生物基技術(shù)在防水材料中的應(yīng)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(jìn)行生產(chǎn)。隨著上世紀(jì)初合成樹脂和化學(xué)品的出現(xiàn),基于生物原材料的化學(xué)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(jìn)一步發(fā)展。過去幾年,生物基材料在技術(shù)上取得了相當(dāng)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(rèn)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(tuán)(TüV SüD)中國第一張可再生資源認(rèn)證證書,同時具備立邦獨有的空氣衛(wèi)士技術(shù),并且達(dá)到了I級抗菌,有效抗菌率達(dá)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(shè)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(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證、法國VOC檢測A+認(rèn)證及美國UL認(rèn)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(rèn)證,同時獲得了法國室內(nèi)空氣環(huán)境檢測A+級認(rèn)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(yīng)商生物基技術(shù)的大力支持,基本上可以說是供應(yīng)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(jìn)生物基技術(shù),也只能是從原材料供應(yīng)商的技術(shù)支持入手。
市場上廣泛應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(jìn)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(jìn)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(chǔ)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(yīng)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(shè)計壽命和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)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)谋砻鏈囟取4思夹g(shù)是該公司的專利技術(shù),在不遠(yuǎn)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(fù)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(fù)合高粘接性的自粘膠層組成,同時由玻璃纖維網(wǎng)格布進(jìn)行增強(qiáng)。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(fù)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(jìn)行增強(qiáng),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(shè)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(rèn)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(shè)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(qiáng)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(rèn)證。
3)Roof Maxx
Roof Maxx是一項創(chuàng)新性技術(shù),為屋頂瓦的維護(hù)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(fù)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(zāi)風(fēng)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(jī)構(gòu)以及原材料供應(yīng)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(yīng)用,相信不久的將來,生物基技術(shù)以及相應(yīng)的產(chǎn)品一定會像石油化工產(chǎn)品一樣,遍地開花。