绿色化学——涂料.ppt

绿色化学 5. 涂料 5. 涂料 5.1概述 5.1.1 涂料的定义 涂料（Coatings）是应用于物体表面能结成坚韧保护膜的物料的总称，多数是含有或基本不含颜料的粘液。 涂料的功能： 防止物体表面受到气候腐蚀、化学腐蚀以及日光照射而起变化； 防止或减少物体表面直接受到摩擦和冲击； 增加物体表面美观。 5.1.2 涂料的今昔和未来 人类最早使用的涂料是由纯天然物质譬如植物油（桐油等），生漆，天然沥青，天然颜料等组合构成的，基本上是无溶剂和污染的。随着人类生产的发展，科技的进步和人们的生活水平的提高，纯粹以天然物质为基础的涂料已不能满足需要，因而出现了人工合成树脂为基础的合成涂料，满足了现代工业等高科技发展的各种需要，美化了人类生活。 合成涂料的出现，使涂料的用途更加广泛，性能更加完美。未来世界的发展趋势要求涂料的种类更多，量更多更广。但是，大部分合成涂料一般都含有大量有机溶剂和有一定毒性的颜料、填料与分子助剂，在生产与使用中产生“三废”，造成对环境的污染，影响了人类健康。因此，为减少污染，提高涂料性能，绿色涂料的应用和发展研究成为当前涂料研究业的主要课题。 5.2.2 涂料的化学成分 涂料通常由成膜物质、颜料、溶剂和各种添加剂组成。 * 成膜物质是涂料的基础，起成膜等作用，主要是各种油脂和树脂，可以是天然物、动植物油等，也可以是人工合成的，如酚醛树脂等。 * 颜料是起漆膜构色、增强抗紫外、耐老化等作用。 * 涂料中加入二甲苯、松节油、丙酮、乙醇类溶剂，是为了降低涂料的粘度，易于施工。 * 为增加涂料的柔韧性，可以加入增塑剂，还可以加入少量的固化剂、消光剂、防腐剂等化学添加剂，如二乙胺、环烷酸酮等。 5.3 合成涂料对环境的污染 5.3.1 对大气的污染 大气污染是指大气中污染物质的浓度达到了有害的程度，以致破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人和物造成危害的现象。涂料对大气的污染主要是指涂料在生产或使用过程中产生的挥发性物质，即VOC（ Volatile Organic Compound）排放到大气中，造成污染。 涂料中的化学物质除成膜基质外，其余物质如溶剂、增塑剂、添加剂等，大都是易挥发性的有机物，并带有一定的毒性，这些物质是涂料污染大气的主要来源，是大气的主要污染源之一。特别是有机溶剂，使用量大，挥发性强，对人畜损害程度较大。涂料施工后，全部有机溶剂挥发释放到大气中。 据报道，全世界每年向大气排放的碳氢化合物约达2000万吨，其中约有350万吨是涂料中的有机溶剂。 有机溶剂挥发到大气中造成的污染称一次性污染或原发性污染。空气中的溶剂量超过标准，通过呼吸进入人体后会损害人体。如伯醇类、酮类溶剂损害人体的神经系统，羟基甲酯、甲酸酯会使肺中毒形成肺气肿等。 目前人们用于室内装修的人造板使 用大量的脲醛树脂粘合剂，其中游离甲醛会不断释放出来而污染室内空气。 我国居室空气甲醛卫生标准为0.08毫克/立方米,而中密度纤维板释放甲醛平均速率达0.3毫克/立方米·小时 ，长期吸入超量甲醛会使人体出现头痛、疲倦、咳嗽、哮喘等症状。 据统计，每年北京地区室内VOC（挥发性有机物）污染导致10万人慢性中毒。 室内VOC是城市肺癌增加的重要因素。 涂料中VOC排入大气后,还可以与空气中的 NOx 作用，产生光化学烟雾，形成大气的二次 污染，对人体造成更深程度的损害。 历史上世界八大公害之一的1966年美国洛 杉矶光化学烟雾事件，造成3000多人死亡，其 罪魁祸首就是空气中大量的VOC与NOx发生光化 反应产生的光化学烟雾。 在我国,涂料每年生产量达160万吨左右， 有机溶剂量至少在80万吨以上，涂料溶剂对大 气的污染问题已相当严重。 5.3.2 对水系的污染 对海洋的污染涂料对海洋的污染主要是船体防污涂料对海洋水体的污染。防污涂料的作用是阻止海中生物如贻贝、海藻等在吃水线下船体的生长。因为船体长了海生物就会增加阻力，使航速下降，燃料消耗会增加40%～50%。船体涂以防污漆，可减少海生物的依附，保持其清洁。自20世纪60年代人们发现有机锡的防污特性以来，有机锡特别是三丁基锡（TBT）防污涂料到越来越广泛的应用。  例如，20世纪70年代末有机锡污染曾使法国防卡琼湾的牡蛎养殖业一度瘫痪，幼蚝和成体牡蛎养殖业直接经济损失近1.5亿美元。 有关毒性试验表明，有机锡尤其是TBT和TPT对鱼类毒性很大。鱼类对TBT有很强的富集能