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生態(tài)型防火涂料的界定及前景

作者：鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
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(guī)防火涂料中揮發(fā)性有機化合物（VOC）等各種有害物質(zhì)對人類健康和生態(tài)環(huán)境的影響。在此基礎(chǔ)上，提出關(guān)于生態(tài)型防火涂料的明確界定及其發(fā)展前景，指出以零VOC為特點的生態(tài)型防火涂料是新世紀防火涂料工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

    關(guān)鍵詞：防火涂料；生態(tài)型；零VOC

    前言

    涂料在整個生命周期中所產(chǎn)生的有毒、有害物質(zhì)不僅影響生態(tài)環(huán)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(chǎn)與使用中產(chǎn)生“三廢”，造成對環(huán)境的污染，影響人類健康。國際上嚴格限制含有揮發(fā)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(tǒng)材料的研究、開發(fā)與生產(chǎn)往往過多地追求良好的使用性能，而材料的生產(chǎn)、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(huán)境污染。

    因此，倡導(dǎo)保護環(huán)境、提高涂料性能成為21世紀初期涂料工業(yè)的主旋律。“綠色”涂料的生產(chǎn)、應(yīng)用和研究已成為當前涂料研究業(yè)的主要課題。

    生態(tài)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(tài)和環(huán)境污染小、再生利用率高、可降解和可循環(huán)利用或者是能夠改善環(huán)境的材料。同時具有滿意的使用性能和優(yōu)良的生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)性，在盡可能滿足用戶對材料性能要求的同時，最大限度節(jié)約資源和能源，減少對生態(tài)環(huán)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(shù)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(fā)性有機物的總量，揮發(fā)性有機物對環(huán)境構(gòu)成直接的危害；第二個層次是溶劑的毒性，指生產(chǎn)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(fā)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(tài)型防火涂料同綠色涂料的區(qū)別主要表現(xiàn)在兩個方面：第一，它所使用的原材料全部或部分是工業(yè)廢棄物；第二，涂料本身的廢棄產(chǎn)物可以全部或部分降解。

    生態(tài)型防火涂料的概念國內(nèi)鮮有報道，參考整個涂料工業(yè)現(xiàn)有最新資料，生態(tài)型涂料也未見有公開報道。生態(tài)型涂料追求的不僅僅是優(yōu)異的使用性能，而且是從材料的設(shè)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(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性及人居環(huán)境的舒適性。因此，生態(tài)型防火涂料狹義含義即采用對環(huán)境無害或少害的原材料或者合理利用工業(yè)廢料生產(chǎn)出對人體健康無害的綠色防火涂料。

    廣義含義為：在生產(chǎn)、使用、廢棄、再生的整個生命周期中，對環(huán)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(tài)型防火涂料的4個方向：生產(chǎn)對地球資源無消耗或少消耗；日常應(yīng)用時對人體健康無害或少害；生產(chǎn)過程對勞動者無害或少害；廢棄物處置對環(huán)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(tài)型防火涂料界定圖見圖2。



    圖2生態(tài)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(fā)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(nèi)人們會感到頭痛、惡心、嘔吐、乏力等，嚴重時會出現(xiàn)抽搐、昏迷，并會傷害到人的肝臟、腎臟、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，造成記憶力減退等嚴重后果。

    隨著環(huán)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(yīng)的控制標準，2002年我國新頒布了有關(guān)水性墻面涂料的國家標準（GB18582―2001）。

    1.3資源安全

    循環(huán)經(jīng)濟倡導(dǎo)的是一種建立在物質(zhì)不斷循環(huán)利用基礎(chǔ)上的經(jīng)濟發(fā)展模式，它要求把經(jīng)濟活動按照自然生態(tài)系統(tǒng)的模式，組織成一個“資源-產(chǎn)品-再生資源”的物質(zhì)反復(fù)循環(huán)流動的過程，使得整個經(jīng)濟系統(tǒng)以及生產(chǎn)和消費的過程基本上不產(chǎn)生或者只產(chǎn)生很少的終極廢棄物。工業(yè)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢料使其具有低能耗、新綠色、再利用、可循環(huán)和能降解等特性。

    2標準和建議

    2.1生態(tài)型防火涂料應(yīng)具有的標準

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

    經(jīng)濟標準：以最少的投入，獲得最大的經(jīng)濟利益；

    生態(tài)標準：要求涂料的生產(chǎn)、運輸、施工、使用、廢棄各個環(huán)節(jié)對環(huán)境和人體無害；

    資源標準：產(chǎn)品用最少的資源量構(gòu)成或由盡可能多的可再生資源構(gòu)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(chǎn)施工等環(huán)節(jié)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(jié)能，經(jīng)濟的功效。


    2.2相關(guān)建議

    （1）提高企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量意識、綠色環(huán)保意識和國際標準化意識。

    歐美發(fā)達國家對涂料中的VOC和有害、有毒物質(zhì)都有嚴格的規(guī)定和要求，頒布了一系列法令和法規(guī)。相比而言，我國涂料行業(yè)在這方面尚有較大的差距，且溶劑型涂料在生產(chǎn)、施工、使用中的中毒事件時有發(fā)生。因此建議有關(guān)部門應(yīng)當加強管理和監(jiān)測，對涂料企業(yè)實現(xiàn)許可證制度，加強產(chǎn)品質(zhì)量意識、環(huán)保意識、國際標準化意識。

    （2）加強生態(tài)型防火涂料的開發(fā)和研制。

    可降解、再循環(huán)使用的生態(tài)型防火涂料的出現(xiàn)，緩解了生態(tài)環(huán)境的壓力，降低了日益枯竭的石油資源消耗，減少了環(huán)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(yè)框架，消化利用重工業(yè)產(chǎn)生的廢棄資源，阻止生態(tài)環(huán)境進一步惡化并變廢為寶，開創(chuàng)防火涂料乃至整個涂料工業(yè)進入循環(huán)型經(jīng)濟的新領(lǐng)域，為制訂先進的生態(tài)型涂料行業(yè)技術(shù)標準和資源消耗模式奠定基礎(chǔ)。生態(tài)型防火涂料的廣泛生產(chǎn)和使用，無論是從環(huán)境保護的實際角度，還是對國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的全局，都具有十分重要的意義，也是在涂料工業(yè)中貫徹落實科學發(fā)展觀和可持續(xù)發(fā)展觀的具體體現(xiàn)。
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