周春宇1,2，李华明2，张仲晦1，廖孟德1，孙初锋1
（1、西北民族大学化工学院,兰州730030;2、西北永新涂料有限公司,兰州730046）
摘要：随着我国科学技术的进步和经济的持续增长,环境污染问题也日趋严重.传统有机溶剂涂料的污染量较大,而环保型涂料具有无毒,无害的特殊性能,具有极高的使用价值和经济价值.随着涂料领域的多极化发展,环保型涂料将会有更多的新品种涌现出来,未来环保型涂料将应用于人们生产生活中的各个领域.
关键词：环保型涂料 水性涂料 低VOC
1、引言
涂料行业在国民经济发展和基础建设方面具有十分悠久的历史，为我国各项事业的发展提供了基本保障。但随着国家对环境污染问题的重视程度逐渐增加，传统的溶剂型涂料已经无法满足“环境友好型社会”的发展目标，环保型涂料的发展迫在眉睫。由于目前环保型涂料的研发成本和生产成本较高，使其在市场推广方面遇到了阻碍，研发和生产价格低廉、性能优异的环保型涂料来代替传统溶剂型涂料已经成为大型涂料企业必须要面对的问题。
环保型涂料的研究意义
随着工业社会的快速发展，大规模的工业建设给人们带来了巨大的经济效益。但随着环境污染问题越来越严重，保护环境已成为各国最基本的任务。白色污染、水污染、大气污染、光污染以及树木的乱砍滥伐等诸多与人类生活密切相关的污染问题已经不容忽视。但面对市场经济的激烈竞争，利益与环境却变成了两个相对立的因素，更有部分企业面对巨大的利益诱惑，以污染环境为代价换取经济利益。
当今世界，环保型涂料产业依旧处于新兴发展阶段，世界各国都在积极研发新的环保型涂料产品。由于溶剂型涂料产品在生产过程中具有较大的污染，同时对工人的身体健康产生较大的危害，并且在使用过程中挥发产生大量的有毒气体，对使用者的身体健康也产生了巨大的危害。各国的最新研发成果已经初步解决了高污染、高毒性等严重的问题，但是，由于生产成本较高，购买群体购买力不足，使得环保型涂料产品一度处于滞销阶段。所以研制并生产廉价环保型涂料，已成为涂料企业创新研发的一个更高的目标。
正因为如此，研发环保型材料并替代已有的使用高污染或生产高污染型材料，已成为当今社会的焦点问题。环保型材料的研制成功不仅给社会带来了更大的经济效益，而且解决了高污染企业经济效益与环境保护的矛盾关系，同时使环境污染问题得到了最好的解决方法[1]。本文以环保型涂料的发展为研究对象，讨论我国在环保型涂料领域的未来发展情况。
2、环保型涂料的研发现状
目前，我国环保型涂料处于快速发展阶段，市售环保型涂料主要包括：水性涂料、粉末涂料、无溶剂型涂料、高固体分涂料、光固化涂料等。
2.1 水性涂料
水性涂料最大的优点是在生产过程中只用水和少量助剂，大大降低了传统溶剂型涂料中苯、二甲苯、三甲苯等的使用，从而使涂料具有无毒无害的性能；由于水性涂料仅使用水作为溶剂，大大降低了生产成本。虽然水性涂料具有较好的环保性能，但新型水性树脂和助剂的研究成本成为限制水性涂料发展的一大问题，水性涂料的研发成本大约占整个生产成本的20%以上；而且，水性涂料与传统溶剂型涂料相比还存在着很多问题，部分性能还有很多不足，研发新型高性能水性树脂已成为水性涂料发展过程中的一大问题[2]。
2.2 粉末涂料
粉末涂料在使用方面具有自己独特的使用特性，由于粉末涂料中不含溶剂，固体分达到100%，通过带电粉末之间的相互作用力进行涂装，经过加热固化形成具有高强度的涂膜。粉末涂料在生产及使用过程中不使用挥发性物质，对降低VOC含量有十分重要的作用，并且粉末涂料的贮存、运输过程较为方便，具有极好的贮存稳定性和热稳定性，降低了贮存、运输过程中的风险，从而大大降低了贮存运输成本[3]。但由于粉末涂料在生产过程中工艺较为复杂，且在施工阶段需要配套施工设备及烘烤设备，导致其使用成本大大提升。
2.3 无溶剂型涂料
