幅度降低乳膠涂料的有機(jī)揮發(fā)物配入提供了有力的保障。
4、納米材料與納米技術(shù)應(yīng)用
納米材料與納米技術(shù)是近年利弊參半的炒作進(jìn)入平常百姓話題的一個(gè)高新技術(shù)概念。納米材料和納米技術(shù)確有其神奇之處，納米粒子具有小尺寸效應(yīng)、大比表面積與界面效應(yīng)、量子效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等，只有將這些效應(yīng)真正發(fā)揮出來(lái)，真正達(dá)到較之為的“納米效應(yīng)”，其神奇之處乃現(xiàn)。能為涂料有可能利用的納米效應(yīng)主要有：小尺寸效應(yīng)、大比表面積、界面效應(yīng)與量子效應(yīng)。
小尺寸效應(yīng)——如涂料常用的顏料鈦白粉Ti02和氧化鐵Fe0X，通常已視為微細(xì)、超微細(xì)的粉體，其粒徑在微米（μm）級(jí)范圍內(nèi)越細(xì)、遮蓋力越高。有資料介紹，TiO2粒徑達(dá)到最短波長(zhǎng)可見(jiàn)光的半波長(zhǎng)，即0.2μm左右的水平，其遮蓋力最高。而當(dāng)其粒徑再細(xì)至納米（nm）級(jí)（1～100nm，1000nm=1μm），其對(duì)可見(jiàn)光完全透明，變成全無(wú)遮蓋力。Fe0X亦如此。還有SiOX，在微米級(jí)，對(duì)紫外光無(wú)明顯吸收與反射，而達(dá)到納米級(jí)，則有明顯的吸收與反射屏弊作用。這些特性就可以用來(lái)做無(wú)機(jī)透明顏料用于涂料，大大提高有色涂料的抗老化性。
量子效應(yīng)——當(dāng)粉體進(jìn)入納米級(jí)，粒子尺寸小至某一值時(shí)，原子鍵價(jià)狀況改變，電子能級(jí)由連續(xù)變?yōu)殡x散，分子軌道能級(jí)能隙變寬而呈量子化，將導(dǎo)致一些粉體的光量子吸收催化特性。所謂納米材料在光的作用下催化，殺菌正是這一特性的體現(xiàn)，由此可以制作殺菌和降解有機(jī)物的清潔型涂料。
大比表面積界面效應(yīng)——粉體材料粒徑尺寸從數(shù)微米細(xì)至數(shù)納米，比表面積從約1m2/g降至450m2/g。每個(gè)粉體表面積原子數(shù)占粉體原子數(shù)的比例從1%增至>80%。這個(gè)變化將導(dǎo)致粉粒表面活性大大提高，在涂料中與成膜膠結(jié)物的結(jié)合力大為改觀，便出現(xiàn)了小分子無(wú)機(jī)填料對(duì)高分子有機(jī)物同時(shí)增硬又增韌的奇特現(xiàn)象（一般微米級(jí)填充增硬時(shí)會(huì)隨之降韌）。由此，便可大大改進(jìn)涂料的涂膜性能。
5、氟樹(shù)脂及其涂料技術(shù)
氟樹(shù)脂因其分子結(jié)構(gòu)中的氟碳原子間的強(qiáng)力結(jié)合形成的氟碳鍵的較強(qiáng)鍵能和氟碳鍵的空間效應(yīng)對(duì)氟碳聚合物中的碳碳鏈形成特殊保護(hù)，而具備極為獨(dú)特的優(yōu)良機(jī)械性能和較強(qiáng)的抗老化性能，因而氟樹(shù)脂做成的塑料被稱為塑料王。利用氟樹(shù)脂的這一少有的特性制作的涂料，眾所周知的便是不粘鍋及不沾油排油煙機(jī)的表層不粘涂料。最主要的是用其不沾油不沾水的表面能特性。因其不沾而帶來(lái)的弊處是難粘結(jié)、難涂覆，要使用高溫烘烤的辦法涂覆。將氟樹(shù)脂做成涂料用于建筑涂料涂裝，始于美國(guó)，是用高溫烘烤的辦法涂覆的。在鋁合金板上做成幕墻，耐沾污、抗老化性很好，但極貴，又不能用于現(xiàn)場(chǎng)施工。日本人后來(lái)將其改造成常溫可涂的雙組份反應(yīng)固化型涂料，可用于現(xiàn)場(chǎng)施工。國(guó)內(nèi)前幾年開(kāi)始開(kāi)發(fā)此涂料，并被稱為氟碳漆投入市場(chǎng)。但因其用油性有毒溶劑配制，污染環(huán)境，且涂層不透氣，而且是雙組份產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)攪拌，施工不便，因此近年來(lái)重點(diǎn)進(jìn)入單組份和水性化的開(kāi)發(fā)。筆者及研究組已在水性化開(kāi)發(fā)方面取得了重要研發(fā)成果，申報(bào)了中國(guó)專利，并獲有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。本項(xiàng)技術(shù)成果推介后，反響較大，近一年來(lái)開(kāi)發(fā)水性氟樹(shù)脂，氟樹(shù)脂涂料的進(jìn)程明顯加快。
