国内外生物基涂料研究与应用进展分析
如何将可再生资源转化为生物高分子材料和单体,进而开发出各种环境友好型,与人类健康安全友善型的功能性产品,使其达到减少污染,保护生态,降低碳排放,缓解石油及资源危机的作用?
人类的生活用品,给人类带来了一系列的环境和生态问题。在此情况下研发“低能耗、低排放、低污染”的三低产品,已是时代的要求,生活的必须。
在生活中,我们随处可见的建筑物,所使用的内外墙涂料,当中所存在的有机可挥发物(VOC)、游离甲醛、苯类化合物和 Pb、Cd、Cr、Hg 等重金属都属于对人类生存有害的物质。
随着涂料广泛得到应用,它也逐渐成为影响人类生活和人体健康的第二污染源,这就引发了人们对涂料所产生污染的极大关注,所以研发“三低产品”和能解决资源枯竭的新型涂料,也就成了涂料界科研人员的研发热点,在此情况下生物基材料就重新出现在当今材料业的舞台之上。
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生物基涂料(以植物油为原料的涂料)发展史
天然生漆是我国的土特产之一,它来自原始森林和自然漆树料中。生漆是通过人工从漆树中割取而得到的天然漆树液(树液中主要含有高分子漆酚、漆酶、树胶质和水分等)。
生漆具有防腐、耐强酸、强碱、防潮、绝缘、耐高温等一系列优点,所以在世界上天然生漆就有,被公认为是“涂料之王”的美誉。
目前用生漆制备的涂料有三种:油性漆、精制漆(推光漆)、改性漆。
近百年来,由于单一的植物油不能满足涂料在干性、耐久性等理化特性方面的要求,不少科技工作者,就开展了对其化学改性方面的研究,在上个世纪 30-60 年代就迎来了醇酸树脂的应用高潮。
在那个时期醇酸树脂涂料大约占据整个涂料产量的 50% 以上的份额。1950 年~1980 年,这 30 年中,我们醇酸树脂及其涂料大约占据了溶剂性涂料 70%~80% 的市场份额。
为了适应不断升级的客观要求,逐渐出现了用丙烯酸、氨基酸、有机硅改性的醇酸树脂,为其升级换代打下了基础,在上个世纪末由于溶剂性涂料在生产使用中,会有大量的VOC产业,这一类型涂料受到了一定的限制,因此在我国也开展了醇酸树脂水性化的研究。
由于全球能源危机,以及环境、生态的破坏不断加剧,在可持续发展的道路上,产生了诸多问题,传统的涂料多以石油化工单体为原材料,在使用中, 需要加一定的溶剂,所产生的废漆膜,一般都不能生物降解。
如今人们已认识到在发展经济的同时,必须高度关注所生产和所使用的产品,是否会对环境生态及人类的安全健康是否会造成伤害。
所以绿色、环保、可再生为目标的研发方向,为此,生物基涂料就成为当今全球新涂料的发展热点。
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国外在生物基涂料方面的研发情况
全球生物基化学品和其高分子材料的产量,目前已达到了年产50....
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