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18:00:32 - 重播预告:2月28日 08:30-18:00
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18:00:00 - 会议圆满结束,期待明年再见
至此,由中国涂料工业协会和欧洲文森集团联合主办的欧洲涂料学院(中国)第五届国际涂料前沿技术研修会圆满落下帷幕。14场报告精彩纷呈,2场主旨演讲高屋建瓴,观众收获颇丰,截至会议结束,累计47万人次收看了直播报道。本次会议在深度解析国外生物基涂料和水性涂料最新市场现状和相关技术路径的基础上,遍邀国内知名涂企、研究机构技术负责人对16场报告一一给予点评,将会议学习效果推向了新高潮。本次会议将于本月28日进行重播。
党的二十大的报告中强调:高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务,要坚持以推动高质量发展为主题,并指出要建设现代化产业体系,坚持把发展经济的着力点放在实体经济上。涂料行业作为实体经济中的重要一环,要趁势而为,抓住当前的创新转型、绿色发展的新机遇,力争在新时代,铸就新的历史伟业!新征程,再出发,中国涂料行业绿色高质量发展的巨轮必将乘风破浪、扬帆远航。
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17:45:02 - 研讨会总结:中国涂料工业协会副秘书长齐祥昭
中国涂料工业协会副秘书长齐祥昭在总结时表示,欧洲涂料学院(中国)第五届国际涂料前沿技术研修会到此结束,感谢各位领导的关注,感谢专家的专业点评。此外,欢迎各位涂料界同仁参加4月份举办的中国涂料大会以及8月份举办的上海国际涂料博览会。
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17:15:37 - 专题二:水性涂料小结:中海油常州涂料化工研究院原总工钱伯容
钱总就主旨演讲和下午所讨论的水性涂料的内容进行了小结,分享了自己的体会。
第一个主旨演讲,Wentzel博士介绍了他们研究所的一个大项目Perfecoat,专门研究生物基涂料的原材料。介绍了生物基的基料、生物基的填料和生物基的颜料;生物基替代的前提是——质量&性能,这点很重要,国外也曾经出现过所谓的“漂绿——greewanshing”技术(就是伪“绿色”),不能为了生物基而生物基,很值得我们借鉴;采用酶化学技术(发酵技术)来制备各种组分;生物基颜料——就是天然色素,天然着色剂;最后谈到涂料行业可持续发展的下一个目标任务:从空气中捕获CO2,制备丙酮,再衍生出其他化合物,很值得期盼。
第二个主旨演讲,Apiz博士重点介绍了生物基的水性丙烯酸分散体和PUD。他指出生物基的分散体(乳胶)原料主要有:醇类、多元醇,衣康酸,蓖麻油;蓖麻油改性PUD和多相结构(核壳)的丙烯酸乳胶;提出了两个观点,很重要:①生物基含量>50%,②价格不高出20%;并给出了产品的应用实例和性能对比。
水性涂料的第一个演讲,介绍了水性涂料的下一代创新路线。这篇演讲的高度较高,从可持续发展的角度谈了一些原则性的考虑因素,具体来讲就是要减碳、降低能耗、降低废料、回收使用、再生原料、提高性能、人类健康、提高生产效率,循环经济——综合考虑。我对此的体会是,发展水性涂料是一个综合性的目标,不单是用水替代溶剂,必须全面衡量。例如功能化涂料能否实现水性化?另外他明确了水性体系包括三方面——乳胶、水分散体、水溶液。
第二个演讲,重点介绍了单组分水性丙烯酸金属涂料的基料——早期抗黏连性。
其中,有几个数据,希望大家在开发水性金属防腐涂料要记住,还是很有启发的:
1)水性金属防腐涂料的市场占比:轻防腐15%、中防腐5%、重防腐1%。
2)水性金属防腐涂料重点是在C1~C3环境下使用(国内有些企业宣称可在C4,甚至C5环境下使用,要慎重)。
3)采用了多相体系(核壳结构),实现性能的平衡,特别是快干性和防腐性之间的平衡。
4)采用了共焦激光显微镜研究了涂膜干燥动力学。 第三个演讲,重点论述了快干和湿膜开放时间短的矛盾平衡。
有理论,有分析,有实际。这是非常好的一篇演讲,也是本人收获最大的一个演讲。其中:
1)提出了预测(计算)湿膜流动的公式。
2)演讲对湿膜厚度、固体分、黏度进行了分析和平衡,从而开发出三代产品。从加入亲水高Tg聚合物→疏水聚合物→疏水核壳聚合物+亲水树脂,最终解决了湿膜开放时间太短而造成的涂膜弊病。
第四个演讲,重点介绍了一种水性环氧体系使用的超性能固化剂(一种疏水型水性胺固化剂)ECA。加入到水性环氧涂料中后,可以省去使用环氧硅烷(附着力促进剂)、防闪锈颜料,使用片状颜料即可达到高性能。
第五个演讲,介绍了一种待有机官能团的硅烷,作为附着力促进剂,在2KPU、1K丙烯酸、2K环氧和富锌底漆中的应用,包括氨基硅烷、环氧硅烷和脲基硅烷。
第六个演讲,介绍的是高支化乙烯酯乳胶在建筑涂料中的应用。利用叔碳结构屏蔽生成的酯基,提高耐水解性。用新癸酸使碳原子链更长,实现叔碳的链增长。结果是疏水性提高、弹性增加(可用作屋面涂料)、改善耐水白性。其可以作为共聚单体,提高乳胶漆的性能。
第七个演讲,谈了12个对水性分散体的新要求。介绍了几种水性涂料用生物基基料,PUD和ACD,用于乳胶漆。 其中比较感兴趣的有:PUD——不含TEA、不含锡催化剂、不含胺(氨)中和剂(用KOH),这才是制备低气味乳胶漆的正确途径;采用碳化二亚胺固化PUD(而不是只为了合规而用异氰酸酯)。
最后一篇演讲,介绍了水性醇酸涂料中用HPC(高性能催干剂)代替钴催干料。这是非常好的思路,也是提高水性涂料性能的正确做法。其中提到,
1)水性醇酸的成膜机理是:聚集成膜+交联固化(C—C键);
2)光是靠聚集成膜,存在很多缝隙,防护性能不好,只有采用交联提高涂层致密度;
3)HPC是一种Fe-N络合物。 总之,非常感谢每一位演讲者,给我们在开发水性涂料过程中带来了新的理念、新的技术、新的进展。
让我们共同努力,脚踏实地,一步一个脚印,为涂料行业的绿色化、可持续发展做出新的贡献!
