水性聚氨酯材料迎來東風(fēng)
來源：中化新網(wǎng)
11月13日，工信部發(fā)布《木器涂料中有害物質(zhì)限量》等8項(xiàng)化工行業(yè)強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批公示。新國標(biāo)將對聚氨酯涂料、膠黏劑等行業(yè)的VOCs排放提出更高的要求。在11月13-15日中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會(huì)主辦、水性材料專委會(huì)和奧斯佳材料科技(上海)有限公司承辦的第五屆水性聚氨酯科研技術(shù)交流大會(huì)上，業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，隨著國家在VOC排放等環(huán)保要求持續(xù)提高，聚氨酯水性化將迎來東風(fēng)。
安徽大學(xué)教授王武生表示，目前我國水性聚氨酯在聚氨酯產(chǎn)業(yè)中占比很小，2018年中國聚氨酯產(chǎn)量約有1100萬噸(折合純固體含量)，水性聚氨酯產(chǎn)量約10萬噸，其中折合純固體含量3萬噸。但是，水性聚氨酯是一個(gè)非常重要的產(chǎn)品。近年來，由于環(huán)保要求和意識的提高，我國水性聚氨酯產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，增速遠(yuǎn)超聚氨酯產(chǎn)業(yè)整體。從最初的皮革涂飾，到紡織涂層、合成革漿料、木器涂料、工業(yè)涂料、汽車涂料、聚氨酯避孕套，水性聚氨酯應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，技術(shù)水平持續(xù)提高。
環(huán)保監(jiān)管從嚴(yán)給了水性聚氨酯材料開辟了新的發(fā)展空間。環(huán)保部環(huán)境工程評估中心VOCs項(xiàng)目負(fù)責(zé)人沙莎介紹說，為了貫徹《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃的通知》，生態(tài)環(huán)境部于今年7月發(fā)布的《重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理方案》明確提出，加強(qiáng)工業(yè)涂裝VOCs綜合治理。要強(qiáng)化源頭控制，加快使用水性等低VOCs含量的涂料替代溶劑型涂料，包括汽車制造、鋼制集裝箱、木質(zhì)家具、工程機(jī)械、電子產(chǎn)品制造用涂料，軟體家具用水性膠粘劑等。
記者注意到，此次工信部發(fā)布的8項(xiàng)化工行業(yè)強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批公示中，《膠粘劑揮發(fā)性有機(jī)化合物限量》《工業(yè)防護(hù)涂料中有害物質(zhì)限量》《建筑用墻面涂料中有害物質(zhì)限量》《木器涂料中有害物質(zhì)限量》《車輛涂料中有害物質(zhì)限量》5項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)都與聚氨酯行業(yè)相關(guān)。“這些強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)距離正式實(shí)施已經(jīng)為時(shí)不遠(yuǎn)。這些舉措也是為了進(jìn)一步限制化工行業(yè)的VOCs排放，同時(shí)也將給聚氨酯水性化材料帶來新的發(fā)展機(jī)遇?！敝袊郯滨スI(yè)協(xié)會(huì)副秘書長韓寶樂表示。
聚氨酯協(xié)會(huì)水性材料專委會(huì)副主任崔燕軍表示，目前聚氨酯水性化產(chǎn)品種類很多，包括膠黏劑、涂料、革用樹脂。隨著強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的推出，會(huì)有一批企業(yè)面臨轉(zhuǎn)型升級。以涂料企業(yè)為例，估計(jì)目前有70%-80%企業(yè)可以滿足即將實(shí)施的新國標(biāo)，還有20%-30%的企業(yè)是不達(dá)標(biāo)的，必須通過水性化等環(huán)保升級來滿足政策要求。
但是，目前水性聚氨酯發(fā)展也面臨一些亟待解決的技術(shù)問題。中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會(huì)副理事長、水性專委會(huì)主任、奧斯佳材料科技(上海)有限公司董事長張浩明認(rèn)為，目前大部分水性聚氨酯分散體生產(chǎn)工藝仍然使用溶劑，產(chǎn)生了溶劑回收再利用的問題。如何通過新合成工藝和原料的研發(fā)探索，減少有機(jī)溶劑的用量，最終實(shí)現(xiàn)無溶劑的綠色生產(chǎn)，是當(dāng)前水性聚氨酯材料發(fā)展的重要研究課題。
“在水性聚氨酯合成工藝，溶劑用于幫助溶解反應(yīng)物、降低預(yù)聚體粘度、幫助分散。水性聚氨酯合成對溶劑性能要求較高，溶劑必須是惰性，而且與水混溶，對反應(yīng)物質(zhì)和產(chǎn)物有很好的溶解能力，而且沸點(diǎn)也應(yīng)在一定的范圍之內(nèi)。目前水性聚氨酯合成需要使用丙酮等溶劑，這些都屬于易燃易爆危險(xiǎn)品，在生產(chǎn)運(yùn)輸過程中受到很多掣肘，因此亟待開發(fā)出新的無毒安全溶劑?！蓖跷渖忉屨f。
王武生還提出，水性聚氨酯盡管應(yīng)用過程中VOC排放較低，但在往往會(huì)在合成和使用過程中產(chǎn)生比溶劑型產(chǎn)品更多的廢氣和廢渣。如何減少“三廢”排放，也是擺在水性聚氨酯行業(yè)面前的重要課題。
四大水性樹脂環(huán)氧、丙烯酸、醇酸、聚氨酯中，聚氨酯性能可以說有一定的優(yōu)勢，但是應(yīng)用比例依然偏低。“其實(shí)，中國水性聚氨酯材料研究的時(shí)間比較長，有不少好的技術(shù)。目前存在主要問題是缺乏高端原料。比如水性材料所需的高端固化劑、特種多元醇、脂肪族異氰酸酯等原料，由于技術(shù)門檻高，很多都是國外的專利技術(shù)，制約了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。下游應(yīng)用這塊我們因?yàn)槭袌龊艽螅园l(fā)展很快，但是目前缺乏中國的品牌。我們的聚氨酯品牌大部分集中在上游?！痹诎不沾髮W(xué)教授吳海平看來，要提升水性聚氨酯行業(yè)發(fā)展水平，必須要兩頭發(fā)力，上下游協(xié)同發(fā)展。
“行業(yè)需進(jìn)一步對于水性聚氨酯分散體的成膜機(jī)理進(jìn)行更多的基礎(chǔ)研究，并完善相應(yīng)的配套系統(tǒng)，包括設(shè)備和助劑等。”張浩明表示。他希望聚氨酯協(xié)會(huì)水性專委會(huì)能建設(shè)好從材料研發(fā)到用戶使用的高質(zhì)量交流平臺，推動(dòng)水性聚氨酯行業(yè)的健康發(fā)展。
記者了解到，科思創(chuàng)、萬華化學(xué)、亨斯邁等行業(yè)領(lǐng)先的聚氨酯企業(yè)，長期聚焦水性聚氨酯材料的研發(fā)，致力于提供更加環(huán)保，可持續(xù)的解決方案?？扑紕?chuàng)可提供高性能聚氨酯水性鞋用膠黏劑、水性PP底涂劑等多種解決方案。在原料方面，萬華開發(fā)的新型異氰酸酯單體XDI/H6XDI反應(yīng)活性更高，獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)可賦予水性樹脂更優(yōu)的力學(xué)性能及更好的耐熱性。
