小議無機(jī)涂料

方 震 （國際涂層技術(shù)創(chuàng)新協(xié)會(huì)，陜西西安 710003）

0 引言

在國內(nèi)外綠色、低碳、環(huán)保減排的推動(dòng)下，涂料行業(yè)為了解決VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）的排放，節(jié)約資源、能源，也為了減少安全事故，與人友好，與環(huán)境生態(tài)友善的前提下，其注意力逐漸發(fā)生了轉(zhuǎn)變，特別是在我國討論頒布“產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指導(dǎo)目錄”（2019年版本）的時(shí)候，涂料業(yè)研發(fā)生產(chǎn)無機(jī)涂料及有機(jī)-無機(jī)復(fù)合涂料的興趣日益高漲，近年來，出現(xiàn)了不少研發(fā)生產(chǎn)無機(jī)涂料的單位和企業(yè)。

據(jù)我國權(quán)威部門對(duì)無機(jī)建筑涂料產(chǎn)品的有毒、有害物質(zhì)及重金屬含量的測(cè)試可知，無機(jī)涂料的VOC含量＜ 2 g/L，苯、甲苯、二甲苯、乙苯的含量均＜10 mg/kg，游離甲醛含量＜ 5 mg/kg，是值得推廣的涂料品種之一。

2019年頒布的“產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指導(dǎo)目錄”涂料工業(yè)方面的內(nèi)容簡(jiǎn)介如下：

（1） 鼓勵(lì)類：水性涂料（木器、工業(yè)、船用涂料）、高固體分、無溶劑、輻射固化涂料，低VOC含量與環(huán)境友好的，節(jié)約資源型涂料，用于飛機(jī)、高鐵領(lǐng)域的高性能防腐涂料，以及單線產(chǎn)能≤3萬t/a的氯化法鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)。

（2） 限制類：新建硫酸法鈦白粉項(xiàng)目；鉛、鉻黃顏料以及產(chǎn)能＜ 1萬t/a的氧化鐵顏料企業(yè)；一般功能的溶劑型涂料的生產(chǎn)（鼓勵(lì)類的涂料品種及生產(chǎn)工藝除外）；含異氰尿酸三縮水甘油酯（TGIC）的粉末涂料生產(chǎn)裝置。

（3） 淘汰類：改性淀粉、纖維的多彩內(nèi)墻涂料（樹脂以硝化纖維素為主，溶劑以二甲苯為主的O/W型涂料）、氯乙烯-偏氯乙烯共聚乳液外墻涂料、焦油型聚氨酯防水涂料、水性聚氯乙烯-焦油防水涂料、聚乙烯醇及縮醛類內(nèi)外墻涂料（如106，107等）、聚醋酸乙烯乳液類（含乙烯-醋酸乙烯共聚乳液）外墻涂料以及有害物質(zhì)超標(biāo)的內(nèi)墻涂料、溶劑型木器涂料、玩具、汽車及外墻涂料和含對(duì)氯苯基三氯乙烷，三丁基錫，全氟辛酸及鹽類，全氟辛烷磺酸，紅丹等有害物質(zhì)的涂料，含DDT的涂料。

1 無機(jī)涂料的組成（定義）及特點(diǎn)

無機(jī)涂料是一種以無機(jī)材料為成膜物質(zhì)的涂料，是全無機(jī)礦物質(zhì)涂料的簡(jiǎn)稱。這種涂料能與鋼結(jié)構(gòu)表面的鐵原子快速反應(yīng)，生成具有物理及化學(xué)雙重保護(hù)效果的涂膜，對(duì)環(huán)境無污染（環(huán)保、沒有VOC排放），使用壽命長(zhǎng)。

在建筑工程上常用的無機(jī)涂料是堿性硅酸鹽水溶液和膠體二氧化硅的分散液，用這兩種成膜物可制成硅酸鹽和硅溶膠（膠體狀二氧化硅），再加入顏填料及各種助劑，制得的硅酸鹽涂料和硅溶膠涂料，具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，并且較環(huán)保。

以天然礦物及氧化改性的硅酸鉀所制備的無機(jī)涂料為例：

硅酸鉀K2SiO3為無色或微綠色塊狀或粒狀固體，熔點(diǎn)976 ℃，可溶于水，具有堿性，遇酸分解，其涂料具有以下特性：

（1） 石化作用，無機(jī)硅酸鉀涂料施工在砼、磚 、石等基面上，可與基面上的礦物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一種防水、防酸的巖石層，簡(jiǎn)稱為石化作用。

