我國未來環(huán)保新潮流無機涂料

　　無機涂料是以無機材料為主要成膜物質(zhì)的涂料。在建筑工程中常用的涂料是堿金屬硅酸鹽水溶液和膠體二氧化硅的水分散液。用以上兩種成膜物，可制成硅酸鹽和硅溶膠（膠體二氧化硅）無機涂料，再加入顏料、填料以及各種助劑，可制成硅酸鹽和硅溶膠（膠體二氧化硅）無機涂料，具有良好的耐水、耐堿、耐污染、耐氣性能。無機涂料是由無機聚合物和經(jīng)過分散活化的金屬、金屬氧化物納米材料、稀土超微粉體組成的無機聚合物涂料，能與鋼結(jié)構(gòu)表面鐵原子快速反應(yīng)，生成具有物理、化學雙重保護作用，通過化學鍵與基體牢固結(jié)合的無機聚合物防腐涂層，對環(huán)境無污染，使用壽命長，防腐性能達到國際先進水平，是符合環(huán)保要求的高科技換代產(chǎn)品。

　　無機涂料的發(fā)展歷史
　　

　　全無機礦物涂料簡稱無機涂料，廣泛用于建筑、繪畫等日常生活領(lǐng)域。早在幾千年前中國西部地區(qū)的人民就實用于繪畫及建筑裝飾，至今仍保存完好。1768年，德國詩人兼劇作家J.W.歌德通過試驗，發(fā)現(xiàn)當純石英溶解于適量的某種強堿中時，便釋放出一種透明如玻璃的硅酸鹽液體------水玻璃，這就是硅涂料之原始主要原料。后來德國科學家凱姆將水玻璃（硅酸鉀）無機色素混合在一起，成功的制造出一種涂料。這種涂料能滲入礦物基層內(nèi)部，而且能與其表面合成一體。它能美化建筑，提高建筑之壽命，對建筑物有超強的保護力。其品質(zhì)之優(yōu)越，非其他涂料所能比擬。這種涂料就是-----全無機硅酸鹽礦物涂料。凱姆把硅酸鹽溶液發(fā)展成硅漆（礦物涂料）并實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，并在1878年8月10日獲得國王盧德維一世頒發(fā)的專利。座落在德國特勞士及瑞士的幾幢古典建筑之外墻使用了礦物涂料，至今100年色澤任亮麗如新。可見礦物涂料的阻燃性，耐候性非同凡響！

　　哥拜耳人傳承中華民族能工巧匠在敦煌壁畫及廣西花山壁畫經(jīng)歷數(shù)千年氣候摧殘，其壁畫色彩依舊艷麗如新的民族傳統(tǒng)工藝內(nèi)涵，吸納了歐洲生產(chǎn)礦物涂料的技術(shù)精髓，于2002年成功研發(fā)出新一代《氧化改性水性無機礦物涂料》。
　　

　　無機涂料與有機涂料的區(qū)別
　　

　　無機涂料是眾多無機材料中的一種。即使僅就涂料而言，無機涂料也只占有很小的比重，但是卻應(yīng)受到人們的高度重視。

　　
　　首先，無機涂料的基料材料往往直接取材于自然界，因而來源十分豐富。例如，硅溶膠，硅酸鹽溶液等涂料基料，其主要原材料來源于石英質(zhì)礦石，是自然界中極為豐富的材料。
　　

　　其次，相對于一些有機涂料基料來說，無機涂料基料的生產(chǎn)及使用過程中對環(huán)境的污染小，產(chǎn)品多數(shù)是以水為分散介質(zhì)，無環(huán)境和健康方面的不良影響。
　　

　　三是無機涂料的耐老化及某些物理化學性能是絕大多相同生產(chǎn)成本的有機涂料很難達到的，因此其具有較好的技術(shù)經(jīng)濟性能。
　　

　　四是無機涂料多數(shù)呈堿性，更適合于在同樣顯堿性的水泥和灰砂等基層上應(yīng)用，而且可與這些基材中的石灰產(chǎn)生化學反應(yīng)生成硅酸鈣晶體，能夠和基層形成一體，因而其附著力特別好。