最后也感谢本次会议的主办方——中国涂料工业协会和文森公司,感谢同声传译,谢谢大家的参与!
谢谢!
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16:50:26 - 美利肯公司Joshua Halstead博士:使用无钴高性能催化剂提高水性醇酸涂料的耐候性
主要介绍了水性醇酸树脂的高性能催化剂测试结果。这些工作主要着眼于水性醇酸涂料的耐候性研究,并将此性能与一些相关的丙烯酸基准进行比较,研究了我们所看到的一些性能的作用原理以及它如何影响这些材料的实际应用,着重介绍了用于这些工作的水性树脂和催化剂。
醇酸树脂可通过物理和化学交联固化,化学交联的氧化反应在很大程度上受到用于固化涂层的催化剂和催干剂的影响。这类催化剂一般有两类材料,一种为之前惯用的羧酸钴,另一种为高性能催化剂,此也是本次报告的重点,它不会对人类健康产生影响,环境友好。本次测试了5种不同的水性聚合物,以丙烯酸乳液作为基准配方,比较了4种是市售的醇酸乳液(包括短油度、中油度、聚氨酯改性材料)在使用钴催化剂和使用高性能无钴催化剂下的性能。结果表明,添加高性能无钴催化剂的醇酸产品的干燥时间更具优势,硬度值相当,耐擦洗/洗刷性更佳,耐污性得到改善,具有出色的抗黏连性、耐候性、耐腐蚀性。最后解释了这些性能提高的反应机理。
点评专家:刘宪文(中国涂料工业协会技术专家工作委员会常委、信和新材料股份有限公司技术总监)
点评内容:醇酸树脂涂料是目前涂料品种中应用历史最为悠久、应用范围非常广泛,是典型的可持续性发展的产品。但是由于醇酸涂料耐久性较差而严重制约其的进一步应用,可见,研发使用寿命长久的醇酸树脂涂料具有非常重要的意义,对进一步拓展该类涂料的应用非常关键。美利肯利用无钴高性能催化剂对醇酸进行选择性催化干燥,实现了增强水性醇酸涂料耐久性的目标。报告指出,所制备的水性醇酸涂料,各项性能优越,达到或超过了传统水性丙烯酸树脂涂料的性能。报告比较了传统钴催干剂和高性能催干剂对醇酸涂料作用过程和化学机理。这项性能非常值得关注。
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16:25:56 - 企业组织观看学习(五)
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16:20:45 - 德国Synthopol公司Rolf Simon:使用可再生原料分散体和混合物面临的挑战
报告聚焦于使用可再生原料分散体和混合物面临的挑战。目前随着时代的进步,市场对于供应链提出了新的要求。报告中列举了多种生物基成膜物(PUD、聚酯、丙烯酸共聚物等),可应用于木器、内外墙、屋顶、织物、金属、塑料涂料等多种领域。
其中Synthopol公司旗下PUD4-1是一种基于可再生原料的产品(含有可再生原料为25%),可提供良好的耐化学性、低VOC、良好的硬度等。随着对于可再生原料及性能的关注,该公司又相继开发了可再生原料占比更高的PUD4-2(35%)、PUD4-3(50%),并保持原有性能。而加入不同比例的可再生原料(36%、51%)的丙烯酸分散体,其与石化基产品性能相当,硬度方面更具优势。
此外报告中还介绍了不含三乙醇胺或不含胺的可用于DIY涂料的生物基成膜物,丙烯酸/醇酸改性体系的机理和物化性能,达到低烘烤温度的实现途径,碳二亚胺的交联改性,H12MDI和IPDI用于聚氨酯分散体后的性能对比等。
点评专家:闫福成(中国涂料工业协会技术专家工作委员会副主任、艾仕得涂料系统大中国区交通运输涂料产品总监)
点评内容:Synthopol公司的Rolf Simon博士在报告中对于分散体和基于再生原料的单体、混合物的使用以及所面临的挑战进行了清晰的描述。特别是供应链问题、可持续发展问题、化学品法规限制等都要做通盘考虑。可喜的是,现在已经找到了一些方案,正在进入实施阶段。Rolf Simon博士列举了和生物基相关一些成膜物比如PUD、丙烯酸分散液、PUD改性的生物油、脂肪族PUD改性聚酯、醇酸改性丙烯酸体系以及碳二亚胺交联的聚脲分散体、氢化MDI、IPDI的聚氨酯分散体等,其可制备出低温交联产品,制备单组分或双组分的体系,都具有良好性能。此报告具有很好的参考价值。
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16:00:40 - 比利时Hexion Research Belgium公司Ludivine Augry:用于高性能建筑涂料和防护涂料的高支化度乙烯基酯乳胶
水性装饰和防护涂料的主要要求之一是高耐水性和耐湿性。VeoVa乙烯基酯是生产用于各种环境友好水性涂料的疏水性胶乳的理想共聚单体。这些乙烯基酯单体是真正的多功能单体,因为它们可以很容易地通过自由基聚合与乙酸乙烯酯和丙烯酸单体发生反应。作为新癸酸、新壬酸和2-乙基己酸的乙烯基酯,这些不同的单体Tg涵盖了-36~70 ℃的范围。其高度支化的疏水结构的加入在许多方面强化了乳胶性能和最终应用性能,特别是在稳定性、耐久性、附着力以及防水和耐碱性方面。这使它们成为生产用于高户外耐性涂料的乳液聚合物的理想共聚单体。用支化乙烯基酯改性的丙烯酸聚合物表现出更高的耐碱性、非常好的且持久的防水性以及改进的干湿附着性。需要这些特性的典型应用实例包括木材着色剂、外墙仿石涂料、防腐涂料和弹性屋顶涂料。
点评专家:李效玉教授(北京化工大学)
