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生态型防火涂料的界定及前景

作者：中国建筑金属结构信息网网    
时间：2009-12-23 10:02:46 [收藏]

    （西安建筑科技大学材料科学与工程学院710055）

    摘要：综述了常规防火涂料中挥发性有机化合物（VOC）等各种有害物质对人类健康和生态环境的影响。在此基础上，提出关于生态型防火涂料的明确界定及其发展前景，指出以零VOC为特点的生态型防火涂料是新世纪防火涂料工业发展的必然趋势。

    关键词：防火涂料；生态型；零VOC

    前言

    涂料在整个生命周期中所产生的有毒、有害物质不仅影响生态环境平衡，而且是人类健康的“无形杀手”。当前使用的许多涂料中都含有有机溶剂和有一定毒性的各种助剂、防腐剂及含有重金属的颜填料，在生产与使用中产生“三废”，造成对环境的污染，影响人类健康。国际上严格限制含有挥发性有机化合物的涂料，已形成一股强大的推动力，要求取代一些公认的“非常好”的溶剂型涂料。目前可供取代的少溶剂或无有机溶剂的涂料有：高固体分涂料和水性涂料。传统材料的研究、开发与生产往往过多地追求良好的使用性能，而材料的生产、使用和废弃过程中需消耗大量的能源及资源，并造成严重的环境污染。

    因此，倡导保护环境、提高涂料性能成为21世纪初期涂料工业的主旋律。“绿色”涂料的生产、应用和研究已成为当前涂料研究业的主要课题。

    生态型涂料正是在这样的背景下提出来的。这类涂料是对资源和能源消耗少、对生态和环境污染小、再生利用率高、可降解和可循环利用或者是能够改善环境的材料。同时具有满意的使用性能和优良的生态环境协调性，在尽可能满足用户对材料性能要求的同时，最大限度节约资源和能源，减少对生态环境的污染。其模式如图1所示。



    图1模式对比图

    1概念界定

    1.1定义

    目前学术界普遍认可的绿色涂料有3个层次［1］：

    第一个层次是涂料中挥发性有机物的总量，挥发性有机物对环境构成直接的危害；第二个层次是溶剂的毒性，指生产和施工过程中会对人员造成直接危害；第三个层次是对用户的安全问题，溶剂的挥发是一个长期缓慢的过程，溶剂如果有毒也会对人体造成慢性伤害。

    生态型防火涂料同绿色涂料的区别主要表现在两个方面：第一，它所使用的原材料全部或部分是工业废弃物；第二，涂料本身的废弃产物可以全部或部分降解。

    生态型防火涂料的概念国内鲜有报道，参考整个涂料工业现有最新资料，生态型涂料也未见有公开报道。生态型涂料追求的不仅仅是优异的使用性能，而且是从材料的设计、制造、使用、废弃直至再生的整个生命周期中，必须具备与生态环境的协调性及人居环境的舒适性。因此，生态型防火涂料狭义含义即采用对环境无害或少害的原材料或者合理利用工业废料生产出对人体健康无害的绿色防火涂料。

    广义含义为：在生产、使用、废弃、再生的整个生命周期中，对环境负荷最小并有利于人体健康的防火涂料。由此可以得出生态型防火涂料的4个方向：生产对地球资源无消耗或少消耗；日常应用时对人体健康无害或少害；生产过程对劳动者无害或少害；废弃物处置对环境无害或少害。此定义方法也适用于整个涂料乃至材料界。

    生态型防火涂料界定图见图2。



    图2生态型防火涂料界定图

    1.2人体健康

    涂料中释放出来的有机挥发物（VolatileOrganicCompound，即VOC），尤其芳烃类、甲醛等对人体健康有严重影响。

    当空气中的VOC达到一定浓度时，短时间内人们会感到头痛、恶心、呕吐、乏力等，严重时会出现抽搐、昏迷，并会伤害到人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。

    随着环保意识的增强，控制VOC的排放越来越受到世人的重视，许多国家都制定了相应的控制标准，2002年我国新颁布了有关水性墙面涂料的国家标准（GB18582―2001）。

    1.3资源安全

    循环经济倡导的是一种建立在物质不断循环利用基础上的经济发展模式，它要求把经济活动按照自然生态系统的模式，组织成一个“资源-产品-再生资源”的物质反复循环流动的过程，使得整个经济系统以及生产和消费的过程基本上不产生或者只产生很少的终极废弃物。工业生产过程中所产生的废料使其具有低能耗、新绿色、再利用、可循环和能降解等特性。

    2标准和建议

    2.1生态型防火涂料应具有的标准

    性能标准：具有优良的防火性能，没有这条标准，也就失去了其存在的意义；

    经济标准：以最少的投入，获得最大的经济利益；

    生态标准：要求涂料的生产、运输、施工、使用、废弃各个环节对环境和人体无害；

    资源标准：产品用最少的资源量构成或由尽可能多的可再生资源构成；这要求提高废弃物利用率或使涂料废弃物无害、可降解，同时生产施工等环节消耗最少的能量。

    比如，在防火涂料中使用矿渣替代其它防火填料，本身就具有节能，经济的功效。


    2.2相关建议

    （1）提高企业产品质量意识、绿色环保意识和国际标准化意识。

    欧美发达国家对涂料中的VOC和有害、有毒物质都有严格的规定和要求，颁布了一系列法令和法规。相比而言，我国涂料行业在这方面尚有较大的差距，且溶剂型涂料在生产、施工、使用中的中毒事件时有发生。因此建议有关部门应当加强管理和监测，对涂料企业实现许可证制度，加强产品质量意识、环保意识、国际标准化意识。

    （2）加强生态型防火涂料的开发和研制。

    可降解、再循环使用的生态型防火涂料的出现，缓解了生态环境的压力，降低了日益枯竭的石油资源消耗，减少了环境污染。同时，也解决了国际上禁止使用不可降解材料而对我国出口商品造成的“绿色壁垒”问题。

    3前景展望

    研制达到“零VOC”的防火涂料将在很大程度上影响溶剂型防火涂料的市场地位，逐步走出石化工业框架，消化利用重工业产生的废弃资源，阻止生态环境进一步恶化并变废为宝，开创防火涂料乃至整个涂料工业进入循环型经济的新领域，为制订先进的生态型涂料行业技术标准和资源消耗模式奠定基础。生态型防火涂料的广泛生产和使用，无论是从环境保护的实际角度，还是对国民经济可持续发展的全局，都具有十分重要的意义，也是在涂料工业中贯彻落实科学发展观和可持续发展观的具体体现。
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