　　
　　發(fā)展概況無機涂料至今沒有明確的定義，按照人們的習慣一般是指主要基料為無機材料的一類涂料。這里，主要基料的含義在于有的無機基料例如硅溶膠在配制涂料時必須加入一定量的有機基料復(fù)合改性以彌補其性能的不足。

　　
　　從上世紀70年代我國建筑涂料開始發(fā)展至今，我國生產(chǎn)無機建筑涂料的基料主要是硅溶膠和硅酸鹽溶液，而從涂料品種來說主要有雙組分硅酸鉀外墻涂料，復(fù)合適量有機基料的硅溶膠外墻涂料、無機防霉涂料、無機防火涂料、無機絕熱涂料、無機防結(jié)露涂料、水泥——苯丙乳液外墻涂料以及酸改性鈉水玻璃涂料等。
　　

　　一些品種的無機建筑涂料曾經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。例如，雙組分硅酸鉀外墻涂料，上世紀80年代及90年代初期在許多地區(qū)曾經(jīng)是外墻涂料的主要品種。早期涂裝的這類涂料有的墻面經(jīng)過近10年的風雨侵蝕和自然老化，其涂膜仍基本完好。將硅溶膠與苯丙乳液或純丙乳液冷拼復(fù)合制得的復(fù)合型外墻涂料，由于復(fù)合工藝并不復(fù)雜且涂料貯存穩(wěn)定，尤其是涂膜致密，耐沾污性能好，并克服了無機建筑涂料性脆的缺陷，施工性能及裝飾效果類似于同檔次的乳膠涂料，因而從其投入應(yīng)用到目前為止，都被認為是技術(shù)經(jīng)濟性能較優(yōu)的涂料品種而得以應(yīng)用。這兩大類涂料以不同的商品名稱，幾乎在全國范圍內(nèi)普遍應(yīng)用。除可制成平面涂料以外，還可制成不同風格的厚質(zhì)涂料，例如，復(fù)層涂料、砂壁狀涂料等，還可制成輕質(zhì)天花板吸音涂料等。
　　

　　以酸改性硅酸鈉水溶液為基料的無機涂料，其成本更低，且保持了無機涂料的其它一些性能，但由于施工、裝飾效果等原因，雖然也有應(yīng)用，但從數(shù)量及范圍來說與前二者相比要少得多，而將水泥和苯丙乳液復(fù)合制成的無機涂料應(yīng)用數(shù)量更少。筆者認為，這兩種涂料比之前兩類涂料具有更好的技術(shù)經(jīng)濟性能，更有推廣應(yīng)用的價值，但由于為施工性能很好的解決及推廣應(yīng)用的問題，因而使用極少。

　　
　　功能性無機建筑涂料，即防霉涂料、防火涂料、絕熱涂料和防結(jié)露涂料等，以無機防火涂料應(yīng)用得最多，例如LG鋼結(jié)構(gòu)防火隔熱涂料非膨脹型、E—60膨脹型無機防火涂料等，均得到廣泛應(yīng)用；

　　其次，無機防霉涂料因其固有的優(yōu)異防霉性能也得到一定應(yīng)用。而無機防結(jié)露涂料和無機絕熱涂料雖有很好的性能，但由于這兩類涂料本身用量小，因而使用得不多。存在的問題：
　　

　　1、受到有機涂料激烈競爭的沖擊。近年來，合成樹脂乳液內(nèi)、外墻涂料發(fā)展迅速，特別是合成樹脂乳液外墻涂料的大量應(yīng)用對無機建筑涂料的沖擊很大，這有兩個原因，一是由于乳液合成技術(shù)的進步，以及用于這類涂料的高質(zhì)量助劑的大量出現(xiàn)，使得全盛樹脂乳液涂料的性能比無機涂料更全面，特別是裝飾效果和開罐效果，使得無機建筑涂料無法與之競爭；二是品牌較好的有機涂料具有很強的競爭力，已經(jīng)成為人們優(yōu)先選用的涂料品種。
　　

