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低VOC水性工业涂料的成幼表面pdf
添加时间: 2019-08-24

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  低VOC水性工业涂料的成长概况 侯佩平易近王 晓徐元浩刘登良 毛蕾蕾 海洋化工研究院海洋涂料国度沉点试验室,山东青岛 266071 摘要:次要概述了成长低VOC的工业涂料的意义,以及国表里低VOC工业涂料的成长概况。 环节词:低VOC涂料 ; 工业涂料 手艺进展一¨…………一 害人体健康,导致农做物减产、形成材料老化加快及生态系统的。圭II}统计,涂料行业到人气中的 VOC成为仪次干汽车尾气风险的第二大次要来历12I。 以我由于例,2010年我国涂料产量达到966.6万t,此中溶剂犁涂料占52.1%。据推算昔时涂料行业 溶剂用量达到432.5万t,约占令l玉IVOC排放总量的14A%。这些溶剂正在施工时令部挥发到人气中幢l,不仪暨 严承污染,并且形成石油资本材料的华侈,冈而开辟环保型涂料,降低涂料VOC,对于节约资本、保 2 护、实现平安出产,都具有十分主要的意义。 年 3 VOC的法令律例 纲要TA—LⅥ丌。1988年H本制定了碳化氧排出指点方针。1990年美国通过的《洁净空气法批改案》 提出了汽车涂拆过程巾排放物溶剂节制指令。 2005年美国中大西洋地K6个州和哥伦比哑特区针对建建涂料和工业涂料启用更为严酷的 国涂料工业协会防腐涂料分会年会 VOC律例,将平面内墙和外墙涂料的VOC含量正在100g/L;非平面的内墙和外墙涂料的VOC含量限 第五届国际海洋取沉防腐涂料及涂拆手艺研讨会 制住150 g, g/L;非平面的高光泽涂料的VOC含量住250g/L;工业涂料的VOC含量正在350 L,此中底漆和中涂的VOC含量正在250e,rt,。 鉴于欧美困家对涂猜中VOC的严酷要求,我国也越来越雨视涂猜中VOC的问题,国度质检总局 粉饰拆修材料溶剂犁木器涂猜中无害物质限量》和GBl8582-2001((室内粉饰材料内墙涂料无害物质限 量尺度》自2002年7fl1日起市场发卖不合适强制性尺度的产物。2005年国度总局公布 了HJ/T201-2005《标记产物手艺要求-水性涂料》明白了水性工业涂料产物的要求挥发性无机化 合物的含量要求小于250 g/L。 4国表里低VOC水性工业涂料成长情况 4.1国外低VOC水性工业涂料成长概况 4.1.1国外低VOC水性工业涂料的研发 为应对14益严酷的环保律例.各大出名树脂和帮剂制制商做出了很大的勤奋进行了手艺性改革,开 发了很多低VOC的涂料用原材料投入市场。 做为水性聚氯酯的发现者拜耳公司,为应对VOC法令律例的要求,别离斥地了具有较低的可挥发有 机化合物排放量的新产物Bayhydyr和Bayhydrol系列,除具有低VOC特征外,还具有易于洁净等长处。 迈图公司做为环钮树脂产物开辟前锋,先后推出了第一代的水溶性胺固化液体环氧树脂、第二代的 水溶性胺固化固体环氧乳液、第三代无机胺溶液固化多功能同体环氧分离体、无机胺乳液固化固 除具有低VOC的环保特征外,还具有高崮含量的特点,机能卜还能够取保守溶剂犁相媲美14】。 迈I冬I开辟的低VOC值无机硅类帮剂产物,除了给水性和溶剂型涂料系统供给优异的流动和流,F的 机能外,还能够给涂层添加光泽、滑度、耐磨和降低摩擦系数,提高涂层的防腐机能和取基材的附出力【4I。 