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小议无机涂料

所属分类:行业动态    发布时间: 2021-08-06    作者:admin
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小议无机涂料

在国内外绿色、低碳、环保减排的推动下,涂料行业为了解决VOC(挥发性有机化合物)的排放,节约资源、能源,也为了减少安全事故,与人友好,与环境生态友善的前提下,其注意力逐渐发生了转变,特别是在我国讨论颁布“产业结构指导目录”(2019年版本)的时候,涂料业研发生产无机涂料及有机-无机复合涂料的兴趣日益高涨,近年来,出现了不少研发生产无机涂料的单位和企业。

据我国权威部门对无机建筑涂料产品的有毒、有害物质及重金属含量的测试可知,无机涂料的VOC含量<2g/L,苯、甲苯、二甲苯、乙苯的含量均<10mg/kg,游离甲醛含量<mg/kg,是值得推广的涂料品种之一。

2019年颁布的“产业结构指导目录”涂料工业方面的内容简介如下:

1)鼓励类:水性涂料(木器、工业、船用涂料)、高固体份、无溶剂、辐射固化涂料,低VOC含量与环境友好的,节约资源型涂料,用于飞机、高铁领域的高性能防腐涂料,以及单线产能≤3万t/a的氯化法钛白粉生产企业。

2)限制类:新建硫酸法钛白粉项目;铅、铬黄颜料以及产能<1万t/a的氧化铁颜料企业;一般功能的溶剂型涂料的生产(鼓励类的涂料品种及生产工艺除外);含一氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)的粉末涂料生产装置。

3)淘汰类:改性淀粉、纤维的多彩内墙涂料(树脂以硝化纤维素为主,溶剂以二甲苯为主的O/W型涂料)、氯乙烯-偏氯乙烯共聚乳液外墙涂料、焦油型聚氨酯防水涂料、水性聚氯乙烯-焦油防水涂料、聚乙烯醇及缩醛类内外墙涂料(如106,107等)、聚醋酸乙烯乳液类(含乙烯-醋酸乙烯共聚乳液)外墙涂料以及有害物质超标的内墙涂料、溶剂型木器涂料、玩具、汽车及 外墙涂料和含对氯苯基三氯乙烷,三丁基锡,全氟辛酸及盐类,全氟辛烷磺酸,红丹等有害物质的涂料,含DDT的涂料。

1无机涂料的组成(定义)及特点

无机涂料是一种以无机材料为成膜物质的涂料,是全无机矿物质涂料的简称。这种涂料能与钢结构表面的铁原子快速反应,生成具有物理及化学双重保护效果的涂膜,对环境无污染(环保、没有VOC排放),使命寿命长。

在建筑工程上常用的无机涂料是碱性硅酸盐水溶液和胶体二氧化硅的分散液,用这两种成膜物质可制成硅酸盐和硅溶胶(胶体状二氧化硅),再加入颜填料及各种助剂,制得的硅酸盐涂料和硅溶胶涂料,具有优异的物理和化学性能,并且较环保。

以天然矿物及氧化改性的硅酸钾所制备的无机涂料为例:

硅酸钾K2SiO3为无色或微绿色块状或粒状固体,熔点976℃,可溶于水,具有碱性,遇酸分解,其涂料具有以下特性:

(1)石化作用,无机硅酸钾涂料施工在砼、砖、石等基面上,可与基面上的矿物质发生化学反应,形成一种防水、防酸的岩石层,简称为石化作用。

2)不燃性,无机涂料的主要成分是无机物,无机物本身具有良好的抗温性,一般在1200℃的高温下,不会燃烧,并且具有阻燃性。

3)透气性,无机涂料具有优异的防水性和呼吸力,它可以使建筑基材内部的水分自由的向外蒸发,同时因硅酸盐碱金属化合物具有碱性,可以免受碱性物质的污染(采用无机涂料,可以免去在基面上涂刷封闭底漆的工序),涂膜不会出现爆裂,脱落及起泡等弊病。

4)防止霉菌与苔藓的滋生,无机涂料PH>10.5,能杀菌,灭苔藓,加上其具有透气性,可保持建筑物自身的干燥(就像人体的皮肤一样,可以使水分自皮肤内部排至体外,但水分不能通过皮肤进入体内)。由于它不存在霉菌生长的条件,所以无需加入防霉剂,也可达到防霉、防潮的效果。