　　2、無機建筑涂料自身性能的缺陷。無機建筑涂料的優(yōu)點很多，但早期的無機建筑涂料在性能上也存在一些缺陷，例如涂料的貯存性差主要是貯存后分層甚至沉淀，涂料流平性差，造成裝飾效果不良。而尤為重要的是，隨著人們對涂料性能要求的提高和涂料技術(shù)的進步，人們沒有能夠?qū)o機建筑涂料進行相應(yīng)的深化研究，一些新的涂料原材料，例如超細填料、涂料助劑等，或者新的涂料技術(shù)未能在無機建筑涂料中應(yīng)用，從而導(dǎo)致其性能未能隨著時代的進步而提高，這是造成無機建筑涂料沒有得到應(yīng)用發(fā)展的又一個原因。
　　

　　3、無機功能性建筑涂料的用量少。外墻涂料和功能性建筑涂料是無機建筑涂料的兩個主要品種，由于功能性建筑涂料，例如防霉涂料、絕熱涂料和防結(jié)露涂料等，雖具有很好的性能和應(yīng)用效果，但因為推廣的力度及應(yīng)用場合等因素，近年來的應(yīng)用范圍不大。幾點建議：
　　

　　a、充分發(fā)揮無機建筑涂料的優(yōu)勢，用其所長。無機建筑涂料的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在耐光、耐老化、環(huán)保和成本等方面。但是，這并不意味著這類涂料在任何場合下應(yīng)用都能體現(xiàn)出這些優(yōu)勢。實際上，任何一種涂料都有其最適用場合，對于無機建筑涂料來說，要求使用壽命為5年左右的外墻面，可能是其最適宜的使用場合，亦即在這些場合下使用能夠得最好的技術(shù)—經(jīng)濟效益。因而，在這種場合和條件下應(yīng)當推廣應(yīng)用無機建筑涂料。
　　

　　功能性無機建筑涂料是能夠體現(xiàn)無機涂料優(yōu)勢的又一應(yīng)用領(lǐng)域，特別是耐火隔熱涂料、防霉涂料和防結(jié)露涂料等。無機基料的固有性能使得這類涂料比之同類有機涂料更有競爭優(yōu)勢，更能夠充分發(fā)揮其長處。除功能性無機建筑涂料外，具有特殊質(zhì)感的厚質(zhì)建筑涂料也能夠充分體現(xiàn)出無機涂料的一些優(yōu)勢，例如砂壁狀建筑涂料、復(fù)層建筑涂料等，這類涂料不需要較好的流平性和光滑的涂膜表面，而是要求其有粗糙的質(zhì)感，這正是無機涂料固有的優(yōu)勢之一。
　　

　　b、深化研究，充分提高無機建筑涂料的性能。近年來，各種合成樹脂乳液建筑涂料，溶劑型的雙組分聚氨酯建筑涂料、溶劑型丙烯酸酯建筑涂料，都得到進一步研究，其性能得到顯著的改善與提高，與之不同的是人們對無機建筑涂料進行的研究很少，除個別品種外，無機建筑涂料的生產(chǎn)技術(shù)基本上還停留在建筑涂料發(fā)展的初期階段水平。因而，要發(fā)展應(yīng)用無機建筑涂料，首先要根據(jù)發(fā)展的要求來提高無機建筑涂料的性能。應(yīng)該將近年來不斷出現(xiàn)的新材料和生產(chǎn)技術(shù)等用于無機建筑涂料的研究和生產(chǎn)，以提高其貯存性能、施工性能和裝飾性能。
　　