点评内容:刚才大家听到的是关于叔碳酸乙烯酯所参与的乳液共聚合所获得的共聚物乳胶及其特性的报告。报告中主要讲述了新癸酸乙烯酯,这种结构的单体主要是由于其含有叔碳酸基,因叔碳酸基的空间作用以及碳原子数非常大,具有非常好的抗水解性能,同时还具有非常好的耐水性,因此可以与丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、醋酸乙烯酯等进行共聚,来设计合成所需要的涂料成膜物。另外,属碳酸乙烯酯中,除了新癸酸类的外,还有新壬酸类,由于顺碳酸基的结构不同,其均聚物的玻璃化转变温度也不同,最低可达-40 ℃,最高可至70 ℃,因此可根据实际需求,在配方中添加叔碳酸乙烯酯类单体,来参与共聚合,制备所需性能的共聚物乳胶,从而制备水性涂料。我们国内现在也有生产叔碳酸乙烯酯类的厂家,有些涂料企业也已经开始用添加叔碳酸乙烯酯来提高水性涂料的耐水性等。
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15:25:02 - 德国Momentive公司Dmitry Chernyshov博士:带有机官能团的硅烷:实现高性能水性涂料的技术
功能性有机硅烷在我们的产品中重要存在,生物基醇加入后可以改善碳足迹,介绍低聚环氧硅烷,产品黏度较低,可以用作活性稀释剂。
介绍了三种相关产品,各有特色,在应用过程中,双组份聚氨酯技术,通过配方做展示,看看功能性有机硅烷怎么提升功能。设计了几个模块化的体系,应用更加简单,涵盖了测试场景,控制黏度,促进交联,使用大约10%的馏分。测试体系中,得到了一组不同的涂料体系。
作为附着力促进剂,在2KPU,1K丙烯酸,2K环氧和富锌底漆中的应用,包括氨基硅烷,环氧硅烷和脲基硅烷,效果不错,抗腐蚀性强,效果可持续,耐老化性强。
点评专家:朱延安 中国涂料工业协会技术专家工作委员会常委
点评内容:该报告主要介绍了高性能水性涂料赋能者有机硅氧烷产品。有机硅氧烷产品的分子结构主要由三部分组成,功能基团,如氨基、环氧基、乙基、异氰酸基、甲氧基、脲基、巯基、聚硫基等,它与树脂通过化学键相连;链接基团,链接功能基团与硅原子;烷氧基硅烷基团,该基团在无水时是非常稳定的,遇水会水解成硅醇,能与基材中的氧化物或氢氧化物形成很好的结合。可以作为多功能助剂用于水性和高固含涂料,促进附着、偶联或者交联作用,提高水性涂料和高固含涂料的性能,增强其使用寿命。
MP 200作为A-187的升级产品,分子中的环氧基团具有很高的活性,克服了A-187不能用于单组份的缺陷,是非常好的附着力促进剂和交联剂,也可以作为活性稀释剂。作为A-1100的升级产品e-free 1100,分子中还有氨基,克服了老产品的缺陷,不产生乙醇,可以100%替代原有产品,是优异的附着力促进剂和交联剂。Y-11699是一款双硅氧烷基氨基硅氧烷,改善储存稳定性。A-1524CF是一款脲基硅氧烷,不含氨基甲酸酯。DRI是一款疏水性硅氧烷树脂乳液,不含VOC,可与水性乳胶和分散体混溶,在常温下可以形成弹性膜,具有非常好的热稳定性。
在实际应用中,环氧基硅烷MP200和脲基硅氧烷A-1524CF可以明显提升水性聚氨酯和丙烯酸体系的湿膜和干膜的附着力和抗腐蚀能力,显示出优异的相容性、耐久性和高效性。氨基硅烷e-free1100和水性硅氧烷树脂提供优异的高热稳定性高性能环氧配方,对镀锌钢板具有非常的防护能力。
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15:24:39 - 企业组织观看学习(四)
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15:20:25 - 企业组织观看学习(三)
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15:00:06 - 比利时Westlake Epoxy公司Dominique Vandenberghe:使用新型水性环氧树脂组分智能定制符合VOC排放标准的涂料
水性环氧树脂被大量使用在涂料行业,VOC排放是行业关注的问题。工具型环氧树脂分散体,可以提供优异的防腐性能,和多种固化剂配合,选择了多种固化剂来实验。配置了高性能的底漆,PVC是28%,做性能测试后,特性能显现出来。
- EPI-REZTM Resin 6521-WH-56:属于通用型- 快干、附着力强、防腐性能好、配方广泛、不需要GHS的特殊标识、漆膜半光可做底面漆;
- EPI-REZTM Resin 6531-WH-57: 一款独特型树脂- 附着力强、防腐性能好、不需要GHS的特殊标识,其特别性能是耐冲击性和柔韧性好;
- EPI-REZTM Resin 7723-W-53: ZVOC epoxy dispersion 零VOC的环氧分散体及适合不同的底材。
重点介绍了一种水性环氧体系使用的超性能固化剂(一种疏水型水性胺固化剂)ECA。加入到水性环氧涂料中后,可以省去使用环氧硅烷(附着力促进剂)、防闪锈颜料,使用片状颜料即可达到高性能。
点评专家:王 健 中国涂料工业协会技术专家工作委员会常委
点评内容:Dominique女士就是基于瑞士工具模块化设计的概念进行考量不同市场需求及各树脂不同的性能,做到了客户定制(Tailormade),报告例举了3款树脂。
除了基料树脂设计外,水性固化剂也是非常重要的考量,报告特别阐述了ECA固化剂设计的优势——减少特殊添加剂和颜料的需求;稳定的长久附着力;较长的罐中寿命便于施工及不需添加昂贵的环氧硅烷附着力促进剂而降低配方成本。该报告通过模块化设计的理念达到客户定制需求,非常值得我们涂料配方设计师参考。
