- 水性工業漆
- 耿耀宗 肖繼君 花東栓等編著
- 1933字
- 2020-05-19 15:15:38
序
2017年,我國涂料年產量達到2041萬噸,據統計,位列第二的美國涂料年產量不到700萬噸,我國涂料年產量穩居世界第一。我國雖然成為全世界涂料生產與消費的大國,但還不是涂料技術強國。以涂料產品結構標志之一的環境友好型涂料品種占比分析,在改革開放初期,我國環境友好型涂料品種占比不足10%,到2017年已達到50%,這是一個長足的進步;但日、美、德等發達國家的環境友好型涂料品種占比分別達到65%、70%和80%,相比之下,在這方面我國仍有較大差距。
目前我國溶劑型涂料占比一半左右,其中含大量有機溶劑(即有機揮發物,Volatile Organic Compounds,簡稱VOC),在涂裝過程中揮發至大氣中造成環境污染。近年來,國家對防治VOC頒布了系列的法律法規。國辦發〔2010〕33號文,從國家層面正式將VOC防治工作提上了日程; 2012年9月國務院批復實施的《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃》,將VOC和二氧化硫、氮氧化物、工業煙粉塵一起列為三區十群的防控重點。2015年1月26日財政部、國家稅務總局聯合發文“關于對電池、涂料征收消費稅的通知”,將電池、涂料列入消費稅征收范圍,在生產、委托加工和進口環節征收,適用稅率均為4%。對施工狀態下揮發性有機物(VOC)含量低于420g/L(含)的涂料免征消費稅。涂料固體分要在65%左右才能免稅,過去一般涂料出廠固體分是50%左右,這要做很多工作才能達標。
溶劑型涂料征收消費稅的通知后,北京、上海、廣州等地先后頒布了涂料涂裝過程中收取排污費的地方法規,其他省市也逐步推行。2016年12月25日,全國人民代表大會常務委員會第二十五次會議通過《中華人民共和國環境保護稅法》,2018年元月實行。該稅法規定,大氣污染物每污染當量稅額1.2~12元。
上述法律法規的頒布,會促進VOC減排,也給涂料涂裝行業帶來較大壓力。行業正確對待,壓力將變為動力,必定促進環境友好型涂料較快發展。環境友好型涂料包括高固體分、輻射固化、水性、粉末涂料等,粉末涂料固體分幾乎為100%。粉末涂料要大面積代替溶劑型涂料有難度。而幾乎所有溶劑型涂料在理論上均可用對應的水性涂料取代,故水性涂料降低VOC具有明顯優勢。水乳膠涂料在建筑領域中應用很成功,在全國涂料總量中占比接近1/3,為涂料涂裝行業減排VOC起了很大作用,但水性工業涂料發展卻不盡如人意。
工業涂料對性能要求比較高。其水性化發展較慢有技術和經濟等原因。在技術方面。一是與有機溶劑相比,水的蒸發潛熱高,相對蒸發速率低,特別在低溫和高濕度條件下,如不采取相應措施,涂膜的干燥時間會延長。二是由于涂料的連續相是水,它的導電率高,易腐蝕金屬。對作為金屬底漆使
用的水分散體涂料(如水性環氧樹脂涂料)尤為重要,要解決其涂膜干燥過程中可能發生的“閃蝕”問題。三是水對很多顏填料的潤濕性和分散性差,對于水分散體涂料,必須選擇合適助劑解決其對顏填料的穩定分散問題。四是由于水分散體涂料樹脂是親水性的,要克服涂膜干燥后的耐水性差的問題。此外,也是由水介質所帶來的問題,如凍融性問題、涂料貯存期中樹脂的水解性問題、微生物引起的霉變問題、用水稀釋時涂料流變性問題等。
上述技術問題雖是由于水代替涂料中有機溶劑所引起的,但多數是溶劑型涂料在發展過程中曾經遇到和解決了的問題。20世紀90年代末,德國著名的涂料專家W.Funke曾指出,多年來在涂料科學與技術領域中,仍在研究老的基礎性問題,而這些問題尚未得到令人滿意的解決,造成這種情況的原因是這些問題涉及多學科的極端復雜性。
目前,國內外涂料科技工作者利用多學科相結合的知識和先進的試驗手段,正努力地并不斷地解決這些問題,有些方面已經取得了重要突破。水分散體涂料中VOC含量不斷降低,有的品種在性能上已接近或超過同類溶劑型涂料的水平。
《水性工業漆》一書就是對國內涂料科研工作者對水性工業涂料研發及產業化進展的總結,抓住了發展中的重點。
為獲得高性能水性工業涂料樹脂,在合成與制造中必定要采用高功能新單體,采用石墨烯、聚苯胺、納米等高新材料改性,必定要采用符合環保要求的多功能助劑,為克服空氣濕度和溫度對涂膜固化的影響,在水性工業涂料涂裝流水線上要增加促進濕膜中水分迅速揮發的工序,這些勢必要提高涂料的成本,可以說這是影響水性工業涂料發展的經濟因素。但隨著水性工業涂料特別是使用的水性樹脂研發與產業化進程加快,規模化發展,水性工業涂料的成本會逐步回落到合理范圍,成本不會成為影響水性工業涂料發展的經濟因素。
從發展上看,《水性工業漆》一書是國內水性工業涂料目前進展的階段性總結,編著者在前言中謙虛地說,用水性涂料最大限度代替溶劑型工業涂料發展中,本書是“拋磚引玉”。希望這塊光彩奪目的“磚”,能引來更多的光澤溫潤、美不勝收的“寶玉”,使我國水性工業涂料迅速趕上和超過國際水平。在已進入“雙創”熱潮的中國,這個前景非常值得我們期待,自信達到目標時間離現在不會太遠!
劉國杰
于北京