　　提高無機建筑涂料技術(shù)性能的另一個重要措施是在無機涂料中復(fù)合一定數(shù)量的有機基料，以克服無機涂料性能上的不足，這是已經(jīng)被實踐證明的一條成功經(jīng)驗，例如硅溶膠合成樹脂乳液復(fù)合涂料等，至今仍得到很好的應(yīng)用。
　　

　　c、加強無機建筑涂料施工技術(shù)的研究。如有可能，應(yīng)當投入一定量的人力、財力，進行無機建筑涂料施工技術(shù)的研究以解決其施工性能上存在的不足，并將研究成果及時地應(yīng)用于實際，以點代面，促進應(yīng)用與發(fā)展。
　　

　　另一方面，該類涂料在國外產(chǎn)品進入國內(nèi)市場前，國內(nèi)產(chǎn)品很少是在施工前需要加水稀釋的，但進口產(chǎn)品大多數(shù)是需要加10%～20%的水稀釋后再施工的。其是否合理是“見仁見智”，但事實上是基本上帶動國內(nèi)產(chǎn)品“習慣成自然”的局面。
　　

　　由此，筆者常常想到，無機建筑涂料施工性能的不足，是否能夠通過改變施工方法的途徑來解決，比如以滾涂——刮涂相結(jié)合或者刮涂或者通過其它的施工方法，而得到性能優(yōu)異的涂膜。若切實符合實際，還可以編制出相應(yīng)的施工規(guī)程。這樣，人們就能夠?qū)@類涂料的施工“習慣成自然”采用新的方法。顯而易見，這將很有利于無機建筑涂料的推廣應(yīng)用。

　　無機涂料引領(lǐng)環(huán)保新潮

　　
　　現(xiàn)代世界經(jīng)濟飛躍和世界工業(yè)化的高速度發(fā)展，導(dǎo)致了地球環(huán)境的急劇惡化，嚴重的污染威脅著人類的生存空間。“綠色”、“環(huán)?！笔侨藗兏叨戎匾暽鷳B(tài)環(huán)境保護后對涂料工業(yè)提出的要求，也是涂料的發(fā)展方向。
　　

　　長期以來，有機涂料以其良好的裝飾性、品種的多樣性和低廉的價格取得了廣泛的應(yīng)用。但是，由于有機類建筑涂料的主要原材料來源于煤、石油、天然氣等天然資源，加工時會產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物和揮發(fā)性溶劑以及剩余單體，既造成了環(huán)境污染又浪費了大量的資源和能源。同時，有機涂料涂飾在墻體表面，與外墻形成涂膜，而空氣與水分所產(chǎn)生的壓力受溫度的影響而在不透氣的內(nèi)外墻表面產(chǎn)生運動，不斷作用于涂料的涂膜，一段時間后，將使墻面涂膜出現(xiàn)空鼓、起泡甚至掉皮脫落。

　　
　　相對于有機涂料的這些缺陷，無機涂料具有良好的透氣性、抗污染性以及優(yōu)良的綜合環(huán)保性能。隨著人們對建筑涂料性能、環(huán)保方面的要求愈來愈嚴格，國外發(fā)達國家十分重視無機涂料的性能研究、生產(chǎn)應(yīng)用，在這些方面做了大量的工作。我國在這方面起步晚，但是起點較高。
　　

　　無機涂料是以國際最新研究領(lǐng)域水泥基無機水硬化物與天然植物膠粉為主的新一代內(nèi)外墻涂料，同時采用了氧化改性水性礦物涂料，綠色環(huán)保，并具有廣譜抗菌性，對多種細菌、霉菌2分鐘抑菌率達到99.98%以上。
　　

　　該涂料在施工于水泥砂漿、混凝土及磚石面層上時，通過石化反應(yīng)與墻體結(jié)合牢固，無明顯界面層，與以往有機涂料的成膜原理有根本意義上的不同。實驗表明，“哥拜爾”牌內(nèi)外墻涂料試塊在沸水中煮72小時不變色，涂層不起泡，不卷皮，不脫落。這種水泥基無機內(nèi)外墻涂料同時具有不助燃、耐酸堿的顯著特點。

來源:慧聰

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