水性醇酸-丙烯酸杂化乳液合成及环保涂料产业化

项目简介

一、项目承担单位

陕西宝塔山油漆股份有限公司

陕西科技大学

二、项目背景

醇酸树脂涂料具有多功能、合成技术成熟、原料易得、涂膜综合性能好、性价比高等优点，一直都在我国涂料工业中占有重要地位，其占涂料行业总产量的40%以上，是最大的一类涂料品种，每年产量达1000万吨以上。醇酸树脂涂料使用的有机溶剂量主要是二甲苯、溶剂油等，大约占涂料用量的50%，也就是500万吨有机溶剂，这些有机溶剂在涂料的制造、加工和施工阶段中排入大气，不仅能引起大气层氧化容量和酸度变化（导致酸雨），还可能产生光化学烟雾，污染环境，且大多发生在城镇等人类聚居的区域，对人类健康的危害作用非常严重。因此，研发水性醇酸涂料代替溶剂型醇酸涂料，无论对于节能减排，还是环境保护、人体健康都具有十分重要的意义。

水性醇酸树脂及涂料的研发成为涂料行业重要的研究方向。特别是在本世纪初，国内外涂料行业研究机构、企业重点开展了醇酸树脂及涂料水性化研究工作。但是由于醇酸树脂结构特性以及工艺问题，一直未能解决漆膜耐水性差、干性差、硬度低、耐人工气候老化性能等缺点，且仍然需要使用20%～30%的醇醚类溶剂进行制备涂料，而这些技术难题是一直未能得到有效解决从而影响了水性醇酸树脂涂料的产业化。近两年来，国际跨国企业如美国氰特化工公司、美国罗门哈斯公司、德国巴斯夫公司、台湾长兴化学公司相继推出了水性醇酸乳液相关产品，国内时至今日未见有类似环保性能、技术指标优异的水性醇酸乳液及涂料产业化相关报道，其核心技术被国际跨国企业所垄断。

三、项目进展及成果

2013年底经咸阳市科技局牵线搭桥，陕西宝塔山油漆股份有限公司与陕西科技大学沈一丁教授、费贵强教授技术团队就"水性醇酸-丙烯酸杂化乳液合成及涂料产业化"项目达成合作协议，历经两年多技术攻关，该项目于2015年8月实现重大技术突破，该项目集成了溶液聚合和无皂乳液聚合技术，通过优化醇酸树脂分子结构及控制分子量，攻克了丙烯酸（酯）改性醇酸树脂接枝率低的关键技术难题，制备了以醇酸树脂为核、丙烯酸树脂为壳（核壳比7:3）的水性醇酸-丙烯酸无皂乳液。以该乳液制备的水性醇酸漆VOCs含量＜50g/L，有机溶剂含量降低了95%，产品漆膜耐水性≥96h、光泽≥85%、摆杆硬度≥0.5、耐人工气候老化性≥300h。解决了传统同类产品漆膜耐水性差、光泽度低、硬度低、老化性能差等问题，该类绿色环保涂料已批量化生产，环境、经济及社会效益显著。该成果整体技术达到国内领先水平。

该项目于2016年5月完成了工程化研究，进入了小批量化生产，并在乌鲁木齐铁路局、内蒙古蒙牛乳业等企业进行了涂装应用，由于其优异的环保性能及突出的技术指标，涂装效果得到了客户的一致认可。项目2017年实现产量572吨，产值1180万元，利润285万元，经济社会效益十分显著。预计在2018年3月份进入大批量化生产后，年产量将达到2000吨，实现产值4500万元，利润1200万元，每年可减少有机溶剂排放1200吨，作为绿色环保型涂料产品其推广应用价值十分显著。