雖然我國(guó)已經(jīng)躋身涂料第一生產(chǎn)大國(guó)，但人均使用量依舊很低，消費(fèi)者對(duì)水性漆的產(chǎn)品性能并不了解，裝修過(guò)程中，更多的是聽(tīng)從油漆工建議，選擇涂料產(chǎn)品進(jìn)行涂刷。同時(shí)由于我國(guó)涂料企業(yè)規(guī)模較小，不具備普及推廣產(chǎn)品的投資能力，也導(dǎo)致水性漆在推廣中乏力，不能直面消費(fèi)者。因此，涂料需要潛移默化向消費(fèi)者滲透水性漆對(duì)于健康和環(huán)保的重要意義，拉動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的運(yùn)轉(zhuǎn)。利用不同的推廣方式，讓消費(fèi)者真正了解水性漆的涵義，以縮短中國(guó)涂料工業(yè)與世界先進(jìn)國(guó)家之間的差距，讓消費(fèi)者感受到真正的“健康、環(huán)保、安全”。
油性涂料被應(yīng)用已經(jīng)有很長(zhǎng)歷史了，其被取代不是一朝一夕的事，需要全世界的涂料工作者不懈的努力和推廣。在漫長(zhǎng)的過(guò)程中，各個(gè)環(huán)節(jié)都要面臨很大的挑戰(zhàn)，產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品推廣、產(chǎn)品施工，需要各階段人群態(tài)度的轉(zhuǎn)變，配方的轉(zhuǎn)變，設(shè)備的轉(zhuǎn)變，施工工藝的轉(zhuǎn)變等等，即是整個(gè)水性漆產(chǎn)業(yè)鏈與油性漆的不同，均要涂料企業(yè)進(jìn)行綜合考量。我國(guó)油性木器漆的施工工藝已經(jīng)非常成熟，由于油性木器漆的各種性能已經(jīng)在人們心中根深蒂固，與水性漆某些不夠全面的性能對(duì)比，人們?nèi)耘f選擇油性木器漆作為施工推薦但無(wú)可否認(rèn)的是，水性涂料取代溶劑型涂料是工業(yè)和社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。涂料水性化不是一蹴而就的事情，是需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展的過(guò)程，被消費(fèi)者熟悉并最終接受。
在過(guò)去，我國(guó)實(shí)施的涂料行業(yè)法規(guī)對(duì)環(huán)保概念的體現(xiàn)就很有限，所實(shí)施的一些法規(guī)都已經(jīng)過(guò)時(shí)。然而近兩年，我國(guó)政府也積極采取措施，對(duì)過(guò)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修改的完善，比如：2009年9月1日實(shí)施的GB18583-2008《室內(nèi)裝飾裝修材料膠粘劑中有害物質(zhì)限量》、2008年10月1日實(shí)施的GB18582-2008《室內(nèi)裝飾裝修材料內(nèi)墻涂料中有害物質(zhì)限量》及正在報(bào)批過(guò)程中的GB18581-2008《室內(nèi)裝飾裝修材料溶劑型木器涂料中有害物質(zhì)限量》均是我國(guó)在標(biāo)準(zhǔn)工作中所做積極努力的表現(xiàn)。
回顧歐美等國(guó)的水性涂料發(fā)展歷史，政策法規(guī)在其中扮演了至關(guān)重要的角色，相繼出臺(tái)的嚴(yán)厲政策法規(guī)迫使很多的涂料企業(yè)不得不進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)，走上水性化的道路。相反，由于政策法規(guī)的不完善使得涂料企業(yè)沒(méi)有真正重視水性涂料的發(fā)展，而企業(yè)的短視會(huì)造成對(duì)水性涂料市場(chǎng)的投入不大，從而不能影響消費(fèi)者實(shí)現(xiàn)最終的購(gòu)買行為，而消費(fèi)者的行為又會(huì)影響政策規(guī)范制定者及企業(yè)對(duì)水性涂料市場(chǎng)的判斷。
總的來(lái)說(shuō)，相對(duì)于國(guó)外涂料企業(yè)來(lái)說(shuō)，我國(guó)涂料企業(yè)相對(duì)規(guī)模較小，對(duì)水性化技術(shù)的掌握與大型企業(yè)或國(guó)外涂料企業(yè)還有很大差距，隨著消費(fèi)者對(duì)涂料環(huán)保性要求越來(lái)越高，國(guó)內(nèi)大中型企業(yè)現(xiàn)在正投入力量，提高研發(fā)能力，積極與高科技接軌。
相關(guān)標(biāo)簽：涂料助劑