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隨著綠色環(huán)保理念的深入，越來越多的聚氨酯膠黏劑、涂料等企業(yè)向水性賽道切入。8月1日在廣州由中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會主辦的第七屆中國水性前沿技術(shù)應(yīng)用討論會上，與會代表表示，要加快水性聚氨酯材料性能提升技術(shù)的研究，創(chuàng)新產(chǎn)品應(yīng)用范圍，助力我國打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)。
綠色發(fā)展的必由之路
中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會副理事長、水性專委會主任單位奧斯佳材料科技(上海)有限公司董事長張浩明在致辭時(shí)表示，近年來國內(nèi)環(huán)保要求日益提高，以及“雙碳”目標(biāo)的提出，給聚氨酯等行業(yè)節(jié)能減排提出了新的要求，創(chuàng)新發(fā)展水性化產(chǎn)品是行業(yè)綠色發(fā)展的必由之路。
“十四五”生態(tài)環(huán)境部提出要著力打好臭氧污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)，加強(qiáng)重點(diǎn)行業(yè)VOCs深度治理，也給相關(guān)行業(yè)水性化替代提出了新要求。“目前我國VOCs治理還任重道遠(yuǎn)。在涂料、油墨、膠黏劑、清洗劑等領(lǐng)域，部分產(chǎn)品VOCs含量限值標(biāo)準(zhǔn)仍執(zhí)行不到位，市場存在不達(dá)標(biāo)產(chǎn)品。與此同時(shí)，低VOCs含量涂料、油墨、膠黏劑、清洗劑替代比例較低。例如和歐盟等相比，我國在水性木器涂料和乘用車中涂、底色漆的應(yīng)用比例還不高。” 生態(tài)環(huán)境部揮發(fā)性有機(jī)物污染防控中心副主任沙莎表示，要在涂料、油墨、膠黏劑、清洗劑等重點(diǎn)行業(yè)加大源頭替代力度，制定替代計(jì)劃，明確替代時(shí)間表，加強(qiáng)成熟技術(shù)替代品的應(yīng)用。
“水性合成革既具有良好的生態(tài)環(huán)保性，又具備多種優(yōu)良的功能性，代表聚氨酯合成革未來發(fā)展方向之一。” 合肥科天水性科技有限責(zé)任公司總經(jīng)理李維虎表示，與紡織品相比，聚氨酯合成革性能優(yōu)異，水性聚氨酯合成革正加速替代天然皮革、PVC人造革、紡織品、塑料等傳統(tǒng)材料，優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，市場空間廣闊。
萬華化學(xué)產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)理孫立冬指出，萬華積極響應(yīng)國家環(huán)保政策，開發(fā)低VOC創(chuàng)新解決方案，推出用于水性木器雙組份聚氨酯涂料的低粘疏水性異氰酸酯固化劑等系列化產(chǎn)品?？扑紕?chuàng)銷售總監(jiān)莫科凡從綠電、生物質(zhì)異氰酸酯開發(fā)、創(chuàng)新回收及聯(lián)合解決方案四個(gè)方面，介紹了科思創(chuàng)可持續(xù)發(fā)展的實(shí)踐成果。斯塔爾市場經(jīng)理于晨闡釋了斯塔爾的可持續(xù)發(fā)展之路，并介紹了斯塔爾開發(fā)的生物基樹脂系列化產(chǎn)品。美國Q-LAB 公司高級技術(shù)經(jīng)理瞿華盛分享了耐人工氣候老化測試新方法。
性能和應(yīng)用領(lǐng)域仍受限
在“十三五”和“十四五”VOCs減排政策推動下，水性聚氨酯產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。但相比于聚氨酯產(chǎn)業(yè)，水性聚氨酯還十分弱小。性能和應(yīng)用領(lǐng)域受限是制約行業(yè)發(fā)展的主要因素。水性聚氨酯還要加快在基礎(chǔ)和應(yīng)用等方面的創(chuàng)新突破。
