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綠色環(huán)保涂料發(fā)展現(xiàn)狀研究

現(xiàn)在家居裝修的人們越來越追求綠色環(huán)保涂料，新型涂料，功能型涂料。其實，綠色環(huán)保不僅僅是涂料產(chǎn)品本身的要求，綠色環(huán)保是對涂料“健康、環(huán)保、安全”屬性的評價，包括對生產(chǎn)原料、生產(chǎn)過程、施工過程、使用過程和廢棄物處置五大環(huán)節(jié)的分項評價和綜合評價。

綠色環(huán)保涂料發(fā)展現(xiàn)狀研究

當前對綠色環(huán)保涂料的要求主要表現(xiàn)在兩個方面：一方面，在涂料的生產(chǎn)過程中減少揮發(fā)性有機物的總量，減少由揮發(fā)所造成的環(huán)境危害;另一方面，有機物總量減少的同時要控制有機物的毒性，避免在生產(chǎn)、施工和長期使用過程中造成相關人員的中毒。

1綠色環(huán)保涂料的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1隔熱涂料

為了達到良好的建筑物以及裝置設備的隔熱降溫的目的，同時降低能源消耗，減少二氧化碳排放量，近年來，隔熱涂料的發(fā)展迅速。隔熱的原理主要有阻隔、反射和輻射型，在實際應用中以反射和輻射型居多。

反射型隔熱涂料主要通過高反射率涂層來反射太陽光達到隔熱的目的，其材料的選擇多種多樣，可以是樹脂、金屬或者金屬氧化物等。隔熱填充材料的選擇對于隔熱效果相當重要，一般要求對可見光和近紅外光的吸收越少越好，同時對涂料的施工厚度也有一定的要求，如采用水性硅丙樹脂、絹云母和空心微珠所制備的涂料，最佳厚度在500μm。輻射性隔熱涂料的作用機理是以熱發(fā)射的形式將吸收的熱量輻射出去，達到隔熱的效果。輻射性隔熱涂料的顯著特點是可以在涂層的內外層以相同的速率降溫。所以，輻射型涂料的研究有著積極的意義。當前，輻射型材料的選擇主要集中于紅外輻射率高的系列金屬氧化物，例如Fe2O3、MnO2。

1.2抗菌涂料

綠色環(huán)保功能涂料中，抗菌涂料越來越引起人們的關注。目前，抗菌涂料的制備主要通過在涂料中添加抗菌劑實現(xiàn)。抗菌劑可以選擇天然抗菌劑、有機抗菌劑和無機抗菌劑。天然抗菌劑安全、無毒、方便，但穩(wěn)定性差、壽命短、使用范圍狹窄，使得其在使用中有很大的限制。有機抗菌劑的使用效果好，合成制備較簡單、品種多、范圍廣，但容易產(chǎn)生抗藥性并且容易導致對人體產(chǎn)生毒副作用，因而它的使用具有局限性。無機抗菌劑在各方面的性能都優(yōu)于前二者，因此在工業(yè)生產(chǎn)中得到了大量使用。實驗證明，無機抗菌劑中的金屬離子從抗菌劑中溶出，可以使得生物體中的蛋白質產(chǎn)生變性，從而簡單地實現(xiàn)了抗菌的效果，例如現(xiàn)在常用添加的Ag+、Zn+、Cu+等。也有無機抗菌劑的主要成分是金屬氧化物，通過氧化物在光照下，尤其是紫外光的照射下所產(chǎn)生的活性物質，與微生物體之間發(fā)生化學反應，產(chǎn)生滅菌效果，現(xiàn)在常用的添加劑是TiO2和ZnO。

