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浅谈硝基漆的改进

http://www.coatings.hc360.com2017年09月26日19:00 来源:慧聪涂料网T|T

    慧聪涂料网讯:本文简要介绍了硝基漆的发展历史及特点,分别从提高固体分、使用环保型稀释剂、采用自动喷漆技术、VOC排放治理技术和推广水性硝基漆的应用几个方面对硝基漆未来的改进方向提出了一些想法。

买化塑供应链首席战略顾问杨向宏:浅谈硝基漆的改进

买化塑供应链首席战略顾问杨向宏:浅谈硝基漆的改进

    关键词:硝基漆 提高固体 分环保型稀释剂 自动喷漆 VOC排放治理 水性硝基 漆改进

    1前言

    什么是硝基漆(硝酸纤维素漆)?它其实是以硝化纤维素(又称硝化棉)为主要成膜物、并加入不干性醇酸树脂和改性松香甘油酯以及增韧剂、溶剂、颜料等混合调配而成。什么是硝化棉?它当然是用棉花做的(具体你可得请教世界最大的硝化棉生产企业北化股份的专家啦)。

    硝基漆的出现已有100多年的历史,1855年前苏联化学家发明了第一代硝基漆,1937年出现第二代硝基漆,我国于1935年开始硝基漆生产和应用,50年代到80年代随着涂料行业技术力量的发展壮大,硝基漆行业得到迅速发展;中国硝基漆最辉煌日子应该是1999-2006年,随着中国家俱大量出口,“美式涂装”被以阿克苏诺贝尔、Valspar等国际涂料巨头们演绎得淋沥致尽。即使今天,硝基漆目前仍被广泛地应用于汽车车身、机械设备、皮革、木器家具、室内装修的涂饰,受到市场及广大消费者的青睐是因为它具有其它涂料产品难以替代的特殊优点:干燥速度快,施工性能良好;装饰性好;具有较好的户外耐候性;耐化学性较好;可打磨、擦蜡上光;能表现出天然木质本色;涂膜硬度高而滑爽;价格低廉等。

    随着科技不断发展,人们生活水平不断改善和提高。对环保要求也越来越高,涂料行业也在不断改进发展,国内外对涂料VOC含量控制很严格,且要求强制性地执行国家标准。传统第二代硝基漆固体含量低,一般在20~30%之间,对稀施工时固体含量只有l5%左右,且施工涂装次数多、VOC含量高、污染环境,但其有很多优点,市场需求量仍很大,特别是装修行业和出口家具行业,故必须改进提高其性能,克服缺点,发扬优点,更新升级。

    2关于硝基漆改进的几点想法

    为使硝基漆的生产和应用能沿着健康科学的轨道发展,对今后硝基漆的改进和提高提出以下几点想法。

    2.1提高固体含量

    提高硝基漆的固含量和综合性能,降低VOC挥发,减少环境污染,使之重现生机。吕维华等用高固体低粘度柔性醇酸树脂作为硝基漆的内增塑剂,有效地提高了涂料固体分,使成品漆固体分达到60%以上,施工时固体分在40%以上。这样在施工时,一次成膜较厚(相当于传统硝基漆2~3道的厚度),从而减少施工道数,减少有机溶剂的挥发,降低环境污染,提高工作效率和经济效益。刘志辉、曾敏明曾使用木浆生产的木片硝酸纤维素和改性树脂及适合本体系的复合溶剂制成环保型高固体硝基漆,该漆固体含量高,施工道数少,节约施工成本,减少有机溶剂的挥发(即VOC值低),产品具有较强的生命力,符合环保要求。此外还有许多方法可以提高固体分,如:(1)选用较低粘度的硝化棉或木片状硝酸纤维素,在同等条件下,其粘度较低,适于生产低粘度高固体分硝基漆。(2)选用低粘度高固体分的醇酸树脂或其它树脂,使树脂的固体分达到80%以上。(3)调整硝化棉和软性树脂的比例。

