水性建筑涂料用绿色高性能助剂的发展正当时,前景广阔!

2021-10-19 13:39:46 admin 1

随着人们环保意识的不断增强和对日常生活愈发提高,世界各国对建筑涂料的水性化越来越重视。制订了相关法规,严格限制建筑涂料中VOC(挥发性有机物)的含量,使用溶剂型涂料的比例越来越小,取而代之的是水性建筑涂料。

随着各种建筑特别是高层建筑的大量出现,功能性建筑涂料越来越受到全社会的重视。功能性建筑涂料主要有防火涂料、防水涂料、防霉防虫涂料、防锈防腐蚀涂料、防静电涂料、消(吸)音涂料、隔热涂料及弹性功能涂料等品种。这其中,助剂可赋予涂料许多特殊的功能,助剂的产品质量和发展水平从侧面也反映了涂料的产品质量和发展水平。因此,客观评估我国水性涂料助剂工业之现状, 深入了解世界涂料助剂工业之发展, 对于加速我国涂料助剂工业的发展是必需的和有益的,值得业内人士给予更多的关注。

水性涂料助剂的发展趋势

1 . 满足日益严格的环境和技术法规

随着人们对使用符合生态和环保要求的工业原料的意识增强, 涂料原料供应商也被要求满足越来越多的环境和法律法规,各种涂料体系中的有机溶剂正逐步被水替代。最近的这种趋势可以从工业涂料和运输车辆涂料中反映出来,之前传统的硬度好、耐化学品性和老化性能优异、高光泽的溶剂型的高光丙烯酸树脂、聚氨酯-丙烯酸树脂和聚氨酯-聚酯树脂,现在也正逐步被各种水性树脂、复合改性树脂所取代。

2. 防水涂料助剂

近年来,建筑防水涂料的需求随着我国城镇化的进程加快而越来越多。建筑防水涂料是一种建筑外墙用的防水型功能涂料。是将涂料单独或与增强材料复合或分层施工在需要进行防水处理的外墙基层面上,能够形成一定的连续无缝的整体且具有一定厚度的涂膜防水层,从而满足工业与民用建筑的屋面、地下工程、楼地面等部位的防水抗渗透要求。目前常规的防水涂料的做法还是以成膜物质的性能为主,例如聚氨酯双组份固化类、单组份潮气固化类、喷涂聚脲类、丙烯酸乳液类和改性沥青类等,已经发展的比较成熟。而使用助剂赋予建筑涂料防水功能,还是比较新兴的研究课题。助剂对涂料进行改性的优势有二,一是如果具有反应性端基,可以与成膜树脂进行反应接枝,得到持久的改性效果;二是如果作为后添加使用,成膜树脂的选择范围变宽,且可以通过多种助剂的协同作用赋予涂料复合性能。

常州涂料网

助剂属于涂料的重要核心原材料之一。一般而言,在涂料整体配方中所占的比例通常不超过总量的1%。其所占比例虽然不大,但是所起的作用非常核心且关键。不仅能够为普通涂料减少各种质量与性能缺陷及涂膜的弊病,也能在生产施工乃至运输储存过程中,对涂料的生产稳定性、储存稳定性、施工稳定性和各项物性指标进行更好地控制。在涂料中加入防水助剂,能赋予涂料疏水和泼水的效果。主要是采用一些低表面能的特种改性表面活性物质,降低涂膜的表面能,或在涂膜表面形成疏水基团外翻的定向排列,形成荷叶效应,实现涂膜的泼水与疏水效果,使得外墙施工后可以减少水珠的滞留,对墙体的耐水性大大提高,寿命也会延长。

3. 防涂鸦助剂

防涂鸦涂料近年来也是国内外研究的热点课题之一,从海洋船体的防污,建筑外墙的防涂鸦,家用沙发床垫的防圆珠笔涂写,到厨房吊顶的防油污,汽车地铁的表面防护,目前都得到了广泛的应用。防涂鸦涂料可以最大程度地降低由于肆意涂鸦对涂层乃至基材表面的破坏作用。该涂料可应用于船舶、车辆、内外墙、家具和板材等的内外表面,且并不影响涂层原表面外观。数据显示,前几年由于美国、加拿大、墨西哥对防涂鸦涂料的需求持续增长,北美地区是全球防涂鸦涂料的主要市场,其次分别为欧洲地区、亚太地区、南美地区、中东及非洲地区。而且,由于北美国家对防涂鸦涂料的需求呈不断增长趋势,北美预计在未来几年是防涂鸦涂料市场增长最快的地区。近几年来中国对防涂鸦涂料的需求也随着人们生活水平的提高而日益增多。按保护特性,可分为牺牲性防涂鸦、半永久和永久性防涂鸦涂料。牺牲性防涂鸦一般用石蜡,在涂膜表面被污染后,用溶剂或热水溶解石蜡,将石蜡与涂鸦一并去除;此方法一经使用,便需要再次对基材表面进行涂覆,成本较高。半永久性防涂鸦多采用丙烯酸树脂、环氧或聚酯型树脂,交联后实现防涂鸦功能,能够抵御较多次涂鸦,但随着强化学清洗剂的频繁清洗与粘附物侵入涂层的程度愈发严重,最终涂膜会失去防涂鸦的性能。永久性防涂鸦涂料也是相对半永久涂料而言,涂层寿命更长,防涂鸦的性能更为持久;一般通过氟、硅树脂进行实现,机理也是赋予涂膜低表面能,使其憎水、憎油,耐油性笔或圆珠笔划写,也可使冰雪不易聚集于表面容易清理。市场的不断增长也给防涂鸦助剂带来了新的发展,各助剂公司纷纷推出了具有防涂鸦性能的助剂。这其中的原理大致分为2种:一种是通过纳米材料的填充来实现,另一种则是采用有机硅、氟等低表面张力物质来实现,较为常用的是后者,更容易添加到涂料中,容易施工,而且还有反应型的有机硅助剂直接参与成膜物质的固化。防涂鸦助剂目前也有反应型与添加型两种。反应型的好处是与树脂接枝,形成更为致密而持久的膜,但膜的硬度较高,涂膜的透明性容易受到影响。添加型的好处是低用量即可实现很好的防涂鸦效果,低添加量对涂膜的透明性和光泽度影响较小,但迁移性会比较强,导致涂膜的防涂鸦性能的持久性受到负面影响。

