中国涂料用助剂的现状及发展展望2风车

中国涂料用助剂的现状及发展展望

中国涂料用助剂的现状及发展展望

胡志滨[瑞成（香港）有限公司，深圳518000]

摘要：概述了我国涂料助剂环保化、功能化和专用化的发展，分析了成膜助剂、杀菌剂、分散剂等常规助剂。介绍了润湿剂、消泡剂和增稠流平剂的发展状况，并提出了解决实际施工问题的新的助剂发展方向。

●关键词：助剂；涂料；发展

?环保化及生态化

涂料是现代社会中的第二大污染源，环保涂料、绿色涂料的出现无疑是健康的保证，其主要特点在于能够保护环境，具有无毒、无异味的特点，并能抑制霉菌的生长中国机械网okmao.com。环保涂料对有机挥发量（VOC）及毒性进行了严格的要求。

?低VOC及零VOC

有机挥发物对我们的环境、我们的社会和人类自身构成直接的危害。因此，涂料对环境的污染问题越来越受到重视。美国洛杉矶地区在1967年实施了限制涂料溶剂容量的66法规，自此以后，国外对涂料中溶剂的用量的限定愈来愈严格，如美国的大气净化法（1990）、AIM条例（1998），欧洲的欧盟指令（1994）、欧共体生态标志产品标准（1999），日本的室内建筑涂料标准（1997）等。常用的一些溶剂如甲苯、二甲苯、丁酮、醋酸酯等都在限制之列，乙醇也不例外。我国于2002年1月1日正式实施的国家强制标准《GB18582－2001室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》就对VOC做出了200g/L的限量。

对于水性涂料，成膜助剂是VOC的主要来源之一。成膜助剂又称聚结助剂，它能促进乳胶粒子的塑性流动和弹性变形，改善其聚结性能，能在广泛的施工范围内成膜。成膜助剂通常是挥发很慢的溶剂，如各类醇醚、醇醚醋酸酯和醇酯等。

乳胶是高聚物在水中的分散体系，以球状微粒分散在水相中，乳胶施工后，水分挥发，球状微粒必须相互融合才能形成连续的涂膜。以常用的基于丙烯酸酯乳液体系的乳胶漆为例，其是通过多种单体的共聚改性以有效调节并改善涂层性能，而使得具有简单微观构相结构的丙烯酸酯乳液微粒需借助于大量的有机助剂以达到成膜的目的。涂料成膜后，成膜助剂会从涂膜体系中向空气逸出，因此，在水性涂料中起重要作用的成膜助剂成了VOC的主要来源。

可采取多种途径以减少成膜助剂对涂料VOC的影响，如对乳液的性能进行改进，使其能够部分自成膜而减小成膜助剂的用量。但对于Tg较高的树脂，其自身成膜性差，则必须借助成膜助剂才能成膜。因而，在乳液技术还没有显著的突破阶段，对成膜助剂的环保化改进成了目前各生产商的主要手段。

对成膜助剂的环保化除了可在原材料及产品本征性质上进行控制外，另一个方法是改变成膜助剂的挥发行为。传统的成膜助剂在成膜的最后阶段完全逸出，而挥发速率较慢的成膜助剂在较长的时间内仍保留在涂膜中，使涂膜不能完全硬化，耐水性及耐化学药品性下降。而改进的成膜助剂能够被乳胶微粒吸收而留存于漆膜之中，从而减小向空气中的挥发，但同时又能够保证对涂膜的各种性能不产生负面影响。表1给出了一些低VOC或零VOC成膜助剂产品。