罗地弧公司开辟低VOC含量的无机物聚结剂,以期取代伊士曼公刮的Texanol膊酯产物,因后者的 VOC含最匕经不克不及满脚最新的法令律例的要求,新品不单降低乳胶的玻璃化改变温度,能够加速涂料干 燥速度,并具有优良的成膜性瞪J。 伊士曼化工公司开辟了具有{氐voc含量、由水可分离松喷鼻和水可分离聚合物构成的具有耽误涂料 湿边和时I.日J的添加剂,通过添加该帮剂,能够提高涂料的擦湿边时间、时I.日J、抗粘连性、光泽度、 lIii寸擦洗性、指压干时间、指触下时间和泛黄度等№I。 ⑨ ……………··手艺进展 ! 挪威佐敦涂料做为工业涂料的研究和出产的国际性大公司,针对VOC法令律例,开辟了 ; : WaterFine系列产物,包罗水性环氧防锈底漆、水性富锌底漆、永性无机硅酸锌底漆和独身1分丙烯酸面漆 ;第 ;五 4部门,这4类产物除具有溶剂型涂料的优异的防腐机能和外不雅。还具有成本低和优良效益等特点, 能满脚欧洲国度挥发性无机化合物律例要求进行利用。 用寿命;树立了一个全新盼‘绿色产物”的抽象;Ceramiclear@清漆具有抗刮擦、抗毁伤、抗酸蚀的分析 能力:并初次采用r纳米手艺。PPG公司的汽车涂料无论是防腐,环保能力,仍是正在机能上都是低 VoC工业涂料的领先者。 其他涂料出产厂商推出t氐voc环保型涂料产物包罗高固体分溶剂型涂料、无溶剂涂料、低VOC电 泳涂料、辐射固化涂料、水性tKWoc涂料、粉末涂料。这些涂料都能显著降低以至完全消弭了VOC的排 放,对十节约资本、阐扬了主要的感化。 4.1.2国外低VOC水性工业涂料的使用 使用环保型涂料方面,欧美等发财国度起步较早,进展较大,次要针对涂料施工过程中VOC排 届国际海洋取沉防腐涂料及涂拆手艺研讨会 壁~012年中国涂料工业协会防腐涂料分会年会 放做了大量工做,次要路子脚改良出产和施工工艺,包罗开辟环保型涂料配方和施工手艺,如水性,辐射 固化工艺、粉末,辐射固化工艺、粉末/水性工艺等。这些工艺正在分歧范畴普及程度有所不同,遭到手艺本 身和成本等要素的影响次要用于木器涂料范畴(工业涂猜中的一个分支),但错误谬误是无法达到溶剂型涂 料的涂拆结果。 4.1.3国外低VOC水性工业涂料的市场慨况 国外水性工业涂料市场环境,据r解以汽车制制业为代表,正在汽车喷拆过程中水性涂料I取整个涂 拆涂料用量的60%。汽车涂拆涂料次要包罗:阴,阳级电泳漆,用于底漆喷涂:水性氨基烤漆,用于中涂 的喷涂;面漆利用的为中低温固化的水性双组分聚氯酯面漆。正在水性工业涂料使用范畴常温固化的品 种较少,可能仪占整个工业涂料用最的l%摆布,次要存正在的问题就是现场施工难,对的要求苛刻, 概况处置的复杂了常温崮化的水性工业涂料品种的使用。 4.2国内低VOC水性工业涂料成长环境 国内低VOC工业涂料的成长,跟着我国汽车保有量的提拔,汽车行业获得迅猛成长,对于中国汽车 行业也提出开辟汽车涂拆用绿色工业涂料盯’,国内的科研院所和树脂、涂料出产厂商为了应对国表里形 势的变化,进行了大量的研究工做,按照低VOC树脂研发、低VOC涂料研发和低VOCI艺研究3个方面 进行。 比力有代表性的如董辉疆’等操纵天然烯烃松喷鼻,用过硫酸钾激发聚合,通过调理松喷鼻含量、耽误反 应时间、升高反映温度以及补加氧化-还原系统等方式,节制挥发性单体的含量正在500x10由以内,制 备超低VOC的环保型苯丙乳液。 李文佳一1等采用半持续种于乳液聚合成了低VOC含最聚醋酸乙烯酯改性乳液,水溶,油溶复合 偶氮激发制得乳液聚合温度低(65℃),比其他激发系统制得的乳液宰更高(99.13%),单体含量 更低(230.47X10击),电荷不变性更好,激发效率更高。 