生物基技術(shù)在防水材料中的應用
使用生物材料作為原材料并不是新興概念,化工和材料行業(yè)長期以來都在使用生物或農(nóng)產(chǎn)品為原材料進行生產(chǎn)。隨著上世紀初合成樹脂和化學品的出現(xiàn),基于生物原材料的化學品和材料的地位逐漸下降。
建筑行業(yè)也較為類似,曾經(jīng)也使用了很多的生物材料。但建筑行業(yè)對于材料性能有非常高的要求,較差的性能在很大程度上制約了生物基材料在建筑行業(yè)的進一步發(fā)展。過去幾年,生物基材料在技術(shù)上取得了相當大的成果,這使得產(chǎn)品性能得到很大的改善并有效提升了生物基材料在建筑行業(yè)的份額。
生物基材料的出現(xiàn)給涂料行業(yè)帶來了新的發(fā)展方向。與傳統(tǒng)的石油基材料相比,生物基材料主要來源于植物,減少了二氧化碳的排放以及對石油的依賴,同時它的生產(chǎn)過程更加綠色,符合人們對于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的追求。
目前生物基建筑材料市場比較火熱的是內(nèi)墻建筑涂料,已上市的產(chǎn)品有:
1)PPG與帝斯曼合作推出了Sigma Air Pure可降解生物基內(nèi)墻涂料,此產(chǎn)品是基于帝斯曼的Decovery生物基技術(shù)配制而成。
2)多樂士推出了森呼吸天然植本漆,并獲得了美國農(nóng)業(yè)部Biobased生物基認證。
3)立邦推出了原生植萃漆,基于巴斯夫“生物質(zhì)平衡方案“,將原生植萃漆生產(chǎn)過程中所使用的石油資源100%替換為棕櫚、來自北歐森林的植物性可再生資源,并且保持涂料性能不變,獲得了TüV南德意志集團(TüV SüD)中國第一張可再生資源認證證書,同時具備立邦獨有的空氣衛(wèi)士技術(shù),并且達到了I級抗菌,有效抗菌率達99.9%等多重功效。
4)巴德士推出了植本水漆,基于與杜邦(DuPont)等化工巨頭合作的生物基技術(shù),原料萃取于玉米,木薯,大豆等食用農(nóng)作物,取代乳液中部分石油及煤炭化工衍生物,設計研發(fā)而成的高科技內(nèi)墻水漆產(chǎn)品,具有四大核心科技:生物基技術(shù)+分解甲醛+抗菌科技+炫彩技術(shù)。目前已通過了中國環(huán)境標志產(chǎn)品認證、法國VOC檢測A+認證及美國UL認證。
5)晨陽水漆發(fā)布了植物兒童水漆,基于帝斯曼Decovery? SP-8407 生物基樹脂技術(shù),雙方突破了植物基原料技術(shù)與晨陽水漆凈味、抗污等多項核心技術(shù)的兼容問題,并通過了美國農(nóng)業(yè)部生物基認證,同時獲得了法國室內(nèi)空氣環(huán)境檢測A+級認證。
以上簡單列舉了目前市場上比較火爆的幾款生物基內(nèi)墻涂料,可以看出,各涂料廠家能夠研發(fā)出生物基涂料,離不開各乳液供應商生物基技術(shù)的大力支持,基本上可以說是供應商生物基乳液技術(shù)與涂料生產(chǎn)技術(shù)的疊加;而對于防水材料來說,引進生物基技術(shù),也只能是從原材料供應商的技術(shù)支持入手。
市場上廣泛應用的防水材料大概分為三種:瀝青基防水卷材,高分子基防水卷材和防水涂料。從三種材料的配方構(gòu)成來看,瀝青基卷材引入生物基技術(shù),需要有生物基瀝青和生物基瀝青改性劑供應商的支持;高分子基防水卷材引入生物基技術(shù)也是需要樹脂供應商的生物基產(chǎn)品;而防水涂料和建筑涂料類似,基本上都是乳液和液體樹脂供應商技術(shù)的生物基化,同時對于生物基原材料的性能要求也和建筑涂料不同,更加注重相關(guān)原材料的耐久性和防水性能。
常規(guī)的改性瀝青基防水卷材通常采用SBS聚合物對瀝青進行改性,以提高耐高低溫以及耐老化性能。聚合技術(shù)的最新進展表明,目前已經(jīng)能夠合成由苯乙烯和大豆豆油提取物組成的彈性體嵌段共聚物,其中SBS聚合物中的“B”塊被從大豆油中提取的聚合甘油三酯所取代。這些新品種的生物聚合物相對于以丁二烯為基礎的苯乙烯嵌段共聚物具有較好的彈性性能。