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14:50:49 - 企业组织观看学习(二)
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14:30:58 - 荷兰Allnex公司WouterKloosterman:提高水性门窗涂料施工性能的技术路线
10年前,我们就开始设计新的聚合物,用于装饰涂料领域,也就是三代不同基料的聚合物。当前,水性化是涂料的一个趋势,涂膜对比中,溶剂型产品和水性产品过程不同、效果也不同。
湿边问题是常见的涂装问题,导致了本课题的理论研究,提出了一个预测(计算)湿膜流动的公式,奥查德的公式描述了涂料的整体流平性,涂层的厚度和黏度来计算,变量是溶剂的蒸发,重点讲了快干和湿膜开放时间短的矛盾。湿膜开放时间太短(表干太快),会带来许多涂膜弊病。对湿膜厚度、固体分、黏度进行了分析和平衡。
开发了三代产品。从加入亲水高Tg聚合物---疏水聚合物----疏水核壳聚合物+亲水树脂,最终解决了问题。其他涂层的性能也相当好,能达到醇酸PU的水平,下一代产品做纯丙烯酸树脂,第二代产品中,延长施工时限,提升硬度,流平有了新的挑战。第三代性能更好,施工流畅,性能出众,适合室内外应用。
点评专家:朱延安 中国涂料工业协会技术专家工作委员会常委
点评内容:该研究重点的方向是水性装饰涂料施工性能的提升,主要研究的内容是水性涂料施工的开放时间问题。由于水性涂料具有优良的环保特性和可持续发展特性,使得水性涂料的发展备受关注,但水性涂料本身的特性(多相:树脂分散在水中)与油性涂料的特性(均相:树脂溶解在水溶剂中)决定了其成膜过程的不同而出现施工开放时间短的缺陷。
对于开放时间有三种不同的定义,一种是“刷痕”开放时间,即刷痕可消失的时间;一种是“湿边”/“搭接”时间,即搭接施工时可无缝流平的时间;一种是“十字叉标记”时间,即修复十字叉的再流平时间。决定涂料施工开放时间的是涂料的“流平力剩余”。总涂料流平力其主要决定于涂膜干燥过程中涂料湿膜厚度h和涂料粘度η的变化。
涂料流平力剩余就是涂料彻底干燥时的流平力与任意时间流平力的差值。延长开放时间的挑战在于降低涂料干燥过程中粘度的增加,常规的丙烯酸分散体涂料的施工开放时间大约在7分钟,而溶剂性涂料的施工开放时间大于30分钟。根据溶剂性涂料的特性——高分子树脂是溶于溶剂中的,为了延长施工开放时间,可以通过将亲水聚合物溶解在水中,而不是分散在水中,从而改善涂料施工开放时间。这是第一代产品。但这样会出现新的问题,如涂料的抗粘连和早期耐水性和差。为了解决该问题可以通过亲水聚合物与气干醇酸聚氨酯结合进行改善。这个是第二代产品,有非常好的抗粘黏性和早期耐水性,硬度也很高。但有出现黄变的新问题。只适合室内。同时在第二层施工时施工开放时间变得异常的短。
为了解决新的问题,通过合成全丙烯酸体系的疏水核亲水壳的新型树脂,该树脂除了可以很好解决施工开放时间外,为纯的聚丙烯酸酯树脂,同时可以将生物基含量提高至78%,具有非常好的最低成膜温度和玻璃化温度的平衡。
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14:05:06 - 德国BASF公司Chintankumar Patel:用于水性金属保护涂料的基料
Chintankumar Patel的报告重点在于金属防护涂料和单组分丙烯酸基料的话题。他表示,金属防护涂料用量不大,但呈增长态势,欧洲和北美在金属涂料的使用量上也在稳步增加。在金属涂料领域,根据ISO的规定将防护等级分为C1至C5级,数字越高,对涂料的防护等级要求越高,另外,Chintankumar Patel还介绍了判断水性涂料功能好坏时的评估标准,如好的黏着力、抗污能力、障碍属性等,当然,有了标准,如何做呢?比如设计属性均衡的颗粒,一系列干燥动力学分析等。他最后总结,丙烯酸分散颗粒经过定制,以显示更快的干燥速度;实现的性能和干燥时间的平衡;先进的分析有助于指导设计过程。如此,才有机会制造高质量的水性金属涂料。
点评专家:王健(中国涂料工业协会技术专家工作委员会常委)
点评内容:报告比较实事求是,在工业防护涂料领域水性涂料仅占5-10%,增长空间很大,长期的预期水性涂料在工业防护领域可以占到30-40%,但挑战也很大的。
水性防护涂料技术广泛,该篇报告集中于丙烯酸分散体水性涂料在工业防护涂装的一般防护领域C1-C3应用环境下的研究,并抓住影响丙烯酸分散体水性涂料成膜物的主要因素,包括玻璃化转变温度(Tg)、成膜助剂、增塑剂、粒子形态及干燥固化条件等进行了详细研究。
在工业防护领域的涂料,要充分平衡涂膜干燥固化速度(生产效率)和防腐性能的关系,当然还要特别关注环保低VOC。该研究主要集中在改善丙烯酸分散体粒子的形态,既软、硬核粒子相复合来达到干燥固化速度(既效率)和附着力(防腐性能)的平衡,并提出了相应的粒子形态平衡模型。而且先进的分析测试手段引导并验证了其设计过程。
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13:30:01 - 荷兰AkzoNobel公司Andre van Linden:水性涂料的下一代创新路线
