建筑涂料技术现状和发展

1、建筑涂料技术现状和发展发言内容 一、技术的核心是配方 二、技术的目标（方向） 1.增加功能 2.提高性能 3.环境友好 4.降低成本三、技术的基础是原材料四、 最终结果通过涂装实现一、.技术的核心是配方1946-1950年，用乳液聚合法合成醋酸乙烯乳液和丁二烯-苯乙烯共聚乳液。1953年，合成涂料用纯丙乳液。世界上第一个纯丙乳胶漆配方No原料磅（质量分）制造商1钛白粉267.02立德粉76.33云母粉51.74石英粉81.05分散剂（Tamol N）6.8罗姆哈斯6二乙二醇7.27水190.08乳液Phoplex AC-33, (46%)516.0罗姆哈斯合计1196.0谁都希望有一个最佳配方

2、，但最佳配方不是花钱买来的，不是由原材料供应商送的，也不是从资料上找来的。 最佳配方应当是根据原材料的情况、设备的特点、管理水平、市场定位、有关标准和法规等等因素，逐步调整完善而达到的一个适合本公司实际情况的动态折中和平衡，因为一是涂料的某些性能犹如翘翘板，二是情况总是变化发展的。技术的目标（方向）1、增加功能1-1 反射隔热1-2 净化空气1-3 抗菌、防涂鸦、调湿等2、提高性能3、环境友好4、降低成本1-1 反射隔热以合成树脂乳液为基料，以水为分散介质，加入颜料（主要是红外反射颜料）、填料和助剂，经一定工艺过程制成的涂料，叫做红外反射乳胶漆，也就是目前所称的反射隔热建筑涂料。 其关键特征是

3、红外反射颜料。人们把在可见光区具有选择吸收，即呈现色彩，同时在红外区能反射红外光的颜料称为红外反射颜料，简称IR颜料（Infrared Reflective Pigment）。 组成和结构决定性能，但目前红外反射颜料的红外反射性与其组成和结构之间的相互关系还不清楚。Ferro IR Black pigmentpigmentCI numberchemistryCAS NoConstitution NoCrystal typeTSRIRCrFe and Other CICP IR BlackChrome oxide greenGreen 17Cr2O31308-38-9.77288 hematit

4、e29GoodV 10117Green 17(Cr,Fe)2O368909-79-577288hematite Good10430Green 17(Cr,Fe)2O3 Cr rich68909-79-577288hematite29Good10466Green 17(Cr,Fe)2O368909-79-577288hematite27 10204Green 17(Cr,Fe)2O3 Fe rich68909-79-577288hematite31goodV 775Green 17(Cr,Fe,Mn)2O368909-79-577288hematite24goodV 799&

5、#160;    25.1 10456Black 30(Ni,Mn) (Cr,Fe)2O471631-15-7 spinel Ok10335Black 27Co(Cr,Fe)2O468186-97-0 spinel OkV 7710Black 28Cu Cr2O468186-91-4 spinel  反射隔热涂料发展（1）在以空调能耗为主的地区选用红外反射建筑涂料。（2）选择红外反射颜料和生产有色反射隔热涂料，即配色。达到符合客户装饰对颜色的要求，又具有尽可能高的TSR。（3

6、）开发红外反射颜料。（4）进行切实建筑节能计算。1-2 净化空气国家或组织空气中甲醛含量要求mg/m3WHO0.08德国0.10中国 GB/T18883-2002室内空气质量标准0.10物理吸附法采用多孔、高比表面积的物质对甲醛等的吸附作用，例如：活性炭、硅藻土、膨润土等等。 化学方法光催化接有能与甲醛反应的乳液聚合物1-3 抗菌、防涂鸦、调湿等 HG/T 3950-2007 抗菌涂料 GB/T 21866-2008抗菌涂料（漆膜）抗菌测定法和抗菌结果 JG/T 304-2011建筑用防涂鸦抗粘贴涂料 JC/T 2082-2011 调湿功能室内建筑装饰材料二、技术的目标（方向）1、增加功能2、

7、提高性能2-1 装饰性2-2 耐久性2-3 憎水透气2-4 内墙耐污渍3、环境友好4、降低成本2-1 装饰性（1）.水包水多彩涂料涂料的装饰作用色彩：丰富，单色光泽：亚光、半光、有光、金属光泽质感：平涂、质感突破涂料的单色性，大大提高了涂料的装饰性。仿真度高，装饰性好，环境友好。做了一些工程，取得较好结果。市场看好。水性多彩涂料的分散相和连续相都是水性的，稳定性先天地成为短板。渗色而使颜色混浊以及彩点变小等储存和运输稳定性问题有待进一步提高。大面积施工结果一致性也有待改进。大生产的问题。2-2 耐久性提高涂料使用寿命就是很好的低碳水桶理论找出短板保色性一般约80%是色漆,但标准中没有保色性要求