王文芳¨伽等正在晦气用任何无机溶剂的环境下,操纵优化的聚合工艺合成了水性环氧一丙烯酸酯杂化 乳液,较以往操纵自乳化自交联制备的乳液大大削减了溶剂利用量,降低了整个乳液的VOC含量。 常州涂料化工研究院是国内水性汽车工业涂料研究取使用较为成功的科研机构,使用于汽车财产 有代表性的产物是双组分厚膜阴极电泳涂料,该涂料能实现厚膜涂拆,因此正在涂膜外不雅以及耐侵蚀性 等方面比一般电泳涂料更为优异,耐侵蚀机能通过了交变侵蚀30轮回查验,获得了市场的分歧认同。该 电泳漆采用胺改性环氧钳脂一封锁型异氰酸酯交联系统,产物次要机能达到国外同类产物先辈程度,属 国内初创,但其电泳涂料存正在VOC含量较高档l’口J题。 厚膜阴极电泳涂料的树脂乳液也是由常州涂料化工研究院自行研发的,由胺化环氧树脂、环氧改 ⑧ 手艺进展……………~ 性聚多胺树脂、仝封锁异氰酸酯交联剂3部门构成,经中和后正在去离子水中乳化I晒成。该乳液具有优秀的 电冰操做性和利用不变性,并具有·次泳涂膜厚度达30um以上及突}{{的机械机能和耐蚀机能,取公用 色浆自.优良的配套性¨¨。 为了满脚不问施上要求,常州院连续开辟了低温的阴极电泳涂料用树脂乳液,该乳液是由改性 暨 旦 夹杂,再用无机酸中和后,正在程度分散制成的,此中改性环氧树脂脚环氧化合物取多羟基化合物,正在催化 年 剂感化下,用环氧树脂合成方式制成的。120~140℃涂膜充实(丙酮双向擦拭50次未见失光),粉饰由 性好,不黄变,消弭了高温固化所形成的诸多短处¨2I。 籀 为了配套完整的汽车T业涂料,常州院又开辟了汽车中涂层用的水分离犁树脂及其涂料,该树脂是 盎 000~5 用e·己内酯开环聚合而成的疏水性聚酯树脂,羟值50~100,数均量为3000,其酸价低H分 协 散不变。以此水分离体为成膜物的水性汽车用中涂涂料含有水性氨赫树脂和水性封锁的多异氰酸酯混 萌 合交联剂。无机挥发物低T-8%,该涂料固化后,涂膜平整滑腻、层间附出力好,耐水性、柔韧性、抗冲击性 爨 优异¨31。至此常州院才开辟m了具有低VOC含量的水性上业涂料。 裂 海洋化工研究院紧跟水性工qk涂料成长程序,从19世纪80年代初起头依托国度“七五”科技攻荚计莓 划进行水性防腐涂料研究,一曲延续至“十五”打算的完成,颠末二十几年的勤奋,先后开辟出水性氯磺 会 第五届国际海洋取沉防腐涂料及涂拆手艺研讨会 化聚乙烯、水性环氧酯、水性环氧及水性环氧丙烯酸系列防腐涂料。“九五”期间成功开辟m以聚合物微 乳液(又称纳米乳液)为幕料的新一代水性环保工业涂料,“十五”期间开辟出双组分水性环氧防腐涂料, 使水性丁业涂料制制手艺达到国际先辈程度。水性T业涂料2001年被评定为国度级新产物,手艺目标达 产物机能相当,价钱却仅为进口产物的l/2~1/3,具有很强的市场所作力。 由海洋化T研究院系列开辟的水性防腐涂料T业涂料连续正在海军、二炮、工程兵、、燕…石 化、华夏石化等}:百家用户使用,高同体分和无溶剂环钮环保型涂料成功使用于青岛啤酒厂啤洒罐防 腐、船舶饮水舱漆、环氧地坪涂料等食物范畴。 水性工业涂料正在我国市场使用环境,以汽车喷拆行业为例,我国住汽车行业中使用水性工业涂料不 到20%,取困外的使用环境相差甚远,因I面我围的水性工业涂料的研究和使用还具有很人的『仃场空间。 5我国低VOG水性工业涂料使用前景 201 1年据不完全统计我国工业涂料年消费最住600万t摆布,利用的绝大大都为溶剂型涂料,每年有 机溶剂挥发量约达500万t,若是用水性环保T业涂料替代保守涂料量的一半,可削减VOC排放150万t。 5.1汽车用水性氨基烘漆及底面合一.