而生物基瀝青目前也有成熟的產(chǎn)品上市。所謂生物瀝青是一種由非石油類可再生資源制成的瀝青替代品。這些替代品來源包括糖、糖漿和大米、玉米和馬鈴薯淀粉、天然樹木和樹膠樹脂、天然膠乳橡膠和植物油、木質(zhì)素、纖維素、棕櫚油廢料、椰子廢料、菜籽油廢物等等。目前生物基瀝青已經(jīng)在道路上得到了大量的應用。
國內(nèi)目前還未報道有市場化的生物基防水材料,而國外相關(guān)的產(chǎn)品已經(jīng)上市并經(jīng)過了市場的檢驗,接下來我們盤點相關(guān)的國外防水材料的生物基技術(shù),希望對國內(nèi)廠家有所啟發(fā)。
01 生物基改性瀝青卷材
Derbipure是一種由植物油和樹脂制造而成的無瀝青防水卷材,表面涂有白色丙烯酸反光涂層,其設計壽命和質(zhì)量標準與傳統(tǒng)改性瀝青防水卷材相同。Derbipure防水卷材的特點是,它具有與改性瀝青防水卷材相同的性能,但含有一種可再生的瀝青替代品,而這種瀝青替代品是從廢棄木材工業(yè)中提取的樹脂和植物油為原材料開發(fā)出來的。除此之外,在膜表面上的白色丙烯酸面漆具有很高的太陽反射指數(shù)(100),這在炎熱的夏天可以大幅度降低屋頂?shù)谋砻鏈囟?。此技術(shù)是該公司的專利技術(shù),在不遠的將來,該公司將會開發(fā)更多的生物基產(chǎn)品來替代石油瀝青。
02 生物基高分子防水卷材
索普瑞瑪?shù)腗AMMOUTH? NEO Base是一種熱塑性聚氨酯(TPU)底部自粘卷材,用于多層復合防水系統(tǒng)。MAMMOUTH? NEO Base產(chǎn)品由專利配方技術(shù)的生物基熱塑性聚氨酯(TPU)復合高粘接性的自粘膠層組成,同時由玻璃纖維網(wǎng)格布進行增強。頂部表面有聚烯烴燃燒薄膜,從而使焊接性能最優(yōu)化;底部覆蓋有聚烯烴隔離膜,施工時撕掉即可。MAMMOUTH? NEO Cap一種熱塑性聚氨酯(TPU)面層自粘卷材,用于多層復合防水系統(tǒng)。MAMMOUTH? NEO Cap產(chǎn)品由專利配方技術(shù)的生物基熱塑性聚氨酯(TPU)組成,同時由堅韌且尺寸穩(wěn)定的無紡布進行增強,頂部覆蓋黑色的礦物骨料,底部覆蓋有聚烯烴燃燒薄膜,從而使焊接性能最優(yōu)化。
03 生物基防水涂料
1)AlphaGuard? BIO Base Coat
一種高性能、雙組分、生物基、聚氨酯屋面涂料,可用于各種項目,包括屋面維修、新建設施防水以及屋頂花園阻根系統(tǒng)。具有70%的生物基成分,目前已經(jīng)已獲得美國農(nóng)業(yè)部的生物優(yōu)先認證。
2)AlphaGuard? BIO Top Coat
一種高性能、雙組分、生物基、聚氨酯屋面涂料,可用于各種項目,包括屋面維修、新建設施防水以及屋頂花園阻根系統(tǒng),用作AlphaGuard? BIO Base Coat
面層和增強層。AlphaGuard? BIO Top Coat有高反射的白色型,或以下顏色:米色、淺/中/深灰色以及黃色。具有60%的生物基成分,目前已經(jīng)已獲得美國農(nóng)業(yè)部的生物優(yōu)先認證。
3)Roof Maxx
Roof Maxx是一項創(chuàng)新性技術(shù),為屋頂瓦的維護提供了一個價格合理的解決方案。通過噴涂施工的方法,使屋面瓦增加獲得數(shù)年的使用壽命,可恢復屋面瓦的柔韌性和防水性能,同時可以使冰雹破壞減少約24%,而且不會增加火災風險或火焰蔓延。這是一個安全的純天然食品級產(chǎn)品,對人體、動物,財產(chǎn)和環(huán)境是100%安全的。
除了以上所列防水材料和廠家之外,也有大量的國內(nèi)外研究機構(gòu)以及原材料供應商在研究生物基技術(shù)以及生物基技術(shù)在防水材料中的應用,相信不久的將來,生物基技術(shù)以及相應的產(chǎn)品一定會像石油化工產(chǎn)品一樣,遍地開花。