早在20世纪70年代y25和家网-逗号y25国际室内空气科学学会提出了VOC(挥发性有机化合物)概念y25和家网-逗号y25意识到了VOC对环境的污染y25和家网-句号y25日本在1997年就制定了防止大气污染的修正法和化学物质排放管理的促(PollutantReleaseandTransferRegister,PRTR法)y25和家网-句号y25
我国也在1994年颁布了《环境标志产品技术要求》y25和家网-逗号y25明确提出环保型涂料在“产品配制或生产过程中不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物”；1996年出台了《大气污染物综合排放标准》；2000年出台了《中华人民共和国大气污染防治法》；2001年又推出了强制性国家标准《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》y25和家网-逗号y25明确要求室内用涂料的VOC不得大于200g/Ly25和家网-逗号y25游离甲醛的浓度不得大于0.1g/Ly25和家网-句号y25所有这一切y25和家网-逗号y25都对涂料行业提出了一个新问题y25和家网-逗号y25那就是必须加快开发不用或少用有机溶剂的涂料y25和家网-逗号y25也就是开发所谓“环境友好型涂料”y25和家网-句号y25环境友好型涂料主要有：水性涂料、粉末涂料、光固化涂料等y25和家网-句号y25针对防火涂料而言y25和家网-逗号y25由于粉末涂料和光固化涂料的特殊性y25和家网-逗号y25仅水性防火涂料和无溶剂防火涂料具有可观的发展前景y25和家网-句号y25本文简介这两种环保型防火涂料的发展现状y25和家网-句号y25
一水性防火涂料
自20世纪70年代能源危机引发第一次水性涂料开发热潮以来y25和家网-逗号y25水性化一直是涂料发展的方向之一y25和家网-句号y25目前我国市场上的水性防火涂料以饰面型防火涂料和厚浆型防火涂料为主y25和家网-逗号y25从成膜物性质上大体可分为如下几类：
(1)合成聚合物乳液型y25和家网-逗号y25成膜物为苯丙乳液、纯丙乳液、醋酸乙烯乳液等y25和家网-逗号y25添加膨胀型阻燃剂及其他材料制成y25和家网-句号y25如徐州建筑工程研究所研制的JY-FHZ型乳胶防火涂料y25和家网-逗号y25作为饰面型防火涂料y25和家网-逗号y25达到了一级防火涂料的标准y25和家网-句号y25
(2)水溶性树脂型y25和家网-逗号y25水溶性树脂中的脲醛-三聚氰胺树脂具有色浅、耐光好、不发霉、干燥快、成本低、附着力好、耐水、耐油、耐热、优良的电性能、本身可作为炭源和气源等诸多优点y25和家网-逗号y25因此y25和家网-逗号y25受到众多厂家的青睐y25和家网-逗号y25引起了科研人员的高度重视y25和家网-句号y25在这方面我国取得了非常多的成果y25和家网-逗号y25如北京、河南、广州等地市的设计研究院研制的水溶性氨基树脂防火涂料y25和家网-逗号y25均达到了国家一级饰面型防火涂料的标准y25和家网-句号y25此类防火涂料最大的优点在于可制成透明的膨胀型防火涂料y25和家网-逗号y25具有较高的装饰性y25和家网-句号y25
(3)无机粘合剂型y25和家网-逗号y25这类涂料以硅酸盐水泥、氢氧化镁或其他无机高温粘合剂为基料y25和家网-逗号y25添加膨胀珍珠岩、矿棉等骨料及其他化学助剂和水等组成y25和家网-逗号y25以非膨胀型为主y25和家网-逗号y25其缺点是用量大y25和家网-逗号y25涂层厚y25和家网-逗号y25但由于可用于室外y25和家网-逗号y25因而y25和家网-逗号y25也取得了很好的应用效果y25和家网-句号y25如：四川消防所研制的LG钢结构涂料y25和家网-逗号y25当涂层厚度达35mm时y25和家网-逗号y25耐火极限达到3hy25和家网-句号y25
