一色浆颜料制备物宁波市涂料与涂装行业协会

1、建筑涂料用水性色浆的发展概述苏州世名科技股份有限公司，江苏昆山，215337摘要 本文结合国内建筑涂料市场现状，阐述了水性色浆在功能化、超细化、调色一体化、环保化等方面的发展趋势。关键词 水性色浆、建筑涂料、发展趋势、功能化、环保1 前言改革开放30年以来，我国的市政基础设施建设和房地产开发投入不断增加，推动建筑涂料行业逐步发展和壮大。尤其是进入21世纪以来，建筑涂料产量更是迅速增长，2009年建筑涂料产量达到261.7万吨1。水性乳胶漆具有污染少、施工简便等优点，已成为最主要的建筑涂料，建筑涂料用水性色浆随之取得了迅速发展，专业化和精细化程度越来越高。本文结合国内建筑涂料市场现状，阐述了水性

2、色浆在功能化、超细化、调色一体化、环保化等方面的发展趋势。2 建筑涂料行业市场现状在中国市场，建筑涂料占涂料总产量的30%40%。建筑涂料分为内墙涂料和外墙涂料。目前内墙涂料的比例为83%，外墙涂料仅占17%。据估计，随着国家对居民住宅建设投入的加大，2015年外墙涂料年产量将达到180万吨，占建筑涂料的比例也将上升到60%23。我国的建筑涂料企业数量达到8000家以上，主要集中在珠三角、长三角和环渤海三个地区，总体的特点是分布广、数量多、规模小、技术水平参差不齐。根据2007年数据，年产量超过5000吨的企业为38家，年产量超过10000吨的企业仅为24家4。与此同时，国际有名的大型涂料公司

3、基本都已经完成了在中国市场的布局，利用其在品牌、技术、规模、资金、管理、营销等方面的优势，很快在中高端市场树立了牢固的优势，并逐渐扩大其市场份额。给我国的建筑涂料企业带来多方面的挑战：一是发展模式，国内品牌企业发展初期主要是依靠相对成本优势以及经销商、广告等营销手段拓展市场、积累资本，与累积了丰富的产品线、多行业先进技术的跨国企业相比，在产品质量和服务上存在较大的差距；二是核心技术，建筑涂料作为一种加工型产品，其质量与乳液、润湿分散剂、颜料色浆、填料、功能性助剂等原材料密切相关，目前我国建筑涂料用原料上游行业发展还不成熟，极大的限制了国内建筑涂料企业的发展；三是日趋严密的环保法规及及下游客户越

4、来越苛刻的应用要求，迫使涂料行业加强技术创新，不断推出新产品。3水性色浆发展趋势3.1功能化水性色浆广泛应用于建筑内外墙乳胶漆、防火涂料、水性氟碳漆、耐温涂料、导电涂料等涂料领域，不断发展的技术与不断拓宽的应用领域对水性色浆提出了更多的功能性要求。随着有机硅改性树脂、聚氨酯树脂、氟树脂等新技术的开发，高耐候性、耐污染性涂料已经成为高层建筑涂料的发展方向5-7，要求水性色浆具备出色的耐酸碱性、耐水性、耐迁移性和耐候性等应用特征。这一特征取决于高性能颜料的采用和复合水性助剂应用技术的发展。高性能无机颜料包括特种炭黑、特种氧化钛、层状铝、金属合金氧化物、硫化物颜料、钒酸铋系列等。高性能有机颜料的种类

5、主要包括喹吖啶酮类颜料、特殊偶氮颜料（偶氮缩合-大分子有机颜料）、二酮吡咯-吡咯（DPP）类颜料、蒽醌类颜料、靛族与硫靛类颜料、苝系与芘系颜料、异吲哚啉酮及异吲哚啉类颜料和喹酞酮类颜料等。通过在水性色浆中引入纳米氧化锌、纳米氧化钛等材料，可以加强其防霉抗菌性及状态稳定性；在水性色浆中引入某些效果颜料如珠光颜料可以赋予色浆独特的着色功能；在水性色浆中加入稳定的石墨分散体可使水性色浆的导电性能大大加强，从而适应某些特殊要求。3.2超细化通过超微粉碎技术使一些颜填料颗粒尺寸达到亚纳米（100500nm）或者纳米范围（<100nm），并将其制备成稳定的分散体是水性色浆的一大发展趋势。颜填料超细化

6、后带来的问题是如何使这些颗粒极细，比表面积极高的材料能稳定地以亚纳米或纳米尺寸分散在色浆中，这是目前技术研发的一个“瓶颈”。超细化的颜填料必须经表面修饰，再配合使用合适的助剂，才能保证分散体具有良好的稳定性，才能充分发挥超细化颜填料的作用，使涂料的性能有“质”的飞跃，或具有特殊的功能。3.3调色一体化传统的建筑涂料用水性色浆分为厂用色浆和机用色浆，前者是手工调色，主要用于涂料厂，后者是电脑自动化调色，主要用于民用市场。随着国内涂料行业的发展和市场整合，大型涂料企业的生产规模越来越大。这些企业借鉴国外企业的先进生产管理技术8，其涂料制造生产线自动化程度日益提高。现有的厂用色浆难以满足涂料生产线自

7、动化调色的需求，于是，生产线调色色浆应运而生。目前自动调色系统有两种，一种是民用调色点的机械调色系统，另一种为自动程度极高的生产线调色系统。图1：建筑涂料自动化生产线配色系统示意图生产线调色色浆在厂用色浆色含量高，调色成本低的基础上，吸收了机用色浆稳定性高、保湿性强的优点，具备了比常规厂用色浆更好的兼容性、粘度稳定性、批次稳定性等。生产线调色色浆大大提升了大型涂料企业的自动化水平，提高了效率。3.4 环保化公众环保意识的提高及社会经济的发展要求提供无毒无公害的产品，各项法律法规对所有工业产品的要求越来越严格。水性色浆的主要成分是水、无机或有机颜填料、各种功能助剂、助溶剂等，其涉及的有毒有害物质

