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生態型防火涂料的界定及前景

作者：鋼結構網    
時間：2009-12-23 10:02:46 [收藏]

    （西安建筑科技大學材料科學與工程學院710055）

    摘要：綜述了常規防火涂料中揮發性有機化合物（VOC）等各種有害物質對人類健康和生態環境的影響。在此基礎上，提出關于生態型防火涂料的明確界定及其發展前景，指出以零VOC為特點的生態型防火涂料是新世紀防火涂料工業發展的必然趨勢。

    關鍵詞：防火涂料；生態型；零VOC

    前言

    涂料在整個生命周期中所產生的有毒、有害物質不僅影響生態環境平衡，而且是人類健康的“無形殺手”。當前使用的許多涂料中都含有有機溶劑和有一定毒性的各種助劑、防腐劑及含有重金屬的顏填料，在生產與使用中產生“三廢”，造成對環境的污染，影響人類健康。國際上嚴格限制含有揮發性有機化合物的涂料，已形成一股強大的推動力，要求取代一些公認的“非常好”的溶劑型涂料。目前可供取代的少溶劑或無有機溶劑的涂料有：高固體分涂料和水性涂料。傳統材料的研究、開發與生產往往過多地追求良好的使用性能，而材料的生產、使用和廢棄過程中需消耗大量的能源及資源，并造成嚴重的環境污染。

    因此，倡導保護環境、提高涂料性能成為21世紀初期涂料工業的主旋律。“綠色”涂料的生產、應用和研究已成為當前涂料研究業的主要課題。

    生態型涂料正是在這樣的背景下提出來的。這類涂料是對資源和能源消耗少、對生態和環境污染小、再生利用率高、可降解和可循環利用或者是能夠改善環境的材料。同時具有滿意的使用性能和優良的生態環境協調性，在盡可能滿足用戶對材料性能要求的同時，最大限度節約資源和能源，減少對生態環境的污染。其模式如圖1所示。



    圖1模式對比圖

    1概念界定

    1.1定義

    目前學術界普遍認可的綠色涂料有3個層次［1］：

    第一個層次是涂料中揮發性有機物的總量，揮發性有機物對環境構成直接的危害；第二個層次是溶劑的毒性，指生產和施工過程中會對人員造成直接危害；第三個層次是對用戶的安全問題，溶劑的揮發是一個長期緩慢的過程，溶劑如果有毒也會對人體造成慢性傷害。

    生態型防火涂料同綠色涂料的區別主要表現在兩個方面：第一，它所使用的原材料全部或部分是工業廢棄物；第二，涂料本身的廢棄產物可以全部或部分降解。

    生態型防火涂料的概念國內鮮有報道，參考整個涂料工業現有最新資料，生態型涂料也未見有公開報道。生態型涂料追求的不僅僅是優異的使用性能，而且是從材料的設計、制造、使用、廢棄直至再生的整個生命周期中，必須具備與生態環境的協調性及人居環境的舒適性。因此，生態型防火涂料狹義含義即采用對環境無害或少害的原材料或者合理利用工業廢料生產出對人體健康無害的綠色防火涂料。

    廣義含義為：在生產、使用、廢棄、再生的整個生命周期中，對環境負荷最小并有利于人體健康的防火涂料。由此可以得出生態型防火涂料的4個方向：生產對地球資源無消耗或少消耗；日常應用時對人體健康無害或少害；生產過程對勞動者無害或少害；廢棄物處置對環境無害或少害。此定義方法也適用于整個涂料乃至材料界。

    生態型防火涂料界定圖見圖2。



    圖2生態型防火涂料界定圖

    1.2人體健康

    涂料中釋放出來的有機揮發物（VolatileOrganicCompound，即VOC），尤其芳烴類、甲醛等對人體健康有嚴重影響。

    當空氣中的VOC達到一定濃度時，短時間內人們會感到頭痛、惡心、嘔吐、乏力等，嚴重時會出現抽搐、昏迷，并會傷害到人的肝臟、腎臟、大腦和神經系統，造成記憶力減退等嚴重后果。

    隨著環保意識的增強，控制VOC的排放越來越受到世人的重視，許多國家都制定了相應的控制標準，2002年我國新頒布了有關水性墻面涂料的國家標準（GB18582―2001）。

    1.3資源安全

    循環經濟倡導的是一種建立在物質不斷循環利用基礎上的經濟發展模式，它要求把經濟活動按照自然生態系統的模式，組織成一個“資源-產品-再生資源”的物質反復循環流動的過程，使得整個經濟系統以及生產和消費的過程基本上不產生或者只產生很少的終極廢棄物。工業生產過程中所產生的廢料使其具有低能耗、新綠色、再利用、可循環和能降解等特性。

    2標準和建議

    2.1生態型防火涂料應具有的標準

    性能標準：具有優良的防火性能，沒有這條標準，也就失去了其存在的意義；

    經濟標準：以最少的投入，獲得最大的經濟利益；

    生態標準：要求涂料的生產、運輸、施工、使用、廢棄各個環節對環境和人體無害；

    資源標準：產品用最少的資源量構成或由盡可能多的可再生資源構成；這要求提高廢棄物利用率或使涂料廢棄物無害、可降解，同時生產施工等環節消耗最少的能量。

    比如，在防火涂料中使用礦渣替代其它防火填料，本身就具有節能，經濟的功效。


    2.2相關建議

    （1）提高企業產品質量意識、綠色環保意識和國際標準化意識。

    歐美發達國家對涂料中的VOC和有害、有毒物質都有嚴格的規定和要求，頒布了一系列法令和法規。相比而言，我國涂料行業在這方面尚有較大的差距，且溶劑型涂料在生產、施工、使用中的中毒事件時有發生。因此建議有關部門應當加強管理和監測，對涂料企業實現許可證制度，加強產品質量意識、環保意識、國際標準化意識。

    （2）加強生態型防火涂料的開發和研制。

    可降解、再循環使用的生態型防火涂料的出現，緩解了生態環境的壓力，降低了日益枯竭的石油資源消耗，減少了環境污染。同時，也解決了國際上禁止使用不可降解材料而對我國出口商品造成的“綠色壁壘”問題。

    3前景展望

    研制達到“零VOC”的防火涂料將在很大程度上影響溶劑型防火涂料的市場地位，逐步走出石化工業框架，消化利用重工業產生的廢棄資源，阻止生態環境進一步惡化并變廢為寶，開創防火涂料乃至整個涂料工業進入循環型經濟的新領域，為制訂先進的生態型涂料行業技術標準和資源消耗模式奠定基礎。生態型防火涂料的廣泛生產和使用，無論是從環境保護的實際角度，還是對國民經濟可持續發展的全局，都具有十分重要的意義，也是在涂料工業中貫徹落實科學發展觀和可持續發展觀的具體體現。
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