在所有水性防火涂料品种中y25和家网-逗号y25无机粘合剂型防火涂料是对环境最友好的品种y25和家网-逗号y25但其制得的防火涂料多为非膨胀型y25和家网-逗号y25且涂层的理化性能存在一些难以克服的不足y25和家网-句号y25水溶性氨基树脂、脲醛树脂等本身有较好的阻燃能力且可帮助成炭y25和家网-逗号y25由它们制成的防火涂料具有非常好的综合防火效果y25和家网-逗号y25但由于其甲醛含量较高(我国市场上此类树脂的甲醛含量一般在1.0g/L以上)y25和家网-逗号y25以满足环保对毒性的要求y25和家网-逗号y25故其前途并不看好y25和家网-句号y25目前市场上应用较多的水性防火涂料多为合成聚合物乳液型y25和家网-句号y25但它也有一些不足：其一y25和家网-逗号y25在低温(如0℃)环境中y25和家网-逗号y25其贮存及应用均有困难；其二y25和家网-逗号y25乳液本身不同程度地含有一些助溶剂或成膜助剂(质量好的乳液含2%-5%y25和家网-逗号y25稍差的则含8%-10%)y25和家网-逗号y25它们一般均为挥发速度较慢的有异味的高沸点溶剂；其三y25和家网-逗号y25水性涂料在耐水性、附着力等方面与溶剂型涂料相比有明显的不足；其四y25和家网-逗号y25膨胀型防火涂料中含有大量的亲水性材料(如聚磷酸铵等),它们易从含有乳化剂的水性涂膜中迁移出来y25和家网-逗号y25从而使防火涂料失去防火效果y25和家网-句号y25提高聚合物乳液型水性防火涂料的综合性能y25和家网-逗号y25可以从以下几方面入手：
第一、提高聚合物乳液自身的性能y25和家网-句号y25
a：北京东方化工厂推出了一种新型的聚合物乳液y25和家网-句号y25据称由其配制的水性防火涂料可在-15℃正常使用y25和家网-逗号y25基本能满足冬季施工要求；
b：用双组分水性乳液y25和家网-逗号y25如含羟基的水性树脂以异氰酸酯作为交联剂y25和家网-句号y25据称在防腐蚀涂料方面已取得与溶剂型涂料相当的性能；水性环氧-多胺体系具有VOC低、涂膜光泽好、耐冲击、耐水等优点y25和家网-逗号y25已在许多场合取得了不俗的应用业绩y25和家网-句号y25与普通乳液相比y25和家网-逗号y25双组分乳液在对水、化学物质的封闭上有很大改善y25和家网-句号y25
c：考虑到普通乳液中均含2%-5%的有机溶剂y25和家网-逗号y25大日本涂料公司新近开发出一种有机溶剂含量低于1%的聚合物乳液y25和家网-句号y25理论上y25和家网-逗号y25核/壳乳液由于壳部分有较低的玻璃化温度y25和家网-逗号y25不需要成膜助剂或其他助剂帮助成膜y25和家网-逗号y25因而有人称以核/壳乳液为基料的乳胶漆为“零VOC乳胶漆”y25和家网-句号y25
d：提高乳液自身的阻燃能力y25和家网-逗号y25减少阻燃剂用量y25和家网-句号y25一方面可将一些阻燃元素接枝到树脂上y25和家网-逗号y25如江阴国联化工有限公司的GHS系列硅丙乳液；另一方面y25和家网-逗号y25合理开发纳米材料在涂料中的应用y25和家网-逗号y25充分利用纳米材料能提高树脂耐热能力的特性y25和家网-句号y25
第二、对防火阻燃剂进行表面处理y25和家网-逗号y25解决其亲水性问题y25和家网-句号y25
如：对聚磷酸铵进行表面处理y25和家网-逗号y25使聚磷酸铵的水溶性由原先25℃下的8.2%下降到0.2%y25和家网-句号y25也有人对红磷进行表面包覆处理y25和家网-逗号y25将之胶囊化y25和家网-逗号y25大大改善了其与树脂的相容性、颜色等y25和家网-逗号y25由于它的含磷量明显比聚磷酸铵等化合物高y25和家网-逗号y25因而y25和家网-逗号y25在许多场合其单位质量的阻燃效果也就好得多y25和家网-句号y25