1.3負離子功能涂料

隨著人們對生活質量要求的不斷提高，對家裝涂料的健康要求也在不斷上升。涂料中的各種有害的物質，如醛、苯、氨以及重金屬嚴重污染室內環(huán)境，影響人們的身體健康。負離子功能涂料主要通過電磁場機理，在涂料中添加了一些電、磁性物質顆粒，如Fe3O4、電氣石等，在使用過程中持續(xù)產(chǎn)生電磁場，促使空氣中的水分子產(chǎn)生負離子，達到凈化室內空氣的良好效果，只要涂料沒有脫落，效果就持續(xù)存在，持續(xù)性和有效性優(yōu)于普通的抗菌涂料，例如北京方浩賽陽科技有限公司生產(chǎn)的以電氣石晶體為主要功能材料成分的醫(yī)用負離子涂料。

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1.4防火安全涂料

防火涂料作為一種功能型材料，對于防火阻燃有著重要的作用。防火涂料的研究近年來迅速發(fā)展。防火涂料一般可分為膨脹型和非膨脹型兩種阻燃耐火體系。目前，國內應用的比較多的是聚磷酸銨(app)/三聚氰胺(MEL)/季戊四醇(PE)阻燃耐火體系，該體系在火場中發(fā)生化學反應形成阻燃碳層的同時會產(chǎn)生大量有毒氣體，造成二次污染并對人體產(chǎn)生危害，在火場中容易導致人員傷亡。因此，對于防火涂料的環(huán)保要求主要來源于對阻燃耐火體系具體物質的選擇。國外已經(jīng)開發(fā)出新型無毒并符合國際生態(tài)安全標準的涂料配方，并已投入實際應用。

1.5防污海洋環(huán)保涂料

對于海上船舶而言，海洋是一個極為復雜的環(huán)境，大約有兩千多種污損海洋生物。這些污損生物的附著會使得船底腐蝕污損、摩擦力增大導致浪費能源。據(jù)統(tǒng)計，海洋生物污損給全球每年約造成300億美元的經(jīng)濟損失。廣泛使用的傳統(tǒng)防污劑效果雖好，但由于含有銅、汞、鋅、錫等重污染物，造成嚴重的環(huán)境破壞。國際海事組織(IMO)明確規(guī)定，從2017年1月1日起，所有運營艦船將不得使用此類涂料[6]。因此，既要防止船舶污損，又要防止污染環(huán)境，防污環(huán)保海洋涂料成為當前的研究熱點。當前，已經(jīng)商品化的低毒防污涂料主要是無錫自拋光涂料(TF-SPC)，這種涂料在海水中可以自行拋光，保持船體表面的光滑性和防污性。立邦漆、日本關西涂料、佐敦涂料等均有商品在市場銷售。

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2發(fā)展前景展望

2.1特定功能不斷細分

當前功能涂料是以完成一個功能為主的涂料。隨著對涂料的作用機理、流變特性及配方工藝研究的不斷深入。功能涂料的分類將不斷細化，功能的實現(xiàn)更加具有針對性和目的性。如在醫(yī)院中不同區(qū)域有針對性使用的各種抗菌涂料。

2.2使用簡單，技術要求降低，效果持久

從經(jīng)濟的角度考慮，更多的施工方便、效果持久的功能涂料將被開發(fā)出來。而施工復雜、功能效果持續(xù)時間短的功能涂料將逐漸淡出市場。如建筑物外墻涂料、海洋船舶的防污防腐涂料等。

2.3環(huán)保要求更高

綠色、健康、對人無害是涂料環(huán)保的最終要求。人們對環(huán)境和自身健康的重視程度不斷加強，對環(huán)保涂料的要求將不斷提高。

對容易造成污染，尤其是容易造成二次污染的涂料，如防火涂料等，不僅在工藝體系上進行不斷改進，并且改進配方，以達到真正的綠色環(huán)保效果。

3結語

涂料有著悠久的發(fā)展歷史。隨著人類社會的進步，對涂料的要求將越來越高。盡管當前已經(jīng)開發(fā)出各種涂料，但還難以完全符合人們對綠色化、功能化、個性化的要求，仍然有許多問題等待解決。隨著人們認識的不斷提高，科學技術手段的不斷完善，綠色功能涂料將得到更大的發(fā)展。