底漆.中涂层 据巾国汽车工业协会统计,我l玉12011年累计出产汽车1841.89万辆,平均用涂料.Ii=按12kg/辆计较,则 年用涂料量约为22万t,此中约50%可用水性环保涂料替代,可削减voclt}放量约5万妇,节流资本华侈合 约5亿元/a。 5.2铁车辆用水性厚浆底.面漆 我I玉I铁车辆用涂料约3万“a,若是利用水性环保涂料替代保守涂料,可削减VOC排放最约1.5)it/ a,节约资本合1.5tL元,a。 5.3水性防腐涂料正在船舶范畴中的使用 我国船冉fI涂料年用量约为lOdjt。此中船壳漆、船面漆、卜层建建及船舶内舱均可利用水性环保涂 料,按总用最的50%计较,可削减vocfl}.放约2.5万t/a,节流资本华侈约合2.5亿元,a。 5.4集拆箱用水性工业涂料 全球70%的集拆箱往巾国出产,而96%的集鼗箱涂料正在巾国出产,仅2010年巾困集拆箱出口250万 个,集拆箱涂料产量达到10万t,di20lO年涂料产量的10.4%,此中约50%町用水性环保涂料特代,可削减 Voc排放量约2.5万t/a。节流资本华侈合约2.5亿元,a。 ⑧ ~ ……411手艺进展 6结语 跟着人们环保认识的不竭提高和环保律例的日趋严酷,环保涂料将成为21世纪世界涂料市场的从 第五 角。水性环保涂料既可替代保守涂料用十石化、冶金、汽车、火车、船舶、机械等工业范畴;水性环保涂 料的推广使用还町以大大削减挥发性无机溶剂的排放,显著减轻污染,带来庞大的社会效益,节约 大量资本丧失,取得叮不雅的经济效益。 参考文献 张斌.关于油漆环保性要乞降应对办法.OUP工、眦涂料论坛 1-09-05 姜虹.削减voc)t#放推广水性涂料【JJ.中国建树报20l …ⅢⅢ 李国文,樊青娟,刘强,等.挥发性无机废气(voc)的污染节制手艺【J】.西安建建科技大学学报(天然科学 届国际海洋取沉防腐涂料及涂拆手艺研讨会 罾雨012年中国涂料工业协会防腐涂料分会年会 版),1998,30(4):399-402 迈网亮年H201l中围困际涂料展展现多种立异手艺产物【J】.上海化工。加ll(12):13 ZHOU VOC LICHANG,PAKENHAMDEREK,e1.Low coalescingagents—US2009198002Al STOCKLREBECCA KEVIN THAUMING工旬w-VOCadditivesfor 刚嘲嘲 REID,MCCREIGHTWAYNE,KUO extending wet and times edgeopen ofcoatings-US2008092776Al,2006·10-19 用 20 【8】董辉.超低VOC含量环保犁笨丙乳液的制备.2011年全国高学术论文演讲论文集 lm4-lO 【9】李文佳.低VOC含量聚醋酸乙烯酯改性乳液研究.硕士论文.201 【lO】王文芳,李少喷鼻,韩铸,等.1氐voc水忭环氧-丙烯酸醑杂化乳液的合成取研究【J】.巾国涂料200722(10):37-40 【111余新利,方基祥,陈卫东.等.厚膜阴极电泳涂料用树Plff孚L液的制备.CN98111237A:1998-04-.09 【12】方基祥,缪蕾,陈卫东。等.f氐温固化的阴极电冰涂料J}J树脂乳液.CN03132255.7:2003-08-04 【13】复范武,莆不雅秀,胡中.等.汽乍中涂层用的水分离掣树脂及其涂料.CN01138041.1:2001-12·24 @


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