浅谈涂料-涂装领域的节能-减排-绿色化

时代进入到21世纪，人类关注着可持续性发展，倡导着“科技、环保”的科学发展理念。

节能-减排-环保是人类永恒的主题，也是我国的一项重大国策。我们居住的地球只有一个，必须珍惜它。节能减排、保护环境，呵护碧水蓝天，关爱生命，是时代赋予我们的使命。

随着社会的不断进步和发展，当今提倡建设资源节约型和环境友好型的社会。产品除了本身的市场经济性能外，还有更重要的一点是必须资源节约和环境友好。

概括地讲，我们通常所讲的漆即广义所说的涂料，都是由成膜物质和溶剂两部分组成。成膜物质包括主要成膜物质（树脂）、次要成膜物质（颜料）和辅助成膜物质（添加剂），溶剂则包括真溶剂、助溶剂和稀释剂。主要成膜物质构成涂料涂层不可缺少的组成部分，次要成膜物质构成影响涂层使用和装饰性能的重要部分，辅助成膜物质旨在改善涂料和涂层的干燥速度、柔韧状态、固化时间、稳定程度等内在性能。溶剂则是涂装过程中的介质和载体。常规油性涂料一般是以有机化合物作为溶剂，涂料涂覆后，溶剂挥发逸出，剩下成膜物质固化成膜。这种涂料中含有体积比高达60%-70%的有机溶剂，这些有机溶剂不但没有在膜层中得到物质性利用，而且它们的存在和对外挥发，还将浪费溶剂资源、造成大气污染、诱导和引发火灾危险、损害人的身体健康，从而给人类形成一系列危害。

涂料要迈入绿色化进程，就必须改变原来的传统制备模式。绿色涂料是以水取代有机溶剂制备的涂料，一般被称为水性涂料。包括水性漆、电泳漆，它们都属于水性涂料，它们的共同特点是：★以水为分散介质，不燃，不爆，无环境公害。★对人体无毒害。★具有良好的涂覆性能。★易于实现涂装施工的自动化。水性涂料是涂料行业长期的绿色发展方向。

当今涂料绿色化进程的发展速度很快，近年统计，水性涂料已占世界涂料总量的40%。在建筑涂料领域，水性涂料已占绝对的优势，如在德国已占到93%，即便在西欧发展最慢的挪威也占有47%的份额。在工业涂料领域，1999年欧洲的水性工业涂料已超过50万吨，2010年将达到100万吨，水性工业涂料在世界工业涂料里已占20%，到2010年将达到30%以上。工业涂料领域里两个最大用量的涂料为汽车涂料和木器涂料。汽车涂料所用的底漆水性化已占92%；中涂漆水性化2002年在北美为3%、欧洲为42%、亚洲为3%；而面漆中的涂层水性化北美为42%、欧洲为50%、亚洲为2%；即使是过去对涂料水性化很不重视的日本，其水性涂层的应用也在不断上升，2003年为11%、2004年为23%、2005年为37%、2006年为49%、2007年为61%、2008年为63%。现今世界各工业发达国家都十分重视水性涂料的新产品开发，如美国对水性涂料的开发占其全部涂料开发的50%以上，其水性涂料的开发成果则占全部涂料总成果的20%。即使在涂料工业的另一块，专用涂料领域，水性涂料也以前所未有的速度，向其占有率最高的汽车修补涂料、防腐蚀涂料和道路标志涂料等方面发展。

近几年，水性工业涂料在国内外都得到了较大的发展，很多品种被推出且应用范围逐步扩大，下面是目前国内外水性工业涂料的大致应用情况。

表一：汽车工业漆水性化状况

表二：汽车工业以外的其它工业漆水性化状况

水性涂料（水性漆、电泳漆）的绿色化表现在：以水溶性树脂为基本原料，以水为溶剂，不污染环境；溶剂不燃，无火灾隐患；溶剂无毒，不危害涂装操作人员的身体健康。水性涂料还具有材料利用率高，生产效率高，对复杂工件的涂覆效果好，涂膜的防锈能力好。不需要大量的设备投入，能耗低，运行费用低，易操作。同时水性涂料的材料价格也较低。

实现涂料的水性化，达到减排的效果是非常显著的。以一条年产能为1万吨的涂料生产线计，至少可以实现年少耗4000吨的有机溶剂，即在涂料使用过程中减排了4000吨能污染大气的有毒溶剂，同时也等于是节约了4000吨的有机溶剂，如果按每生产1吨有机溶剂平均耗煤1.2吨计，相当于节煤4800吨，也就是相当于少产生17600吨二氧化碳，即相当于消除了17600吨重的二氧化碳量的排放或相当于消除了8960000立方米体积的二氧化碳量的排放。