无溶剂型涂料一般为双组分体系，由于树脂基体中不含有溶剂，通过添加具有催化交联功能的活性稀释剂来降低基体黏度，防止在施工过程中造成流挂、附着力不足等问题。所采用的稀释剂在涂装完成后与基体发生反应，促进树脂交联成膜，从而将稀释剂与树脂基体形成一体化的涂膜，避免了挥发性物质的扩散。由于无溶剂型涂料中稀释剂既起到溶剂作用，又作为交联剂参与反应，所以可以极大降低生产成本且有利于提高涂膜性能，具有较高的市场应用价值[4]。但由于无溶剂型涂料在使用过程中受人为因素和施工设备的影响较大，限制了其在生活中的广泛使用。
3、环保型涂料的使用进展
环保型涂料的研发一直处于高速发展阶段，由于过去涂料行业的污染较为严重，生产厂家为了提高涂料的使用性能，加入大量的有机添加剂，虽然使涂料的性能大大提高，但对环境和使用者的身体健康产生了巨大的危害。因此，在未来的发展中，环保涂料将具有绝对发展的制高点以及政策高度和道德要求。由于我国环保型涂料的研发及生产能力还十分有限，成立专业的环保型涂料研发及生产企业不仅可以解决社会问题，同时还可以带来巨大的经济效益。
目前，环保型涂料的研发主要集中在低VOC排放涂料领域，其中水性涂料的研发更为先进。发达国家使用的水性涂料约占工业涂料总量的60％以上，但在中国，水性涂料的使用率不到40％，大部分地区仍使用传统的有机溶剂型涂料。
近年来，随着国家对环保领域的重视逐渐增强，水性涂料的开发和生产呈现井喷式发展[5]。但由于环保型涂料的价格较高，使用性能还存在很大的不足，因此环保型涂料的生产和使用还存在着很大的问题。
随着我国建筑领域的迅速发展，建筑涂料在建筑成本中的比例不断扩大，目前，建筑涂料的使用量占我国涂料使用总量的50％左右。而传统有机溶剂型涂料的污染较大，涂刷后需要较长时间才可将有机溶剂释放完全，不仅增大了用户的使用时间成本，而且对用户的健康也有很大的影响。因此，越来越多的使用者选择环保型水性涂料。环保型水性涂料在使用效果上与传统有机溶剂型涂料的性能相同，甚至具有更好的使用性能。同时，由于环保型涂料具有无毒、无害的特殊性能，使用者可以在涂装完成后直接入住或长期停留，大大节约了时间成本，对于较高房租的办公场所具有极高的使用价值和经济价值。
4、环保型涂料的发展前景
随着我国科学技术的进步和经济的持续增长，环境污染问题也日趋严重，为响应国家的政策方针，研发了大量的环保产品。现代生活需要健康、环保，在环保理念盛行的今天，化工企业能否做好“环保”，关系到能否在未来的市场中站稳脚跟。
目前，我国仅有少数的涂料生产厂家生产环保型涂料，且主要为外资企业和国有企业，其中部分生产配方掌握在发达国家手中。我国的环保涂料生产企业主要集中在东部沿海地区、西北部地区和南部地区。以立邦、ICI、顺德华润为代表的一批外资企业所生产的涂料约占我国涂料生产总量的65%以上。国内以西北永新、华润、三棵树等大型涂料生产企业牵头，正在努力开展新型环保型涂料的研发生产工作[6]。据统计，我国环保型涂料需求量逐年增加，主要来自建筑行业、装修行业和汽车制造业，其中，建筑业用水性涂料量占全国涂料总量的50％以上，并呈逐年上升趋势[7]。
环保型涂料的发展前景非常广阔，但依然存在着很多需要解决的问题，其中新型水性树脂的合成、功能助剂的研发、新型填料的制备以及涂装工艺的更新都存在着很多需要改进的地方。同时，如何降低环保型涂料的生产成本也成为十分重要的因素之一[3]。随着涂料领域的多极化发展，环保型涂料将会有更多的新品种涌现出来，我们应以环保型涂料作为研发主线，增加投资，生产更环保的新型涂料，为涂料行业开创一个新的世界。
5、结语
环保型涂料的研发对国家经济的发展有着十分重要的战略意义，进一步加大对环保型涂料的研发支持，加大研发投入，将研发成果与实际生产相结合，努力打造出新型的环境友好型涂料产品，具有良好的市场应用前景，并受到国家的战略支持。相信随着科技的发展和高技术人才的努力，未来环保型涂料将应用于人们生产生活中的各个领域，在解决传统溶剂型涂料的环境污染问题的同时，为国家创造出巨大的经济效益。
文章发表于《现代涂料与涂装》2019年8月第22卷第8期
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