5)色彩鲜艳,不褪色,特别是经过特殊的氧化改性处理后,具有超强的耐候性和防辐射能力。如德国科学家凯姆用水玻璃(硅酸钾)和无机色素制得的无机涂料,在1878年8月10日,获得了国王卢德维一世颁发的..,并应用在德国特劳士及瑞士的几栋古典建筑的外墙上,至今100多年过去了,外墙的色彩还亮丽如新,足以见证无机涂料优异的耐候性和长效性。

6)环保,无机涂料不含挥发性有机化合物(VOC),不会产生有害废气,也不产生静电,不会造成尘埃在建筑物表面的堆积,再加上在生产、施工、应用时无溶剂的挥发,所以对环境生态是友善的。

2无机涂料与有几涂料性能对比

无机涂料与有几涂料性能对比见表1

1  无机涂料与有机涂料的物化性能对比

Table 1  Comparison of physical and chemical properties of inorganic coatings and organic coatings

比较项目

无机涂料(无极硅酸盐矿物质涂料)

有机涂料(乳胶漆等)

颜色的持久性

利用天然无机颜料,70a不变色

600d(2a左右)就会发生失光,褪色等弊病

粘结性(附着力)

可以和墙体基材发生化学反应,可以渗入墙体0.5~1mm,而形成防水、防酸的硅化石表层

与墙体的结合属于机械式粘结,其附着力与成膜物质有关,与无机涂料与墙体的结合相差很大

膨胀系数

涂层膨胀系数与基材相同,不会因温差等产生涂膜龟裂、脱落等弊病

涂层膨胀系数大于墙体10~20倍,涂层容易因温度变化产生龟裂、脱落等弊病

防火阻燃

可耐1000~1200℃高温,阻燃,防火并且不会产生有害气体

一般不阻燃,在一定温度下会产生有害物体

防水性能/kg

0.1

0.1~0.2

抗碱性

本身为碱性,pH1010.5~12),不需要封闭底漆

本身为酸性,易受墙体碱性的破坏而发生粉化,起泡等弊病,必须有封闭底漆

抗苔藓、藻类、霉菌

无机矿物质涂料为碱性,有优异的抗苔藓、藻类、霉菌的功能

有机涂料属于酸性,涂料本身不具备抗苔藓、藻类、霉菌的功能,必须加入防霉剂等物质

静电对基体的影响

不会产生静电,不会有污尘沉积,易清洗

会产生静电、尘埃易被附着在基体上

耐候性及抗辐射性

其所形成的涂膜耐高温、高低温交变及紫外线照射,涂膜一般情况下会发生龟裂等弊病

收到高温、高低温交变及紫外线照射的影响,涂膜会发生龟裂等弊病

自修复性

可以对0.2mm的裂缝实行修复

不具备自修复功能

使用寿命

在一般情况下,比乳胶漆寿命长3~5倍,在恶劣环境下可长5~10倍;一般情况下使用寿命在20a以上

一般在2~3a内墙体就会发生苔藓、霉菌的滋生和褪色、脱落等弊病

施工性

简单快捷,属于底面合一,可以刮涂、刷涂、辊涂、喷涂

因为自身为酸性,施工比较麻烦,必须采用抗碱封闭底漆,一般设计为底涂加面涂或底、中、面涂

应用范围

一种涂料多种功能,应用面广泛,可防火、阻燃防水等,在建筑方面可以应用于地下室、隧道等

应用有一定的局限性(一般有机建筑涂料不能防水、防潮、防火、防霉、防静电)

3无机涂料发展过程中存在的问题

无机涂料、无机-有机复合型涂料的出现时间尚短,占据涂料生产研发的份额相对还比较小,因此还有很多不完善的地方,值得引起在当前涂料业创新,升级,转型期间高度重视。

到目前为止,无机涂料还没有一个明确的标注加以规范。为了促进无机涂料的健康发展,应该尽快制定相关标准规范市场。无机涂料在贮存时,经常会发生分层问题,在施工中也存在着流平性欠佳的情况。涂料本身只是一个半成品,对于不同基材的涂料的应用,真正的成品是涂膜,所以一定要坚持涂料涂装一体化的方针,在这方面我们与国外仍有一定的差距。

目前绝大部分无机涂料产品主要应用于建筑行业,其他方面的产品研发生产的较少,开发无机涂料在工业领域中的应用,功能无机涂料的研发及其生产,是今后的一个发展方向。

通过各方面共同合作,出新招,大力开发合乎时代要求的新产品,笔者认为,在不久的将来,无机涂料必将大放异彩。

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