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水性聚氨酯树脂政策及技术环境分析

作者:千讯咨询  来源:本站原创  发布时间:2018-6-12 10:52:26    http://www.qianinfo.com  

水性聚氨酯树脂与水性涂料同属于化工产品,因此国家和地方与环保相关的政策对二者的生产均有约束作用,而且,有一些企业在生产水性涂料的同时,本身也拓展到上游原材料水性聚氨酯树脂的生产,因此本报告重点分析环保法以及水性涂料相关政策对水性聚氨酯树脂的影响。

新环保法于2015年1月1日正式运行,给涂料企业带来更大的生产压力,加之消费税等因素,水性涂料将迎来发展机遇。新环保法,新增了诸如"按日计罚""查封扣押""环评区域限批""环境行政拘留"和"限产停产"等强制措施。

据了解,为了更好地配合新环保法的施行,在未来一段时期,国家将推进挥发性有机物污染治理,在石化、有机化工、表面涂装等行业实施挥发性有机物综合整治,完善涂料、胶黏剂等产品挥发性有机物限值标准,推广使用水性涂料,鼓励生产、销售和使用低毒、低挥发性有机溶剂。同时,将完善相关法律法规标准,加快制(修)订重点行业排放标准等,完善行业污染防治技术政策和清洁生产评价指标体系,强化企业治理,将加强企业在生产过程中排污情况的监管。

与此同时,一些地方政府也拟定了针对涂料行业的污染物防治措施。

2015年1月26日,财政部与国家税务总局联合发布了《关于对涂料征收消费税的通知》。《通知》指出,为促进节能环保,2015年2月1日起对涂料征收消费税,在生产、委托加工和进口环节征收,适用税率均为4%。同时,对施工状态下VOC含量低于420克/升(含)的涂料免征消费税。

天津于2014年8月出台《工业企业挥发性有机物排放控制标准》,规定了涂料与油墨生产、汽车制造与维修、家具制造、表面涂装等11类重点行业及其他行业挥发性有机物有组织排放浓度的要求;

上海于2015年12月16日制定了《上海市挥发性有机物排放收费试点实施办法》,分3个阶段试点启动挥发性有机物排污收费,并将在2017年1月1日将收费标准提高到20元/千克;

广东省发布了《表面涂装(汽车制造业)挥发性有机化合物排放标准》,并且自2013年1月1日起要求所有涂装线执行VOC低于20克/平方米的标准;深圳市发布《2014~2017挥发性有机物污染治理工作方案》,规定汽车制造和汽车维修行业水性涂料使用的比例不低于80%;

北京也正在研究制定《汽车制造(表面涂装)大气污染物排放标准》。

近几年,环保督查一波接着一波,国家也出台了多项政策,深圳、江苏等地陆续出台了禁油令,市场的变革很大程度上压缩了溶剂型涂料企业的发展。于是,高效环保的粉末涂料和水性涂料就成为了涂料市场发展的新方向。

近日,《木质家具制造业大气污染物排放标准》(DB11/1202-2015)开始实施,根据规定,2017年初,北京的家具制造行业将全面禁止使用油性涂料即油漆喷涂。该标准被业内称为全国最严的家具污染物排放标准。除此之外,5月1日起,将全面禁止溶剂型涂料和溶剂型胶粘剂在深圳地区家具行业使用。面对日趋严格的环保政策,不管是涂料原材料供应商,还是涂料生产企业、涂装设备生产企业,都围绕水性工业漆等环保产品加快转型发展,如集泰化工作为水性涂料行业的品牌企业,近些年来,专注于水性涂料技术的研发,除了集泰化工外,还有晨阳水漆等也在加快水性涂料的发展。

千讯咨询发布的中国水性聚氨酯树脂市场前景调查分析报告显示,目前研究较多的水性聚氨酯树脂包括水性聚氨酯树脂、水性醇酸树脂、水性环氧树脂和水性丙烯酸酯等。为进一步改进基体树脂的应用性能,人们已经进行了大量的研究,本报告主要介绍2种树脂的水性化工艺。

水性聚氨酯涂料具有耐磨、耐腐蚀、耐化学药品、硬度大、弹性好等优点,同时随着新的合成和交联技术的出现和发展,人们已经可以有效控制其组成和结构,使其成为发展最快的涂料品种之一。该材料已被广泛应用于木器漆、地板漆、金属防腐、汽车涂装、皮革涂饰等领域。

水性聚氨酯主要包括单组分水性聚氨酯、双组分水性聚氨酯两大类。单组分水性聚氨酯涂料交联度低,耐化学药品性和耐溶剂性不佳,硬度、表面光泽度较低,是应用最早的水性聚氨酯涂料。双组分水性聚氨酯体系是目前的研究热点。

通过改变聚氨酯分子骨架结构的方法,可制得不同物理形态的各种水性聚氨酯。其水性化方法通常可以分为两大类:外乳化法和内乳化法。

外乳化法是先制备一定分子量的聚氨酯预聚体或其溶液,在强烈搅拌下将其和外加的乳化剂分散于水中制成水性聚氨酯乳液。1953年杜邦公司采用此法合成了聚氨酯乳液,但所得乳液及膜的物理性能差、储存稳定性不好。目前此法实际应用中较少采用。

现在聚氨酯的水性化主要采用内乳化法。此法是在聚氨酯大分子链上引入亲水基团,如羧基、磺酸基等阴离子基团,羟基醚键、聚氧乙烯链等非离子基团。这些亲水基团都能与水作用,形成氢键或者直接生成水合离子使聚氨酯溶于水,并且这些亲水组分与多异氰酸酯具有良好的相容性。此法制备的乳液特点是粒径小,稳定性好。促使聚氨酯稳定分散在水介质中的亲水性基团,会引起水性聚氨酯成膜耐水性差且易吸水等问题,因此必须对水性聚氨酯在原料、配方、合成工艺、分散技术、成膜技术等方面不断改进。水性聚氨酯研究较多的三大改性方法是丙烯酸酯改性、有机硅改性、环氧树脂改性。

水性醇酸树脂具有较好的光泽、柔韧性、附着力、对颜料的润湿性能及施工性能优异、涂层丰满等优点,而且其单体来源丰富、价格低、品种多、配方变化大、性能好。醇酸树脂的另一优点是基本不依赖于石油产品,因此醇酸树脂具有得天独厚的价格优势。目前已广泛应用于木器装饰涂料、铁道车辆、汽车涂料、船舶工业、建筑等领域。

成盐法是醇酸树脂水性化最常用的方法,目前成盐法已基本实现工业化。闫福安等用偏苯三酸酐提供亲水基团,采用成盐法一步合成自干水溶性醇酸树脂。该方法得到的漆膜性能和水溶性较为理想。但水性醇酸树脂往往存着耐水性差、贮存稳定性差、涂膜硬度低等问题,为进一步提高水溶性醇酸树脂的综合性能,通常需对其进行改性,其中丙烯酸、有机硅和苯乙烯的改性效果显著。

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