Andre van Linden表示,阿克苏诺贝尔通过能源转换、高效过程、溶剂排放、循环解决方案四个领域减少碳排放。过去几年提到的许多减少碳足迹和改善健康、安全与环境状况的优先事项可能会导致采用水性涂料,但需要在水性涂料的开发中迈出下一步,比如考虑在产品生产的整个生命周期中考虑环保问题,以确保我们可以更广泛地使用它们并满足更严格的规范。我们公司的理念也是“人类、地球、涂料”,将水性涂料作为未来的重要路线之一。为了实现我们的目标,我们需要转变处理能源、原料和材料的方式。在我们参与的研究联盟中,我们研究了几种新方法,以更有效的方式制造涂料,并增加新的功能,从而生产出客户需要的产品。除了行业已经完成的所有工作外,新的见解和技术有助于以多种方式减少、再利用/回收和再生原材料和产品。只有当整个链条上的学术界、初创企业、供应商、直到客户和废物处理商共同努力,才能找到解决方案,朝着使用和制造可持续发展涂料的新方式迈出重要的几步。
点评专家:申亮(江西科技师范大学教授)
点评内容:水性涂料是低VOCs涂料的主要研发方向,面对全球气候变化引发的环境危机,各国都设定了碳中和的时间节点,涂料研发应考虑整个生命周期内碳排放的最小化,通过本课程可获得以下启发,低碳涂料产品不仅要关注成膜物碳足迹的高低,还要从涂料配方、施工方式、干燥方式和使用寿命全方位考虑如何减少碳排放,在设计低碳涂料排放的产品时,要考虑成膜物、助剂、溶剂的碳来源,比如要考虑生物基为原材料的成膜助剂、溶剂等,要考虑到低温的施工方式来减少碳排放,在涂料低碳发展过程中,要重视涂料的循环利用,特别是涂料废物的再利用,最后通过学习也可以了解到,行业对于生物基涂料的重视,行业普遍认可碳14含量的测试来衡量涂料产品中生物机碳含量的百分比。
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13:01:53 - 专题一:生物基涂料小结:清华大学洪啸吟教授:生物基涂料
洪啸吟教授对上午关于生物基涂料的内容进行了总结和点评。他指出,当前环境问题日益严重,而绿色低碳生产与绿色低碳产品是可持续发展的必由之路。绿色低碳涂料产品可分为3个层次:无毒、零VOC或低VOC、绿色低碳,其中减少对大气的污染,减缓生态恶化,实现可持续发展。其中,生产绿色低碳涂料可通过提高涂料各组分的生物基含量、控制涂料全生命周期的绿色低碳两种途径来实现。生物基是全部或部分来源于生物质资源衍生材料的材料,生物基产品发展有利于碳中和目标的达成,有利于缓解气候变暖和资源缺乏。而生物基含量的确定可以使用C14测量的方法区分生物基产品和化石基产品。
洪教授在演讲中特别介绍了对于涂料行业而言,涂料各组分的生物基化途径。其中,成膜物可选用桐油、大漆、淀粉、蓖麻油;溶剂与助剂可选用松节油、桐油、乙酰丙酸衍生物、生物基乙醇、丙酮及生物基偶极非质子溶剂呋喃。并介绍了“碳足迹”和“碳手印”的概念。他指出增加生物基含量不是目的,可持续发展,减少温室气体排放才是最终目标。并对未来涂料发展进行了展望:一是要利用现在生物基原料(乙酰丙酸、衣糠酸、5-羟甲基糠醛、糠醛、呋喃二甲酸等)作为平台;二是要重新审视有关资源和废弃物;三是要使用生物化学法——发酵法制醇;四是对于二氧化碳的利用——聚合与超临界。
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13:00:00 - 中国涂料工业协会副秘书长齐祥昭主持下午会议
欧洲涂料学院(中国)第五届国际涂料前沿技术研修会继续进行,下午会议由中国涂料工业协会副秘书长齐祥昭主持,接下来的会议内容主要围绕水性涂料展开,将有8位专家依次登场,敬请关注。
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12:23:37 - 企业组织观看学习(一)
来自企业、高校、科研院所的技术人员观看欧洲涂料学院(中国)第五届国际涂料前沿技术研修会的热情不减,他们的积极参与是会议圆满成功的重要保障。
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11:55:15 - 德国BYK公司Tina Radespiel博士:如何设计可持续发展助剂
Tina Radespiel博士在报告中概述了ALTANA集团下属4大子公司可持续性发展的目标、生产、研发,其在中国和巴西的工厂已经实现了零CO2排放。主要介绍了毕克公司生物基助剂产品,指出目前毕克公司已经将可持续性整合到产品的开发当中,并对现有产品进行可持续性评估。毕克公司的可持续产品包括低VOC产品、带生态环保标签的产品等。制备生物基助剂的关键之一,就是原材料的可持续性,使用生物基原料等,保证产品安全可持续,并首选C14标准测试方法进行生物基碳含量测试,以甄别是否可用、是否为生物基产品。
报告还介绍了BYK的主要几种产品——生物基CERAFLOUR 1000系列、消泡剂BYK-1740以及部分生物基原材料的性能和应用领域。
点评专家:刘宪文(中国涂料工业协会技术专家工作委员会常委、信和新材料股份有限公司技术总监)
点评内容:大家好,可持续发展是当今涂料行业发展的主题之一,Tina Radespiel博士的报告为我们讲述了ALTANA´s是如何按照产品生命全过程可持续性发展理念开展可持续性产品研发的。报告明确了什么是生物基产品,指出:“生物基产品全部或部分来自生物来源的材料,不包括嵌入地质构造和/或化石的材料。”BYK围绕可持续性发展要求开发了包括生物基助剂CERAFLOUR 1000系列、消泡剂BYK-1740等可降解无毒生物基助剂,其中所新开发的CERAFLOUR 1001具有非常细的颗粒尺寸,以达到最大透明性,而CERAFLOUR 1002表现出最高的消光效率,由于粒径更大,能够形成轻微的表面纹理。报告推荐采用C14标准测试方法进行生物基含量测试,还介绍了两种OECD产品毒性和生物降解性试验方法。在此,特别感谢Tina博士的精彩分享。