    2.2使用环保系列稀释剂

    传统硝基漆是溶剂型涂料,所含有害物质主要有苯、甲苯、二甲苯、甲醛、VOC等。据了解,苯已经被世界卫生组织确定为致癌物质,可引发癌症、血液病等。涂料行业是VOC排放大户,其中涂料溶剂释放的比例大于25%,因此,使用环保型溶剂替代对人体伤害较大的苯类溶剂具有深远意义。开发低毒性、环保型稀释剂具代替原本毒性较大、VOC排放量较高的传统稀释剂是实现节能减排的有效途径。吉芹等采用醋酸仲丁酯、聚甲氧基二甲醚、PMA等低毒溶剂研制了系列涂料稀释剂,可完全替代传统的苯类涂料用稀释剂,降低了毒性。通过对不同溶解力参数的低毒有机溶剂进行优化复配,提高溶解力,研制出稀释力更强的稀释剂,减少了在施工及生产过程中稀释剂的用量,降低了VOC排放。一七二厂理化试验室以抽余油代替老稀释剂中的甲苯,所制得硝基漆机械性能、耐腐蚀性能基本一致,在施工中的刺激性明显改善。因此,环保型的稀释剂在应用中可以继续改进,使之更加完善。

    2.3采用自动喷漆技术

    施工人员往往是传统溶剂型涂料在使用过程中最大的受害者,试想如果将人工喷涂改进为自动喷涂,那么VOC的释放对人类产生的伤害将大大降低。自动喷漆是气雾剂技术在涂料领域中的一大应用,在西方发达国家是最为常见的建材产品之一,相比起来,国内市场尚未发展得很充分。并且如果硝基喷漆粉末回收利用技术与之配合,可以将喷涂过程中大部分粉尘收集起来,无论从经济效益,还是国家资源和环境保护都是值得一试的。2.4VOC排放治理

    VOC排放治理技术可以解决硝基漆VOC直接排放造成的大气污染问题。可大致分为两类:回收技术和销毁技术(图1)。回收技术是通过改变一定工艺过程的温度、压力等物理条件使VOC富集和分离,但采用此类方法并未使VOC得到最终治理,需对富集、分离出的VOC优先进行回收利用,对于无利用价值的采取进一步无害化处理。降解技术是通过化学或生物技术使VOC转化为CO2、H2O以及HCl等无毒或毒性较小的无机物,VOC得以最终处理,但设备投资、运行及后期维护费用一般较高。不同治理技术的原理、适用范围、应用现状及费用不同,各有优劣,因此,如果将这种技术应用到硝基漆VOC的排放治理上,应根据企业自身现状选择合适的治理技术,从排放上降低硝基漆对环境的污染,促进涂料行业可持续发展。

图1 VOC常见治理技术

图1VOC常见治理技术

    2.5推广应用水性硝基漆

    推广应用水乳化硝基漆,这是目前水性木器漆发展的品种之一,走水乳化道路是各类涂料的发展方向。以水代替有机溶剂,可以减少使用价格昂贵、对大气污染较重的有机溶剂,这是大势所趋。15年前,在美国就有乳化硝基漆的应用报道,目前在广东等地的一些涂料厂也在研究开发这项工作。

    目前已经有许多硝化纤维素水性乳液的制备方法:高速分散法、转相法、自乳化型聚氨酯接技改性法、种子乳液聚合法等,他们各具优点,相信在技术的不断成熟下,水性硝基漆在不久的将来会有一片新天地。

    3结语

    在环保压力与科技浪潮的冲击下,我们应该从源头、应用、治理等方向对硝基漆未来的改进方向进行探索,相信随着技术不断进步,硝基漆将不断克服自身缺点、优化改进,一定能继续发挥流行时间长、经久不衰的优点,在新世纪再度焕发新的青春!

作者:北化股份孟先利  买化塑供应链首席战略顾问杨向宏

责任编辑:张兰

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