8、包括致癌芳香胺、重金属、挥发性有机化合物VOC（Volatile Organic Compound）、环境激素等9。1） 致癌芳香胺水性色浆中致癌芳香胺主要来源于有机颜料，尤其是以这些芳香胺为原料合成的偶氮颜料。一般说来，颜料的稳定性远远超出染料，绝大部分的偶氮颜料本身并无致癌性，但在一定的条件下能还原释放出对人体或动物有致癌作用的芳香胺。另一个来源是生产过程中添加的某些功能助剂。如很多功能助剂的原材料对氨基苯甲醚是由对硝基氯苯合成的，而对硝基氯苯中往往含有少量的邻硝基联苯，从而使得最终产品中出现致癌芳香胺邻硝基苯甲醚。表1 各标准中致癌芳香胺限值标准受限物质限值EN71-9(2005)9种芳

9、香胺5PPMEN71-7(2002)26种芳香胺单个10PPM,总量20PPMOEKO-TEX 100(2009)24种芳香胺20PPMHJ 507-2009 环境标志产品技术要求 皮革和合成革24种芳香胺30PPM2）重金属环保型的水性色浆不应含有铅(Pb)、铬(Cr)、镉(Cd)、钡(Ba)、锑(Sb)、硒(Se)、汞(Hg)、砷(As)、铜（Cu）、钴（Co）、镍（Ni）等。水性色浆的重金属主要来源于颜填料，相当部分无机类色浆所使用的原料本身就含有大量的重金属，例如铬黄色浆；另外还包括以色淀类颜料为原料的色浆，例如R48:2色浆，可溶性钡的含量可高达4000PPM。表2 重金属限量要求表

10、 （mg/kg）名称GB6675-2003GB20814-2006HG/T395l-2007EN71-3ROHS钡(Ba)1000-1 000-铅(Pb)9010090901000隔(Cd)75207575100锑(Sb)6050-60-硒(Se)500-500-汞(Hg)60-60601000砷(As)25-25-铜（Cu）-250-钴（Co）-500-镍（Ni）-200-铬(Cr)6010060601000铁（Fe）-2500-锰（Mn）-1000-锌（Zn）-1500-3）挥发性有机化合物 VOC水性色浆中VOC主要来源于助溶剂、各类功能助剂及合成树脂乳液等，常用的助溶剂如乙二醇、丙二醇

11、等均属于VOC；功能助剂中分为两种：一种是助剂本身就是VOC，如部分有机胺pH值调节剂、分散剂、润湿剂、防霉杀菌剂等；另一种情况是助剂本身不是VOC，但市售商品中含有VOC成分的溶剂或其它复合组分；合成树脂乳液中的残留单体也属于VOC成分。表3 不同时期我国对建筑涂料中VOC的控制要求涂料HJBZ 4-1999环境标志产品技术要求 水性涂料HBC12-2005 环境标志产品技术要求 水性涂料扣水g/L不扣水g/L扣水g/L内墙涂料25062580外墙涂料250625150水性木器漆、水性防腐涂料、水性防水涂料等2506252504）环境激素水性色浆中环境激素主要来源于颜料和功能助剂。以生产颜料

12、V23、V34、V35、V37为例，这四支颜料的专用中间体四氯苯醌的生产过程中，会产生副产物多氯二噁英【12】；以多氯苯为溶剂生产铜酞菁的过程中，易产生多氯联苯。多氯二噁英和多氯联苯均属环境激素，它们混入颜料成品中，最后导致色浆产品不合格。功能助剂中的环境激素主要是APEO（烷基酚聚氧乙烯醚），APEO包括壬基酚聚氧乙烯醚（NPEO）、辛基酚聚氧乙烯醚（OPEO）、十二烷基酚聚氧乙烯醚（DPEO）和二壬基酚聚氧乙烯醚（DNPEO）。由于APEO系列产品具有优异的润湿、渗透、乳化、分散、增溶、去污等功能，故相当部分商品助剂仍是以APEO为功能成分的。4 结语水性色浆作为一个新兴行业，代表着颜料着

13、色技术未来的发展方向之一。得益于国内涂料企业的发展壮大，以及国外水性色浆技术的推广，为水性色浆在建筑涂料的发展提供了良好的契机。水性色浆的发展趋势是功能化、超细化、调色一体化、环保化。参考文献1 石玉梅,马捷. 大力发展积极推广环境友好型建筑涂料, 上海建材, 2008, 5 : 21.2 China's architectural paint demand to reach 3 M tonnes/y by 2015, Focus on Pigments, 2008, 3: 3.3 Profile of Chinese Paint Industry，Focus on Powder Co

14、atings, 2009, 8 : 7-8.4 徐枫. 我国水性建筑涂料的应用与发展, 现代涂料与涂装, 2009, (12), 7 : 27-29.5 Akihiko Asakawa, Masao Unoki, Takao Hirono, et al. Waterborne fluoropolymers for paint use, Journal of Fluorine Chemistry, 2000, (104), 1: 47-51.6 Ad Overbeek, Fred Bückmann, Emilio Martin,et al.New generation decorati

15、ve paint technology, Progress in Organic Coatings, 2003, (48), 2-4: 125-139.7 Tsutomu Mizutani, Koji Arai, Masatoshi Miyamoto, et al. Application of silica-containing nano-composite emulsion to wall paint: A new environmentally safe paint of high performance. Progress in Organic Coatings, 2006, (55), 3