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11:35:05 - 英国Green Rose Chemistry公司Anna Zhenova:超越水性:涂料用生物基溶剂的选择
溶剂有助于混合配方中的各种成分,保持稳定性和分散性,控制黏度、干燥和固化的速度,从而形成光滑的涂膜表面,是涂料中重要的组分。但其也是VOC和HAP的来源,因此越来越多的法规禁止使用一些传统的石化基的溶剂,以减少VOC排放、毒性和降低对人体的伤害。使用水性涂料、粉末涂料和高性能涂料替代传统溶剂型涂料可达到减低VOC和HAP的目的,但都存在各自的缺点,比如耐久性、适用性、后处理、成本投入、高收缩率等问题。因此使用生物基溶剂制备溶剂型涂料是理想的解决方案。
Anna Zhenova在报告中介绍了两种生物基溶剂。第一种是乙酰丙酸酯,目前已经商业化量产。它可以从纤维素废料中提取,能显著减少温室气体排放,安全环境友好,焚烧无NOx和SOx排放,可生物降解。另一种为Cyrene(二氢左旋糖苷酮),其价格较高,但可从纤维素废料中提取,是一种绿色合成物,可替代偶极非质子溶剂,不含S和N,无毒性,可溶解多种聚合物,在涂料行业的应用前景广泛。
点评专家:李效玉教授(北京化工大学)
点评内容:刚刚听到的报告是关于生物质涂料用溶剂的介绍,其中有两个化合物分子,一个是乙酰丙酸酯,另一个是二氢左旋糖苷酮。乙酰丙酸酯的分子结构中有羰基,同时还有酯基,可以对于大多数涂料树脂有很好的溶解性。另一个分子是二氢左旋糖苷酮,这个分子的特点是,分子内既含有羰基,又含有分子的醚键,同样是一种非常好的溶解涂料树脂的溶剂。这两款溶剂是通过纤维素及其纤维素的废料,用生物法提取出来的,是环境友好型的溶剂。我们从事涂料配方设计的工程师不妨试用,看这些溶剂在涂料配方中,对树脂体系是否有很好的溶解性,以获得环境友好型的涂料。
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11:10:14 - 斯洛文尼亚Helios Resins公司Martin Ocepek博士:用于涂料的生物基聚酯和丙烯酸树脂:挑战与解决方案
近年来,普遍的可持续发展意识、立法以及随之而来的客户要求决定着涂料工业发展的趋势。
醇酸树脂作为本征生物基衍生聚合物的代表,仍然大量存在于许多涂料领域,但它们有着一些固有的缺点。在过去几十年里,高性能涂料普遍使用石油基原材料生产,在保持视觉、防护和其他特殊性能的同时,显著改善了基材防护,使耐用性持续更长时间。
长期以来,水性涂料因其某些性能无法与溶剂型涂料媲美而应用受限,但随着人们对于健康和污染的关注以及立法机构对于VOCs的限制,目前,人们越来越多地开始研究许多化石基组分的潜在替代品。工作集中在用于聚合物(树脂)合成的新的或改进的生物基单体。其中,最简单的办法是直接取代方法,即一种化石基物质被一种相同的来自生物质的物质取代。生物基碳可以通过C14或生物质平衡(BMB)认证进行验证。此外,许多替代用生物物质已在各种涂料体系中使用和评估,比如聚氨酯改性的水性醇酸树脂,以琥珀酸为原料制备的聚酯,无双酚A涂料体系的应用,以及通过生物基的化合物制备一系列聚酯和丙烯酸酸树脂。对于这些物质在涂料领域的应用,除了性能外,还必须考虑性价比,特别是需要通过准确的生命周期评估(LCA)来证实树脂和涂料是可持续发展的。
点评专家:桂泰江(中国涂料工业协会技术专家工作委员会主任委员、海洋化工研究院有限公司总工)
点评内容:Helios树脂公司是一家百年企业,主要生产涂料用的丙烯酸和聚酯树脂,现为日本关西涂料的子公司。Martin Ocepek博士介绍了该公司可持续发展的途径,主要有生物质材料、高固体分、水性涂料、生物基的醇酸树脂、无双酚A替代方案等,重点介绍以生物基原料制备树脂产品,如聚氨酯改性的水性醇酸树脂,提高性能和环保性;以琥珀酸为原料制备的聚酯,无双酚A涂料体系用于罐内涂料和卷材涂料,以及通过生物基的衣康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸和呋喃化合物制备一系列聚酯和丙烯酸酸树脂,实现了在木器、卷材、工程机械和马路划线等领域的应用。这些对生物质涂料的发展有所启示。
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10:50:08 - 德国弗劳恩霍夫应用聚合物研究所Christina Gabriel-Liebs:淀粉酯作为涂料的成膜物:挑战与潜力
分享了涂料淀粉酯的知识。淀粉的作用,和涂料的结合,淀粉的改性,获得成膜物特性及总结展望。
淀粉主要用在食品领域,淀粉可分为两种聚合物,直链淀粉和支链淀粉,不同结构水平的镜像、颗粒也不同,讨论生物聚合物的劣势和优势。涂料中天然成膜物可获得性不确定,高分子量的聚合物,通过化学改性可以消除淀粉的缺点。
今天两种体系介绍,1,降解淀粉,氧化最后得到成品。2,溶剂型淀粉改性,通过反应增加淀粉酶的量。
水性体系合成过程是一个复杂的过程,水性分散体的例子,溶剂型改变不同分子量的研究,取代度差不多,最后降解处理取决于成膜特性,水性分散体共溶剂,随着链长的增加,浓度上升,获得20%固含量,分析了流变性能。