（2） 不燃性，無機(jī)涂料的主要成分是無機(jī)物，無機(jī)物本身具有良好的抗溫性，一般在1 200 ℃的高溫下，不會(huì)燃燒，并且具有阻燃性。

（3） 透氣性，無機(jī)涂料具有優(yōu)異的防水性和呼吸力，它可以使建筑基材內(nèi)部的水分自由地向外蒸發(fā)，同時(shí)因硅酸鹽堿金屬化合物具有堿性，可以免受堿性物質(zhì)的污染（采用無機(jī)涂料，可以免去在基面上涂刷封閉底漆的工序），涂膜不會(huì)出現(xiàn)爆裂，脫落及起泡等弊病。

（4） 防止霉菌及苔蘚的滋生，無機(jī)涂料pH ＞10.5，能殺菌，滅苔蘚，加上其具有透氣性，可保持建筑物自身的干燥（就像人體的皮膚一樣，可以使水分自皮膚內(nèi)部排至體外，但水分不能通過皮膚進(jìn)入體內(nèi)）。由于它不存在霉菌生長(zhǎng)的條件，所以無需加入防霉劑等，也可達(dá)到防霉、防潮的效果。

（5） 色彩鮮艷，不褪色，特別是經(jīng)過特殊的氧化改性處理后，具有超強(qiáng)的耐候性和防輻射能力。如德國科學(xué)家凱姆用水玻璃（硅酸鉀）和無機(jī)色素制得的無機(jī)涂料，在1878年8月10日，獲得了國王盧德維一世頒發(fā)的專利，并應(yīng)用在德國特勞士及瑞士的幾棟古典建筑的外墻上，至今100多年過去了，外墻的色彩還亮麗如新，足以見證無機(jī)涂料優(yōu)異的耐候性和長(zhǎng)效性。

（6） 環(huán)保，無機(jī)涂料不含揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC），不會(huì)產(chǎn)生有害廢氣，也不產(chǎn)生靜電，不會(huì)造成塵埃在建筑物表面的堆積，再加上在生產(chǎn)、施工、應(yīng)用時(shí)無溶劑的揮發(fā)，所以對(duì)環(huán)境生態(tài)是友善的。

2 無機(jī)涂料與有機(jī)涂料性能對(duì)比

無機(jī)涂料與有機(jī)涂料的物化性能對(duì)比見表1。

3 無機(jī)涂料發(fā)展過程中存在的問題

由于無機(jī)涂料、無機(jī)-有機(jī)復(fù)合型涂料的出現(xiàn)時(shí)間尚短，占據(jù)涂料生產(chǎn)研發(fā)的份額相對(duì)還比較小，因此還有很多不完善的地方，值得引起在當(dāng)前涂料業(yè)創(chuàng)新，升級(jí)，轉(zhuǎn)型期間高度重視。

表1 無機(jī)涂料與有機(jī)涂料的物化性能對(duì)比Table 1 Comparison of physical and chemical properties of inorganic coatings and organic coatings

到目前為止，無機(jī)涂料還沒有一個(gè)明確的標(biāo)準(zhǔn)加以規(guī)范。為了促進(jìn)無機(jī)涂料的健康發(fā)展，應(yīng)該盡快制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范市場(chǎng)。無機(jī)涂料在貯存時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生分層問題，在施工中也存在著流平性欠佳的情況。涂料本身只是一個(gè)半成品，對(duì)于不同基材的涂料的應(yīng)用，真正的成品是涂膜，所以一定要堅(jiān)持涂料涂裝一體化的方針，在這方面我們與國外仍有一定差距。

目前絕大部分無機(jī)涂料產(chǎn)品主要應(yīng)用于建筑行業(yè)，其他方面的產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)的較少，開發(fā)無機(jī)涂料在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，功能無機(jī)涂料的研發(fā)及其生產(chǎn)，是今后的一個(gè)發(fā)展方向。

通過各方面共同合作，出新招，大力開發(fā)合乎時(shí)代要求的新產(chǎn)品，筆者認(rèn)為，在不久的將來，無機(jī)涂料必將大放異彩。