8、。耐沾污性水性涂料与建筑瓷砖的对比（陶氏）在外墙用水性涂料与建筑瓷砖的对比生命周期评价结论。水性涂料与建筑瓷砖比较，除VOC和COD外，非生物资源消耗、温室效应、能耗、水耗、人类健康毒性，固体废弃物、酸化潜值和富营养化潜值都影响较小。耐久性对水性涂料生命周期环境表现影响都很大。水性建筑涂料对环境的影响比较小LCA的功能单位：在20年期间覆盖1M2外墙环境影响类别单位P38P47P60建筑瓷砖温室效应gCO22593.02916.93090.035286.52-3 憎水透气GB/T 9755-2014提出透水性要求与外墙外保温配套GB/T 29906-2013模塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统材料J

9、G 149-2003膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统吸水量水蒸气湿流密度2-4 内墙耐污渍项目指标级级光泽（60°）10光泽（60°）10光泽（60°）10光泽（60°）10容器中状态无硬块，搅拌后呈均匀状态施工性刷涂二道无障碍低温稳定性（3次循环）不变质涂膜外观正常干燥时间（表干）/h 2对比率 0.93耐洗刷性（2000次） 漆膜未损坏耐碱性（24h）无异常耐污渍性耐沾污综合能力 光泽变化差值的绝对值/单位  6020604045204540耐污渍持久性 耐沾污综合能力 光泽变化差值的绝对值/单位  50205040 35

10、20 3540油性污渍的祛除在室内平光漆或低光漆上测试油性污渍的祛除情况。实验显示，如果涂料中添加了特殊的耐油渍助剂，手印油渍可以轻松拭去添加特殊的耐油渍助剂未添加特殊的助剂模拟手印污渍二、技术的目标（方向）1、增加功能2、提高性能3、环境友好 3-1 低VOC和零VOC 3-2 低游离甲醛 3-3 APEO free 3-4 防腐防霉防藻剂活性组分限量4、降低成本3-1低VOC和零VOC涂料低VOC和零VOC建筑涂料，不仅是白色涂料，更重要的是有色涂料也就是说，色浆也要求是低VOC和零VOC的。最普遍的共识认为VOC是指那些沸点等于或低于250的化学物质。沸点超过250的那些物质不

11、归入VOC的范畴，往往被称为增塑剂。低VOC和零VOC定义一般来说，VOC30g/L，称为低VOC涂料；VOC1g/L，叫做零VOC涂料。GB 18582-2008 VOC检出限是2g/L。乳液和成膜助剂等的选择最低成膜温度与性能平衡3-2 低游离甲醛甲醛主要来源乳液防腐剂3-3 APEO FreeHJ 25327-2014产品中不得人为添加的物质中文名称英文名称缩写烷基酚聚氧乙烯醚Alkylphenol ethoxylatesAPEO邻苯二甲酸二异壬酯Di-iso-nonylphthalateDINP邻苯二甲酸二正辛酯Di-n-octylphthalateDNOP邻苯二甲酸二（2-乙基已基）

12、酯Di-（2-ethylhexy）-phthalateDEHP邻苯二甲酸二异癸酯Di-isodecylphthalateDIDP邻苯二甲酸丁基苄基酯ButylbenzylphthalateBBP邻苯二甲酸二丁酯DibutylphthalateDBP3-4 防腐防霉防藻剂活性组分限量欧盟No 286/2011对No1272/2008物质和混合物分类、标签和包装的修订规定，2015年6月1日，把H317可能导致皮肤过敏反应(May cause an allergic skin reaction)类修订为EUH208含有<敏感物质名称>可能产生过敏反应（May produce an al

13、lergic reaction）类。与H317比较，浓度限值要求高了一个数量级。防腐防霉剂H317和EUH208要求对比防腐防霉剂英文名称缩写CAS NoH317EUH2085-氯-2-甲基-4异噻唑啉-3-酮/2-甲基-4异噻唑啉-3-酮5-chloro-2methyl-4-isothiazolin-3-one/2-methyl-4-isothiazolin-3-oneCMIT/MIT(CIT/MIT)26172-55-4/2682-20-4, 55965-84-9(3：1)15ppm1.5ppm2-甲基-4异噻唑啉-3-酮2-methyl-4-isothiazolin-3-oneMIT26