4. 促进涂层自清洁的涂料助剂

我国城市的环境污染正在加剧, 其中粉尘污染、气体污染尤为严重。高层建筑外墙作为城市的一道主要风景线,正在受到越来越严重的侵蚀。建筑外墙涂料可以美化环境和居室,但是由于传统涂料耐洗刷性差, 时间不长墙壁就变得斑驳陆离。

根据荷叶的自清洁原理,通过特殊结构与形貌的无机颗粒材料选用和改性,使涂料在干燥成膜过程中能在涂层表面形成微观的凹凸形貌。这种具有凹凸形貌的微观涂层表面既可以使灰尘颗粒附着在涂层表面呈悬空状态,灰尘颗粒与涂层表面作用力大大降低, 也使水与涂层表面的接触角大大增加,有利于水珠在涂层表面的滚落;同时又根据涂层的自分层原理,将疏水性物质引入乳液中, 使涂料干燥成膜过程中能自动分层, 从而在涂层表面富集一层疏水层,有利于进一步降低灰尘颗粒与涂层表面作用力和进一步提高水对涂层表面的接触角。最终使堆积或吸附的污染性微粒在风雨的冲刷下可以脱离涂层表面,达到自清洁的目的。

5. 新型纳米技术

未来建筑涂料用杀菌剂发展的一个重要方向是利用纳米技术。现在国内外的防腐剂、防霉剂大多是有机化合物,对人体或多或少有一定的副作用,纳米技术的发展使抗菌剂技术进入了一个崭新的时代。纳米TiO2、ZnO 等纳米材料对人体无毒、抗菌范围广、热稳定性优良。纳米材料的作用机理是基于光催化反应使有机物分解而起抗菌作用,在日光照射及空气和水的存在下,生成原子氧和氢氧自由基,能够与细菌内的有机物反应,生成二氧化碳和水,具有防霉和抗菌综合作用。如将纳米抗菌粉于涂料中可广泛用于室内墙面、医院、食品车间等。国外已开始开发银抗菌纳米材料,这种较为有效的抗菌材料在一定的银离子浓度下即可有效杀灭微生物。我国也有采用银系、银-锌系及银-铜系、银-锌-铜系无机抗菌粉添加于丙烯酸涂料中制得抗菌涂料的研发报道,抗菌效果优良且经济。

多功能助剂的发展前景与展望

目前,对于大多数终端应用领域,对涂料性能的需求都是多样化的。除了所需要的高性能外,美观性也是各行各业所涉及的基材表面需要具有的重要特征。因此,多功能助剂的开发,使其能在溶剂型涂料、粉末涂料和水性涂料中都能够发挥有效的作用,便至关重要。由于环保法规的强制要求,涂料制造商也在对涂料的整体配方进行重新设计,这也进一步推动了对绿色环保助剂的需求。多功能助剂需求的快速增长,是促进全球涂料助剂市场增长的主要因素。在涂料配方中使用多功能和绿色环保助剂,不仅可以赋予涂料多样化的功能,且成本更低,配方更简化,使用更简单,且更符合绿色环保的法律法规及行业规范。据业内人士分析,在不久的将来,以下趋势会影响助剂市场:首先,在建筑涂料领域中,对生态足迹、室内空气质量以及生物基产品激励税等,会出台更严格的法规。其次,在工业涂料中,自修复、抗指纹、抗结冰和减阻等智能涂料的增长将推动新助剂的开发。但是,对纳米材料的限制肯定会很严格,这也会影响到助剂的开发,需要考虑。最后,在防护性涂料中,助剂市场将受到有关VOC排放的限令或法规的影响,促使开发低VOC涂料或水性涂料,从而要开发能够符合这些法规,同时又具有优异防腐性能的助剂。此外,助剂市场将继续受以下因素的影响:REACH法规、有关特定物质的使用、运输和标签的严格限令,以及因毒性而对某些化学品进行重新分类甚至禁用。

结束语

生活水平的提高使得人类对自身生存环境的要求也越来越高,人们渴望拥有更加清爽、舒适、环保的生活和工作环境。使用环保的材料和终端产品,能够减少环境的污染,但在进一步改善环境方面则收效甚微。因此,各种功能性和绿色涂料助剂不断涌现,这些助剂的应用为人类创造了更加优质的生活品质和更为健康的环境。同时,功能性助剂的使用更使得涂料产品的性能得以不断提高和多样化。

      建筑涂料助剂的发展必然向着高性能、多样化、绿色环保和复合改性的方向不断前进,市场前景也会越来越广阔。我国科研工作者和工程师们,可以此为方向,对助剂应用性能方面的改进可以紧跟国际研究热点,将国内外研究成果兼收并蓄,在水性建筑涂料功能化、智能化与绿色化方面投入更多的研发精力与时间。立足当下,放眼未来。目之所及即为格局,心之所向即为梦想。广大国内化工工作者齐心协力,则一定可以使得水性建筑涂料向着国际化的方向快速发展,取得更多的研究成果。积力之举无不胜,众智之为无不成。


来源:水漆助手

联系我们