第三y25和家网-逗号y25选用多功能材料y25和家网-逗号y25如三聚氰胺磷酸酯等集酸源、气源于一体的新型材料y25和家网-句号y25它不仅能降低阻燃剂的总用量y25和家网-逗号y25而且还有很低的水溶性y25和家网-句号y25如三聚氰胺磷酸酯在20℃时y25和家网-逗号y25溶解度为0.35%;60℃时y25和家网-逗号y25仅为1.16%；800℃时y25和家网-逗号y25形成残余物的质量为原始质量的30%y25和家网-逗号y25是普通聚磷酸铵的6倍y25和家网-句号y25
第四y25和家网-逗号y25打破传统配方y25和家网-逗号y25开发新型的膨胀体系或膨胀材料y25和家网-句号y25如氨基苯磺酸盐等材料均具有自膨胀特性y25和家网-逗号y25如果它们能在涂料中得到合理的应用y25和家网-逗号y25必将大大减少膨胀型防火涂料中阻燃材料的用量y25和家网-逗号y25从而改进涂料的综合性能y25和家网-句号y25
总之y25和家网-逗号y25在我国y25和家网-逗号y25水性涂料市场占整个涂料市场份额的41%左右y25和家网-逗号y25这其中y25和家网-逗号y25内、外墙建筑涂料占了绝大部分y25和家网-句号y25水性防火涂料在整个水性涂料中的份额很少y25和家网-逗号y25以至于未被统计在内y25和家网-句号y25与美国水性防火涂料占其整个防火涂料生产规模的2/3相比有较大差距y25和家网-句号y25我们应加大对水性防火涂料的研究开发力度y25和家网-句号y25
二高固体分防火涂料
所谓的高固体分涂料是指固含量超过60%甚至达75%-80%的涂料y25和家网-逗号y25由于其所含的有机可挥发分比普通的溶剂型涂料少y25和家网-逗号y25因而对环境的污染轻y25和家网-逗号y25并且一次施工可得到较厚的漆膜y25和家网-逗号y25因而很快被广泛接受y25和家网-句号y25
目前市面销售的膨胀型防火涂料固含量一般为60%-70%y25和家网-逗号y25一次涂覆的厚度可达70-80μm或更高y25和家网-句号y25海洋化工研究院的SCM-2超薄型钢结构防火涂料固含量达70%以上y25和家网-逗号y25一次厚涂可达150μmy25和家网-句号y25但是由于这些涂料仍含有约30%的可挥发分y25和家网-逗号y25因而在一些应用场合仍然受到限制y25和家网-句号y25
随着人们环保及健康意识的提高y25和家网-逗号y25高固体分涂料的使用也会受到越来越多的限制y25和家网-逗号y25因为它仍有较高的可挥发有机物y25和家网-逗号y25即使是乳胶型防火涂料y25和家网-逗号y25由于乳液中不可避免的含有约2%-5%的可挥发有机物y25和家网-逗号y25涂刷时常产生异味y25和家网-逗号y25施工后长时间仍对环境造成污染y25和家网-句号y25国内一些企业y25和家网-逗号y25特别是涉外企业y25和家网-逗号y25已经对涂料的可挥发性提出了明确要求y25和家网-句号y25美国朗讯青岛公司在对损坏的防火涂层进行修补时y25和家网-逗号y25就提出了挥发性有机物(特别是苯、甲醛)等气体对环境的污染、安全及对人员身体健康影响的问题y25和家网-句号y25可见y25和家网-逗号y25高固体分防火涂料只能是环保型防火涂料问世前的一种过渡产品y25和家网-句号y25
三液体无溶剂涂料
液体无溶剂涂料也有人称之为超高固体分涂料y25和家网-句号y25
它具有很低含量的挥发性有机化合物(VOC)y25和家网-逗号y25甚至能达到“零VOC”y25和家网-句号y25它主要是以低分子量、低粘度的液体树脂及固化剂体系为基料y25和家网-逗号y25并用活性稀释剂来进一步降低体系粘度从而保证涂料体系的综合性能y25和家网-句号y25用于液体无溶剂涂料体系的树脂有：聚氨酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂等y25和家网-句号y25环氧树脂对颜填料的容忍度很高y25和家网-逗号y25本身可兼作膨胀体系的炭源和气源；聚氨酯树脂本身可作为膨胀体系的炭源和气源；有机硅树脂本身具有很高的阻燃性y25和家网-句号y25它们均是液体无溶剂膨胀型防火涂料的理想成膜物y25和家网-句号y25