14、82-20-41000ppm100ppm1，2苯并异噻唑啉-3-酮1,2-benzisothiazolin-3-oneBIT2634-33-5500ppm502-溴基-2硝基-1,3-丙烷二醇2-bromo-2-nitropropane-1,3-diolBNPD 或Bronopol52-51-7 非皮肤致敏1,2-二溴-2,4-二氰基丁烷1,2-Dibromo-2,4- dicyanobutaneDBDCB35691-65-7 1000ppm2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮2-octyl-4-isothiazolin-3-oneOIT26530-20-1500ppm50pp

15、m4，5二氯-2-正辛基-4异噻唑啉-3-酮4,5-dichloro-2-octyl-4-isothiazolin-3-oneDCOIT64359-81-5250ppm25ppm3-碘-2炔丙基丁基氨基甲酸酯 3-iodopropargyl-N-butylcarbamateIPBC55406-53-6  1000ppm吡啶硫酮锌zinc pyrithioneZnPt或ZPT13463-41-7 非皮肤致敏2-甲基-1，2苯并异噻唑-3（2H）-酮2-methyl-1,2-benzothiazol-3(2H)-one MBIT2527-66-41000ppm100ppm201

16、0年版德国蓝天使对防腐剂和防霉剂要求序号活性组分及组合内墙涂料中含量1二氧化钛/氯化银 100 ppm（基于氯化银）2MIT/BIT(1:1) 200 ppm3CMIT/MIT(3:1) 15 ppm4IPBC 80 ppm5BIT 200 ppm6BNPD 200 ppm7BNPD+CMIT/MIT (3:1) 130 ppm + 15 ppm8BNPD+ CMIT/MIT (3:1) 150 ppm + 10 ppm9BNPD+ CMIT/MIT (3:1) 170 ppm + 5 ppm10MIT/BIT(1:1)+CMIT/MIT (3:1) 150 ppm + 12,5 ppm11M

17、IT/BIT(1:1)+CMIT/MIT (3:1) 125 ppm + 15 ppm12DBDCB 500 ppm13BIT+CMIT/MIT (3:1) 150 ppm + 12,5 ppm二、技术的目标（方向）1、增加功能2、提高性能3、环境友好4. 降低成本通过技术创新，原材料选择等，基本保持性能不变，降低成本，达到预期的性价比。三.技术的基础是原材料1.乳液（1）乳液聚合物多相性和多样性 溶剂型涂料的聚合物是溶解在溶剂中形成均匀相，而乳液聚合物是粒状的。 通过粒子的组成、结构和形态等变化，就能得到不同的聚合物。 多相性和多样性成为解决水性涂料的钥匙。如核壳结构聚合物，通过Tg多相性，

18、能提高成膜性和耐沾污性等大家都已知道。 通过溶胶-凝胶法、共混法等，将二氧化硅和丙烯酸制成无机/有机杂化聚合物，提高涂料耐沾污性、耐溶剂性等。有人在丙烯酸粒子外，用溶胶-凝胶法覆盖一层二氧化硅，以此制成抗反射涂料。 醇酸和丙烯酸相容性不好，难以混合。通过醇酸和丙烯酸的杂化等。（2）受控聚合技术（活性聚合）能合成分子结构确定和相对分子质量可控的聚合物，即向分子设计迈进一大步。 基团转移聚合(GTP) 原子转移游离基聚合(ATRP) 氮氧调控聚合(NMP) 可逆加成分裂链段转移聚合(RAFT) 等是当今最常用的受控聚合技术。利用这些技术，选用合适的方法和设备，选择不同的单体，按设计的次序进行排列，

19、最终合成特定结构、相对分子质量分布窄、近单分散的聚合物。 如果采用常规的方法，即使花大量的时间、精力、材料也无法做到这样。 受控聚合技术使建筑涂料技术从经验型向科学设计型前进了一大步。（3）乳化剂A. APEO Free逐步取代聚烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）类乳化剂，原因是其生化毒性、生物降解性、环境激素和在生产过程中产生有害副作用。 B.双子表面活性剂（Gemini surfactants） 由间隔基连接的两个双亲分子。 双子表面活性剂最显著的特点是临界胶束浓度（CMC）比其“单胞”表面活性剂低一个多数量级，其次是高效。如TEGO Twin 4000，还具有不稳泡和消泡性；EnviroGem