绿色涂装是以环保型绿色涂料为原料所进行的能够体现节能-减排-环保的工件涂覆过程。以往的涂装生产多为“高、危”作业生产，是环保部门、消防部门、职业病预防中心等部门比较关注的地方，具有操作工艺管理要求高、消防安全要求高、有毒有害化学品多等特点。自从引入了水性涂料后，上述“高、危”因素就自然消除了。加之水性涂料对涂装条件的要求不高，通过及时调整和引入相关的新技术、新工艺，我们可以不断来提高涂装质量，并且能够保证涂装生产过程中的安全、环保。这就是水性涂装的绿色优势和特点。

同时水性涂装技术充分应用国内外先进的环保技术，一般采用浸渍或喷涂方式对工件进行施工。以水性涂料作为工件的防护装饰层，涂装技术适用、经济、美观，在确保涂装质量的前提下投资规模降低。水性涂装技术有利于产品涂装质量的提高，有利于劳动者的身体健康，有利于安全生产，有利于环境保护，是现代涂装发展的绿色方向。

电泳涂装是一种特殊的水性涂装技术。它所使用的阴极电泳漆属于水性涂料，它不含铅、无毒、 无公害、 无火灾危险，符合欧盟ROHS，ELV环保指令要求，属于环保型绿色涂料。产品绿色的显著特点是：以水为稀释剂，没有有机溶剂的挥发，不燃、不爆、是环境亲和型产品。电泳涂装具有很多优点，如涂料利用率在95%以上；用水作载体，免除了火灾危险，大大降低了水和空气的污染，明显减少了环保设施的费用；生产过程自动化；在非常隐蔽的地方都能形成完整的漆膜，从而得到极好的防腐蚀性能；特别是阴极电泳涂料其防腐蚀性能达到1000h（耐盐雾）以上，现新开发的品种还有底面合一的电泳涂料，一次电泳涂装即为成品，既简化了涂装工序又提高了生产效率。各汽车厂90%以上都采用了阴极电泳涂装。

阴极电泳涂装的另一个显著特点是能够通过超滤装置进行涂装过程中水的回收循环使用。工件电泳后的洗水通过超滤装置中的超滤膜回收形成可循环使用的超滤水（又称为UF水），同时也回用了经超滤浓缩后的电泳漆液。

电泳后超滤装置与电泳槽共同组成一闭路循环系统，该闭路循环系统充分回收了工件出槽时带出的漆液，循环利用了水资源，最大限度地减少了废水的排放，消除了电泳过程对环境的污染。这就是它的绿色之处。

实现水的循环使用，达到减排的效果也很显著。以一条涂装年产能为100万㎡的涂装生产线的最小排放量计，至少可以实现年减排25000m3的水，即减排了25000吨能污染环境的水，同时也等于是少用了25000吨的自来水，如按生产每吨自来水平均耗电0.8度计，生产25000吨自来水需耗电20000度，少用所节约出来的25000吨自来水，等于少用即节约了20000度电，也就是节能20000千瓦小时，相当于节能20000×（1.0235×104）热值（bt），如果按1吨煤=2.406×107热值（bt）,煤的发热利用率按0.6计，相当于节煤14.18吨，也就是相当于少产生52吨二氧化碳，即相当于消除了52000千克重的二氧化碳量的排放或相当于消除了26472.7立方米体积的二氧化碳量的排放。

综上所述，涂料-涂装领域里所实现的节能减排，体现了资源节约和环境友好的要求，倡导了低碳经济模式的发展。

低碳和低碳经济，是基于环境保护和可持续发展的模式。低碳的英文名为low carbon，意指较低（更低）的温室气体（二氧化碳为主）排放。随着世界工业经济的发展、人口的剧增、人类欲望的无限上升和生产生活方式的无节制，世界气候面临越来越严重的问题，二氧化碳排放量愈来愈大，保护着地球的臭氧层正遭受着前所未有的危机，全球灾难性气候变化屡屡出现，已经严重危害到人类的生存环境和健康安全，即使人类曾经引以为豪的高速增长或膨胀的GDP也因为环境污染、气候变化而“大打折扣”，也因此，各国呼唤“绿色GDP”的发展模式和统计方式。

所谓低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。发展低碳经济，一方面是积极承担环境保护责任，完成国家节能降耗指标的要求；另一方面是调整经济结构，提高能源利用效益，发展新兴工业，建设生态文明。这是摒弃以往先污染后治理、先低端后高端、先粗放后集约的发展模式的现实途径，是实现经济发展与资源环境保护双赢的资源节约型和环境友好型社会的必然选择。 

我们的各行各业各个领域，如果都能够资源节约和环境友好地绿色起来，我们的涂料-涂装领域如果能够更快实现资源节约和环境友好的绿色化，我们的生活就一定能够更棒，我们的地球家园，就一定能够变得更美！