表1低VOC成膜助剂产品

生产商产品特性

CognisEdenolEFC-100可以使得涂料的VOC<50g/L

ArcherDanielsMidlandArcherRC以EPAMethod24进行测试，不会增加涂料的VOC

ElementisSer-adFX510零VOC

PerstorpNX795/800EN1999/13/EC和2004/42/EC归类为零VOC

NUSAIbericaS.A.Nextcoat795EN1999/13/EC归类为零VOC

EastmanTexanol以EU2007DECODirective归类为零VOC

OptifilmEnhancer300按EUDirective2004/42/EC归类为零VOC

OptifilmEnhancer400极低的VOC

?低毒性

水性涂料是一个富含营养的体系，从开始生产到形成漆膜的每个环节都面对细菌的腐蚀，尤其在环境温度升高特别是湿度和营养源丰富的环境下，水性涂料面临着大量霉菌和细菌繁殖与生长的严峻挑战。因此，水性涂料中必须添加杀菌剂以防止微生物对涂料的损坏，微小的添加量就能确保水性涂料在生产操作过程中、成品包装贮存中、涂料成膜中不受细菌侵蚀。

国外对杀菌剂的研究和应用较早，积累了相当的经验，在技术上领先于国产杀菌剂，加上具有准确精密的检测手段、售后服务和广告攻势，因此进入我国市场后迅速得到使用厂家的广泛认可，形成了品牌效应。Rohm&Haas的杀菌剂产品率先进入我国市场，其中最具代表性的产品是KathonLXE，这一高性能防腐杀菌剂的主要活性成分是氯甲基异噻唑啉酮，且不含甲醛。表2给出了一些常见的杀菌剂产品及新产品。

表2防腐杀菌剂

生产商产品牌号特点

KNPAlexF-251/F-252适用的pH值范围宽，不含甲醛、VOC极低

ArchChemicalsZincOmadineZOE用于砖石漆，广谱，在高pH值条件下依然有效

DegussaNuocide2000/2002/2010低成本

NuoseptAPC用于船舶漆，杀菌成分释放可控

Fungitrol1052AFD/1054AFD用于船舶漆，针对软污垢有机体

BuckmanBusan1440可用于水性和溶剂型涂料或染料，胶粘剂、填缝剂、水墨、塑料

Busan1292可用于溶剂型和水性涂料，清漆，木器漆

Busan1078可用于水性涂料，胶粘剂和建筑建筑材料，通过EPA认证,不含甲醛

AveciaProxelUltra5/Ultra10零VOC配方

VantocilIB用于聚硅氧烷乳液、聚乙烯醇、聚乙烯醋酸酯等原材料的防腐杀菌，快速杀菌、广谱活性、在较宽的pH值范围内能保持稳定性

TroyPolyphase641可用于建筑涂料、木器漆和船舶涂料，长效杀菌剂，良好的化学稳定性和热稳定性

Polyphase600可用于水性和溶剂型涂料，广谱杀菌

PolyphaseCST低成本，不影响漆膜光泽

Polyphase659低VOC，通过EPA认证

DowDowicilOK-20、Dowicil75

AcimaRocima550/607

基于我国巨大的建筑涂料市场，杀菌剂的市场也日益快速增大。即使在总配方中只有千分之几的添加量，总的市场需求也相当可观。目前，我国市场对价廉物美、低毒高效的杀菌剂需求剧增。特别是国家环保局颁布了水性涂料新的绿色标准后，限制了甲醛的使用，以前在水性建筑涂料中作为杀菌剂使用的甲醛类产品首当其冲受到质疑。因而生产厂家纷纷转向寻找其他杀菌剂来替代甲醛类产品。近年来，国内从事微生物防腐的科研在这方面也进行了积极的开发研究，国产杀菌剂开始快速推入市场，并在应用中不断完善功能性、环保性。陕西石油化工研究院的华科-981、华科-108、上海轻工业研究所的JX-515等，在华北、华东市场占有一席之地，带动了国产杀菌剂技术的发展。

在减少防霉杀菌剂对环境的污染和提高杀菌效果方面，可采取多种方法。如采用微胶囊包覆技术处理防霉杀菌剂，以均匀释放而减少环境污染和延长防霉杀菌效果；也可采用新技术生产新型防霉杀菌颗粒，以提高其有效性和降低使用量；采用配方技术使防霉杀菌剂仅富集在涂料表层，并根据涂料使用年限而添加防霉剂，以尽可能减少其使用量。同时，还必须取缔对人体明显有害的甲醛等品种的防霉剂，取缔对人体有明显皮肤敏感性的防霉杀菌剂。

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

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