20、 AD01是一种多功能表面活性剂。C.可降解的表面活性剂D.无皂聚合E. Pickering 稳定聚合时，不用乳化剂，通过无机粒子稳定，如CeO2, Laponite , Montmorillonite, Silica 等（4）环境友好 低VOC 低甲醛 低气味 APEO Free2011-2015年荣格获奖建筑乳液时间乳液公司备注2015水性多彩涂料解决方案陶氏水性多彩涂料体系Emulter FR 797上海昕特玛改性醋酸乙烯酯共聚乳液，用于膨胀型防火涂料2014Acronal 7077 & 7099巴斯夫通过这两种反应型乳液（7077/7099）之间发生反应的来生产稳定的多彩涂料系

21、统。FORMASHIELD 水性丙烯酸乳液陶氏通过乳液聚合把乙酰乙酸基团衍生物直接引入到乳胶粒子上，可消除甲醛2013SILRES MPF 52 E瓦克水性有机硅树脂乳液，主体树脂为甲基苯基聚硅氧烷，具有良好的耐热性，甲氧基基团有一定的与其它有机树脂反应和交联的活性。Encor 2763阿科玛水性工业木器漆设计的乳液，它基于多重交联技术， 一重是可自交联， 二重是NCO固化剂交联，三重是自引发的光固化交联。耐污渍丙烯酸乳液陶氏优化的共聚单体组分以及乳胶粒形貌设计2012DIRTSHIED 陶氏1特殊的乳液形貌设计2. 紫外光交联技术3. 有机无机杂化技术，实现优异的耐沾污性，耐候性。Acron

22、al ECO 702 ap巴斯夫低气味，低VOC，荷叶效果耐沾污内墙乳液Encor 2433阿科玛水性自交联疏水丙烯酸乳液2011NeoCryl XK-14帝斯曼自交联的丙烯酸乳液，用于水性木器漆，塑胶漆。持久抗菌型苯丙乳液深圳莱莉雅一种既含有阳离子杀菌基团和活性酰胺双键、又含有非离子基团的新型可聚合乳化剂2.钛白粉 国产钛白粉质量缩小了与国际水平差距，价格优势明显。 为了降低成本，建筑涂料企业采用国产钛白粉取代进口钛白粉。DELTIO®钛白颜料，自由流动的颜料 良好的流动性和低尘性。 具有特殊形状，更容易从袋中流出来，节省时间，提高自动进料系统精准度。 低尘意味着环境更清洁、更安全

23、。 2008年，DELTIO®颜料获Entec安全与环境卓越成就奖ALTIRIS®红外反射钛白颜料 800 颜料推荐用于深色涂料配色，明度L在25-40 之间，提高红外线反射率。 在那些明度L超过40的颜色中，推荐使用ALTIRIS® 550 以提高红外反射性能。 2013年获荣格技术创新奖全球钛白粉生产商和产能序号生产商产能/万吨生产方法生产厂数氯化法占比/%1杜邦（Dupont）117.0氯化法51002汉斯曼（Huntsman）91.5氯化法、硫酸法10253可瑞斯托（Cristal Global）77.8氯化法、硫酸法8884克朗诺斯（Kronos）52.

24、2氯化法、硫酸法6775特诺（Tronox）38.0氯化法31006龙蟒（Lomon）30.0硫酸法207东佳（Doguide）16.0硫酸法208石原（Ishihara）15.5氯化法、硫酸法3519佰利联（Billions）15.0硫酸法1010中核钛白（CHTI）15.0硫酸法2011克雷米亚（Crimea Titan）12.0硫酸法1012宁波新福（Xinfu）12.0硫酸法1013大陆约45家生产厂130氯化法、硫酸法45214日本、韩国、印度等生产厂30硫酸法，仅印度一家氯化法   合计652   3.助剂提高性能和功能环

25、境友好，如降低VOC可控聚合以分散剂和成膜助剂为例说明（1）分散剂 用可控聚合技术合成嵌段分散剂和梳状分散剂（a）低分子量，（b）和（c）嵌段共聚物（AB型和ABABA型），（d）梳状共聚物。研磨料粘度。随机共聚物的粘度最高。梯度共聚物和嵌段共聚物的研磨料粘度很低，说明这些结构对颜料稳定作用更大。在聚酯/三聚氰胺面漆体系中含CAB 381-2 的FW200碳黑研磨料的粘度BYK公司利用受控聚合技术开发了多种AB型嵌段涂料分散剂。如DISPERBYK-2010、DISPERBYK-2015和DISPERBYK-2020用于建筑涂料和工业涂料。 Ciba公司利用NMP技术合成AB型嵌段高分子表面活