液体无溶剂涂料的研究目前主要集中在重防腐涂料、地坪涂料和特殊用途涂料领域y25和家网-句号y25国内关于无溶剂防火涂料的研究很少y25和家网-逗号y25仅上海涂料研究所“九?五”期间在聚酯无溶剂防火涂料方面做过一些研究y25和家网-逗号y25但从其试验报告看y25和家网-逗号y25它与目前市场上较好的溶剂型防火涂料y25和家网-逗号y25甚至水性防火涂料相比有明显差距y25和家网-句号y25它采用传统的P-N-C防火膨胀体系y25和家网-逗号y25根据这一膨胀体系理论y25和家网-逗号y25只有当阻燃剂的总量达到一值定后(如60%-70%)y25和家网-逗号y25涂层才会产生比较理想的膨胀层y25和家网-逗号y25显然这一要求是很难满足的y25和家网-句号y25要想使无溶剂体系产生较好的膨胀层y25和家网-逗号y25可从以下几方面入手：
第一y25和家网-逗号y25提高树脂体系对阻燃颜填料的容忍度y25和家网-逗号y25采用恰当的活性稀释剂y25和家网-逗号y25尽可能地降低体系的粘度；提高阻燃材料在配方中的用量y25和家网-句号y25
第二y25和家网-逗号y25提高阻燃剂的效率y25和家网-逗号y25减少阻燃填料的用量y25和家网-逗号y25合理利用磷酸三聚氰胺、磷酸季戊四醇酯、磷酸三聚氰胺季戊四醇酯等多功能材料；
第三y25和家网-逗号y25开发新型膨胀体系y25和家网-逗号y25如氨基苯磺酸盐、氨基磺酰对苯胺等自膨胀材料的合理利用y25和家网-句号y25对聚磷酸铵-三聚氰胺-季戊四醇膨胀体系而言y25和家网-逗号y25要取得良好的膨胀效果y25和家网-逗号y25必须使这三种材料在涂料中的含量达到一个较高的值y25和家网-逗号y25如果能使其所需的用量由当前的60%-70%y25和家网-逗号y25下降到一个较低的值y25和家网-逗号y25则制得高效无溶剂防火涂料就成为可能y25和家网-句号y25
第四y25和家网-逗号y25提高树脂本身的阻燃能力y25和家网-逗号y25减少阻燃剂在配方中的用量y25和家网-句号y25因为化学结合的阻燃元素比物理拼合的防火效率要高得多y25和家网-逗号y25所以要尽可能使用本身含有阻燃元素的树脂y25和家网-逗号y25如有机硅树脂等y25和家网-句号y25
四结语
一个国家环保型涂料占全部涂料总量的程度y25和家网-逗号y25代表着这个国家科技发展的程度y25和家网-句号y25美国在1999年y25和家网-逗号y25水性涂料所占比例为61.1%y25和家网-逗号y25高固体分涂料占10.7%y25和家网-逗号y25粉末涂料占8.7%y25和家网-逗号y25辐射固化涂料占1.0%y25和家网-逗号y25传统的溶剂型涂料仅占18.5%；而我国传统的溶剂型涂料约占55%y25和家网-逗号y25水性涂料约占41%y25和家网-逗号y25其他约占4%y25和家网-句号y25通过这些数据的比较y25和家网-逗号y25可以明显地看到我国涂料工业与发达国家之间的差距y25和家网-句号y25
随着环保法规和劳动法规的不断健全y25和家网-逗号y25环境友好型、低或零VOC排放的新型防火涂料的研发已越来越引起人们的重视y25和家网-句号y25在实际应用中y25和家网-逗号y25水性防火涂料仍有许多有待改进的地方y25和家网-逗号y25如冬季施工困难、对湿气敏感等y25和家网-句号y25在没有彻底解决这些问题前y25和家网-逗号y25水性防火涂料尚无法与溶剂型防火涂料相抗衡y25和家网-句号y25液体无溶剂防火涂料对环境、人体完全无害y25和家网-逗号y25一次可厚涂y25和家网-逗号y25耐化学品性质优异y25和家网-逗号y25一旦开发成功y25和家网-逗号y25将在很大程度上取代溶剂型防火涂料的市场地位y25和家网-句号y25