流变情况,测量验证了材料的粘弹性,类流体的行为,根据浓度的不同,附着力表现不同。硬度方面,涂层硬度,随着链长的增加,淀粉酯变得柔软,调整涂层的硬度,分子量的影响。可逆吸水性,溶胀情况,提供了初始和最终循环的凭证。
降解酯化改性,流变性获得无色涂膜,表现出优异的附着力,最后溶剂型淀粉酯也显示出了有前景的结果,性能也不相上下。溶剂型淀粉酯可以获得市场的认可,未来水性和溶剂型的都能推广。
点评专家:申亮 江西科技师范大学教授
点评内容:天然淀粉通过降解和酯化两步,可以改性用于涂料成膜物,介绍了溶剂型电分子和电分子水分散体的固含影响因素,流变性能,在玻璃和铝板上的附着力。
通过学习,有三点借鉴:
一,根据成膜物的供应形式和应用要求,选择原料和工艺。
二,研究构效关系,如通过支链的长度调控亲水疏水性能,后交联提高电分子的硬度和耐性等。
三,通过涂层阻抗测试,表征涂层的耐水性。
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10:30:05 - 德国Evonik Operations公司Sabine Kömmelt博士:超越生物基:用甲基丙烯酸酯为可持续发展领域提供新的机遇
现在可以提供的甲基丙烯酸酯产品,具有优秀的技术发展路径,包括三种单体,部分生物基的甲基丙烯酸酯带特殊官能度。改变醇组分,增加生物碳的含量,减少碳足迹,是环保的趋势,甲基丙烯酸生物基含量认证就此展开。
未来,关注的不仅是生物基,还有单体的减少,有两个选择,1,提供直接替换性产品。2,研究了单体的全球变暖潜能值,减少20%GWP,优势超过短链的常规产品。
另外一个方案,扩展解决方案,基于新的原料商用醇类产品,给树脂带来新的特性,提升树脂的性能,开发4种新甲基丙烯酸产品。新的交联剂,韧性更软,诸多产品提供了不同的需要。
超越生物基,不仅和节能减排有关,还和土地应用、粮食生产有关,都是和生物基材料有关的问题,将会给行业带来新的变化,对产品的开发产生重大影响。
点评专家:刘仁 江南大学教授
点评内容:赢创以甲基丙烯酸酯系列单体为开发对象,制定清晰产品开发计划:
第一阶段,使用技术成熟比较高的生物集成路线,初步降低该系列单体的生物基含量,并且先开发代替有色单体的生物基产品,也就意味着拥有直接市场。
第二阶段,进一步开发一系列拥有不同特性的生物基甲基丙烯酸酯系列,供树脂乳液等的性能设计,同时,在储备第三阶段的产品技术,使用循环回收的MMA用于产品开发,以这个方式减少碳足迹,也就是所谓的超越生物基。
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10:00:28 - 英国NXTLEVVEL Biochem公司Jonathan Lane:乙酰丙酸酯和乙酰丙酸酯缩酮:新一代可持续发展的成膜助剂
介绍了乙酰丙酸酯衍生物的用处,涂料配方的特性,产品的优势。
石油和天然气的使用有负面影响,绿色化学的十二原则,促进了生物化学品的进展,乙酰丙酸酯和乙酰丙酸酯缩酮是最值得关注的化学物,有些衍生物,获得市场选择。
介绍了生产工艺和过程:乙酰丙酸酯化,不使用转基因材料,不具有刺激性,不在危险清单中,百分百可再生,获得了环保认证,加强产品定位,产品性能需要。根据碳数量决定生物基含量,做不到百分百的原因是生物醇难以获得,努力确保大多数的产品能超过50%。溶剂的碳足迹数据,取决于人们怎么看待,使用材料碳当量超过3的情况,对环境污染较大。
产品会有多种应用,水性配方的关键应用,替换掉部分溶剂共溶剂来提升,替代二甲苯取得了好成绩,生产和应用设备的清理,清除残留物,我们的产品有一定的抗菌功效。
成膜助剂实现成膜帮助成膜,比较了四种不同的成膜助剂,LPK的基本特性,苯乙烯丙烯酸树脂等等,配合其他原料使用,效果最佳。成膜温度、硬度、抗黏连性,提升成膜效果,相关的比较试验。
点评专家:刘仁 江南大学教授
点评内容:介绍了生物基平台分子的乙酰丙酸酯生物溶剂,可开发碳含量都在50%以上,充分挖掘新产品价值点。
一是通过第三方论证,客观评判产品可再生碳含量。
二是对新产品毒性、生物降解性,系统评测,消除消费者担心。
三是以应用为导向,系统挖掘乙酰丙酸酯生物溶剂,替代石化品,不仅包括使用性能,还包括了工艺过程。
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09:20:41 - 主旨演讲:德国Alberdingk Boley公司Gregor Apitz博士:用于水性涂料的生物基聚合物:深入解读在各种应用领域中的技术现状
Gregor Apitz表示,Alberdingk Boley公司注意到生物基材料的需求正快速增长,并分析了消费者在购买环保材料时的喜好。他演讲的重点放在了几款生物基产品的技术指标和试验表现上,一是装饰涂料ALBERDINGK CO-PUD 1,他表示,新型基于生物的蓖麻油PUD具有优异的耐湿擦洗性能,气味低于其他生物基油漆,适用于标准油漆配方和防腐剂且具有积极的道德方面,因为它不与粮食作物竞争;二是金属涂料产品ALBERDINGK REN AC 1,Gregor Apitz从原材料的角度、法律法规的角度以及市场角度对这款产品所需要的生物基原料进行了分析,比较全面地解释了生物基涂料在制备方法、市场表现以及技术难点等方面所面临的优势以及劣势。
点评专家: 闫福成(中国涂料工业协会技术专家工作委员会副主任、艾仕得涂料系统大中国区交通运输涂料产品总监)