26、性剂，推出了Ciba EFKA 4300、 4330和 4340溶剂型涂料分散剂，Ciba EFKA 4585水性涂料分散剂。（4）多功能湿润分散剂。（5）易生物降解的湿润分散剂。如EnviroGem AE系列双胞湿润分散剂，就是一种低泡易生物降解的湿润分散剂。 成膜助剂 （1）降低气味。 （2）是降低挥发性有机物（VOC）。在中国和欧洲，VOC是指那些沸点等于或低于250的化学物质。沸点超过250的那些物质不归入VOC的范畴，所以使成膜助剂向高沸点发展。高沸点成膜助剂成膜助剂名称101.325kPa沸点/化学文摘登入号Texanol2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯25425265

27、-77-4Optifilm enhancer 3002,2,4三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸二酯2816846-50-0Optifilm enhancer 400混合物344 DBE-IB丁二酸二异丁酯15%、戊二酸二异丁酯58%、己二酸二异丁酯27%的混合物271925-06-471195-64-7141-04-8Coasol丁二酸二异丁酯15-25%、戊二酸二异丁酯55-65%、己二酸二异丁酯12-23%的混合物274925-06-471195-64-7141-04-8Loxanol CA 5308(Lusolvan FBH)丁二酸二异丁酯、戊二酸二异丁酯和己二酸二异丁酯的混合物

28、260925-06-471195-64-7141-04-8Loxanol CA 5310 (EFC 100)丙二醇油酸单酯（85-95%）,油酸丙二醇酯（5-15%）丙二醇(1%)的混合物2841330-80-9105-62-457-55-6Loxanol CA 5320 (EFC 200)丙二醇酯为主的C-19脂肪酸，与Loxanol CA 5310相似，颜色较浅，价格较便宜284 TEGDO三乙二醇二异辛酸酯34494-28-0K-Flex 850S二丙二醇二苯甲酸酯和二乙二醇二苯甲酸酯的混合物（1:3）>33027138-31-4120-55-8K-Flex 975P二丙

29、二醇二苯甲酸酯、二乙二醇二苯甲酸酯和丙二醇二苯甲酸酯的混合物（1:3:1）>35027138-31-4120-55-819224-26-1K-Flex 500P二丙二醇二苯甲酸酯和二乙二醇二苯甲酸酯的低VOC混合物（2:3）>35027138-31-4120-55-8（3）是低毒、安全、可接受的生物降解性。（4）活性成膜助剂。（5）多功能成膜助剂。EnviroGem AD01A nonionic wetting agent, molecular defoamer and coalescing surfactant (100% active liquid). EnviroGem AD

30、01 surfactant enhances substrate wetting and provides microfoam reduction in coatings formulations, enhancing appearance and durability. As a molecular defoamer, EnviroGem AD01 provides foam reduction performance without the common defect-causing issues of traditional defoamers. Solvent and APE-free

31、.2011-2015年荣格技术创新奖 部分助剂时间助剂公司备注2015BYK-UV3505易清洁表面助剂毕克助剂提高基材润湿，抗划伤和易清洁的可交联型表面助剂。Carbowet GA 系列研磨助剂空气化工动态湿润和动态稳定Natrostone TM H-30真石漆增稠剂亚什兰提高真石漆的初期耐水白和低温高湿耐水白性能，赋予真石漆较好的施工性Tech-UV2027上海泰格UV体系防涂鸦2014DynolTM960 和 DynolTM 980 润湿剂空气化工静态及动态润湿、与体系较好的相容性、低泡等的有机硅氧烷高效润湿剂。POLYPHASE 864CR防霉剂特洛伊CR技术为解决IPBC在使用中可能产生黄变Tech-6076分散剂上海泰格利用受控聚合技术合成，专门用于水性体系的有机颜料分散剂，特别适合有机颜料与炭黑的分散。COADIS BR85分散剂常熟高泰烷氧基共聚物（polyether carboxylate）非离子位阻型分散剂（钛白粉分散）BYK-3560表面助剂BYK不含有机硅和氟的提高表面能的表面助剂2013Greesol F04润湿剂岳阳凯门基于Gemini（双子星技术）开发的，低泡沫，非离子型，在水性系