安徽大學(xué)教授王武生分析說，以2020年為例，當(dāng)年我國聚氨酯產(chǎn)量達(dá)到1470萬噸，而PUD(水性聚氨酯分散體)產(chǎn)量約為15萬噸，折純聚氨酯約為5萬噸，僅占行業(yè)總產(chǎn)量的0.3%。
李維虎也表示，在國際上，阿迪、耐克等22家國際品牌主導(dǎo)成立ZDHC(有害化學(xué)物質(zhì)零排放)組織已經(jīng)于2021年全面停止使用溶劑型合成革。相比之下，中國生產(chǎn)合成革占世界73%，而其中水性合成革僅占1%。
“聚氨酯涂料目前水性化程度很高，但固化劑暫時(shí)只能用脂肪族的異氰酸酯，如HDI、IPDI等，在耐化學(xué)品性等要求較高的領(lǐng)域，水性漆暫時(shí)還達(dá)不到油性漆的性能水平。”山西華陽華豹新材料科技有限公司副總經(jīng)理王立峰博士表示。
對此，多位與會專家針對水性聚氨酯的創(chuàng)新推廣路徑提出了建議。奧斯佳龍偉表示，在合成端，要進(jìn)一步明確水性聚氨酯產(chǎn)品的VOC行業(yè)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)和出廠標(biāo)準(zhǔn)，推動溶劑脫出工藝能耗降低、效率提升，實(shí)現(xiàn)溶劑回收利用；在應(yīng)用端，要進(jìn)一步縮小特定應(yīng)用領(lǐng)域的與溶劑型的物性差距，進(jìn)一步探索降低應(yīng)用過程的能耗。
北京化工大學(xué)張軍營教授提出了聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與膠黏機(jī)理共性技術(shù)問題，進(jìn)一步研討了水性聚氨酯膠黏劑的耐熱性及在低表面能上的粘接應(yīng)用。華峰新材料研究院蔣紅梅博士從水性聚氨酯實(shí)際應(yīng)用場景出發(fā)，介紹了華峰在水性鞋用膠黏劑、真空吸塑膠和地板膠的應(yīng)用領(lǐng)域的難題解決方案。
李維虎表示，水性聚氨酯結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，可以通過選擇不同的結(jié)構(gòu)片段獲得具有不同性能的水性聚氨酯。如鞋革、服裝革、箱包革、沙發(fā)革、手套革、汽車革等不同領(lǐng)域的合成革，性能各不相同，必須開發(fā)相對應(yīng)的水性聚氨酯樹脂。因此要加強(qiáng)水性聚氨酯結(jié)構(gòu)的可變性研究，更好地建立適合水性聚氨酯的原料體系、呈現(xiàn)聚氨酯的性能、做好分子結(jié)構(gòu)控制等，并倡導(dǎo)水性合成革企業(yè)在合理的市場競爭下的協(xié)同發(fā)展。
需加快開拓藍(lán)海
PUD主要是作為成膜劑，用于涂料、涂層、黏合劑等領(lǐng)域取代溶劑型產(chǎn)品。經(jīng)歷50余年，雖然PUD還有很大發(fā)展空間，但其傳統(tǒng)市場上已經(jīng)是一片紅海，迫切需要開辟新市場。會上，王武生介紹了水性聚氨酯材料在電子產(chǎn)品的前瞻性研究成果和藍(lán)海領(lǐng)域。
據(jù)王武生介紹，中國大陸是世界上液晶顯示面板第一生產(chǎn)大國，但光學(xué)膜全球 70%以上產(chǎn)能集中在國際巨頭企業(yè)中。中國大陸僅少數(shù)企業(yè)可生產(chǎn)PET光學(xué)基膜，且只能滿足中低端市場的需求。部分中游廠商對PET基膜等關(guān)鍵材料的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求高，對高端光學(xué)薄膜原料進(jìn)口依賴性強(qiáng)。開發(fā)光學(xué)膜涂布水性聚氨酯應(yīng)解決卡脖子工程之一。
芯片加工過程中對半導(dǎo)體晶片表面平整度具有極高要求，通常需要對其進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)處理。采用熱活化水性聚氨酯添加潛固化劑，在離型紙上涂膜可獲得具有熱活化以及熱固化交聯(lián)、儲存穩(wěn)定的膜型粘合劑，可以用作晶圓、顯示屏玻璃表面拋光墊。