点评内容:Gregor Apitz博士做了非常好的报告,阐述了生物基涂料的进展和现状,生物基原料的来源有限,所以无法大规模产能,生物基含量固然重要,但碳排放也很重要,最后,市场营销上使生物基涂料有特别标识亦很重要。
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08:45:53 - 主旨演讲:挪威科技工业研究所Alexander Wentzel博士:涂料的新型可持续发展组分
Alexander Wentzel介绍了四方面内容,一是他所供职的单位,挪威科技工业研究所。二是实现更加可持续的涂料工业路径;三是重点介绍了PERFECOAT项目;四是对涂料行业的展望。Alexander Wentzel的观点明确,他认为生物基涂料是有希望的,是朝阳产业,同时他通过市场规模、预计增长规模等数据佐证了自己的观点。Alexander Wentzel认为,生物基涂料的组分构成是使一款涂料被称为生物基涂料的根本,因此,PERFECOAT项目应运而生,这个项目的目标是将涂料中的生物基组分提高至25%以上,从而降低污染,其中包括工业木器和装饰涂料,PERFECOAT项目进程过半,投入500万欧元,在这个项目的众多合作伙伴中,挪威科技工业研究所除了协调各方工作以外,还负责生物基化合物的生产、化学改性和安全问题的研究。另外,Alexander Wentzel特别提到了海藻盐酸,这是挪威科技工业研究所研究和提取这种物质已经经历了20年,目前研究所可以从海藻中提取也可以通过微生物的方式进行生产,此后,Alexander Wentzel从技术方面介绍了海藻盐酸的制备方法和研究进展以及其他生物质基料的生产与制备的过程和方法。
点评专家:桂泰江(中国涂料工业协会技术专家工作委员会主任委员、海洋化工研究院有限公司总工)
点评内容:来自一家欧洲最大的独立研发机构SINTEF的Dr. Alexander Wentzel,他的的报告主要介绍了四个欧盟项目,三个与涂料相关的,海洋防污涂料、防腐涂料、生物质涂料,还有一个利用二氧化碳制备化学品的项目,以减少碳排放为目标。
重点介绍了PERFECOAT PROJECT(May 2021-April 2024)基于生物质原料开发用于木器和装饰涂料新技术,形成具有竞争力的产业链,有欧盟7个国家,12个机构共同承担,有大学、科研机构和公司,产学研的融合。项目通过生物发酵制备藻朊酸,以此原料进一步制备涂料用的基体树脂、填料、颜料(一个红色颜料,很有意思)、功能的助剂,并进行了评价,取得了一些有价值的实验结果,项目完成会可喜成果,项目24年完成。
对咱们如何开展生物质的研究有借鉴,政府政策的制定、研究机构研究方向的确定、产业的发展方向等都有参考意义。
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08:43:16 - 中国涂料工业协会组织员工集体观看直播
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08:40:00 - 联合主办方:文森集团涂料业务副总裁Sonja Schulte博士致辞
文森集团涂料业务副总裁Sonja Schulte博士在随后的致辞中表示,如果没有涂料,世界不会像现在一样。涂料无处不在,必不可少。涂料的挑战在不断增加,因此新体系的开发永远不会停止。现在,国际涂料行业中最热门的一个主题是生物基和水性涂料。我们与中国涂料工业协会和文森公司的专家一起提供独家的课程,很多公司的领先专家的演讲旨为您带来工作灵感。祝大家学习愉快。
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08:31:13 - 主办方:中国涂料工业协会名誉会长孙莲英致辞
中国涂料工业协会名誉会长孙莲英首先致辞,她表示,欧洲涂料学院(中国)国际涂料前沿技术研修会,便是中国涂料工业协会联手国际知名出版集团德国文森共同打造的一座集专业培训、研修和前沿技术论坛为一体的国际高端平台。在党的二十大开局之年,我们再次精心筹划,以“绿色低碳,创新未来”为主题,首次将生物基涂料和水性涂料两大热门专题联合同台演绎,邀请来自欧洲知名科研院所以及国际知名公司的16位专家学者,带来16场前沿技术和实际解决方案精彩报告;同时,特别邀请了洪啸吟老师、钱伯容老师等10位国内权威专家学者精彩点评,并以中英文双语频道网络直播精彩呈现,打造了一台跨地域、跨时空的互联互通的技术盛宴!
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08:30:00 - 中国涂料工业协会技术专家工作委员会主任/海洋化工研究院有限公司总工程师桂泰江主持上午会议
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21:33:20 - 会议议程
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21:23:15 - 主办方领导
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21:22:13 - 指导点评专家
指导专家
点评专家
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21:21:26 - 登录指南
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直播时间:2023年2月16日 08:30-18:00