綠色環(huán)保功能涂料的發(fā)展現(xiàn)狀研究2017-05-16 14:22 | #2樓

1綠色環(huán)保涂料的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1隔熱涂料

反射型隔熱涂料主要通過高反射率涂層來反射太陽光達到隔熱的目的，其材料的選擇多種多樣，可以是樹脂、金屬或者金屬氧化物等。

隔熱填充材料的選擇對于隔熱效果相當重要，一般要求對可見光和近紅外光的吸收越少越好，同時對涂料的施工厚度也有一定的要求，如采用水性硅丙樹脂、絹云母和空心微珠所制備的涂料，最佳厚度在500μm[2]。

輻射性隔熱涂料的作用機理是以熱發(fā)射的形式將吸收的熱量輻射出去，達到隔熱的效果。輻射性隔熱涂料的顯著特點是可以在涂層的內外層以相同的速率降溫。

所以，輻射型涂料的研究有著積極的意義。當前，輻射型材料的選擇主要集中于紅外輻射率高的系列金屬氧化物，例如Fe2O3、MnO2[3]。

1.2抗菌涂料

綠色環(huán)保功能涂料中，抗菌涂料越來越引起人們的關注。目前，抗菌涂料的制備主要通過在涂料中添加抗菌劑實現(xiàn)。抗菌劑可以選擇天然抗菌劑、有機抗菌劑和無機抗菌劑。天然抗菌劑安全、無毒、方便，但穩(wěn)定性差、壽命短、使用范圍狹窄，使得其在使用中有很大的限制。

有機抗菌劑的使用效果好，合成制備較簡單、品種多、范圍廣，但容易產(chǎn)生抗藥性并且容易導致對人體產(chǎn)生毒副作用，因而它的使用具有局限性。

無機抗菌劑在各方面的性能都優(yōu)于前二者，因此在工業(yè)生產(chǎn)中得到了大量使用。

實驗證明，無機抗菌劑中的金屬離子從抗菌劑中溶出，可以使得生物體中的蛋白質產(chǎn)生變性，從而簡單地實現(xiàn)了抗菌的效果，例如現(xiàn)在常用添加的Ag+、Zn+、Cu+等。

也有無機抗菌劑的主要成分是金屬氧化物，通過氧化物在光照下，尤其是紫外光的照射下所產(chǎn)生的活性物質，與微生物體之間發(fā)生化學反應，產(chǎn)生滅菌效果，現(xiàn)在常用的添加劑是TiO2和ZnO。

1.3負離子功能涂料

隨著人們對生活質量要求的不斷提高，對家裝涂料的健康要求也在不斷上升。涂料中的各種有害的物質，如醛、苯、氨以及重金屬嚴重污染室內環(huán)境，影響人們的身體健康。

負離子功能涂料主要通過電磁場機理，在涂料中添加了一些電、磁性物質顆粒，如Fe3O4、電氣石等，在使用過程中持續(xù)產(chǎn)生電磁場，促使空氣中的水分子產(chǎn)生負離子，達到凈化室內空氣的良好效果，只要涂料沒有脫落，效果就持續(xù)存在，持續(xù)性和有效性優(yōu)于普通的抗菌涂料，例如北京方浩賽陽科技有限公司生產(chǎn)的以電氣石晶體為主要功能材料成分的醫(yī)用負離子涂料[4]。

1.4防火安全涂料

防火涂料作為一種功能型材料，對于防火阻燃有著重要的作用。防火涂料的研究近年來迅速發(fā)展。防火涂料一般可分為膨脹型和非膨脹型兩種阻燃耐火

體系。目前，國內應用的比較多的是聚磷酸銨(app)/三聚氰胺(MEL)/季戊四醇(PE)阻燃耐火體系，該體系在火場中發(fā)生化學反應形成阻燃碳層的同時會產(chǎn)生大量有毒氣體，造成二次污染并對人體產(chǎn)生危害，在火場中容易導致人員傷亡。

因此，對于防火涂料的環(huán)保要求主要來源于對阻燃耐火體系具體物質的選擇。國外已經(jīng)開發(fā)出新型無毒并符合國際生態(tài)安全標準的涂料配方，并已投入實際應用[5]。