小议无机涂料

方 震 （国际涂层技术创新协会，陕西西安 710003）

0 引言

在国内外绿色、低碳、环保减排的推动下，涂料行业为了解决VOC（挥发性有机化合物）的排放，节约资源、能源，也为了减少安全事故，与人友好，与环境生态友善的前提下，其注意力逐渐发生了转变，特别是在我国讨论颁布“产业结构指导目录”（2019年版本）的时候，涂料业研发生产无机涂料及有机-无机复合涂料的兴趣日益高涨，近年来，出现了不少研发生产无机涂料的单位和企业。

据我国权威部门对无机建筑涂料产品的有毒、有害物质及重金属含量的测试可知，无机涂料的VOC含量＜ 2 g/L，苯、甲苯、二甲苯、乙苯的含量均＜10 mg/kg，游离甲醛含量＜ 5 mg/kg，是值得推广的涂料品种之一。

2019年颁布的“产业结构指导目录”涂料工业方面的内容简介如下：

（1） 鼓励类：水性涂料（木器、工业、船用涂料）、高固体分、无溶剂、辐射固化涂料，低VOC含量与环境友好的，节约资源型涂料，用于飞机、高铁领域的高性能防腐涂料，以及单线产能≤3万t/a的氯化法钛白粉生产企业。

（2） 限制类：新建硫酸法钛白粉项目；铅、铬黄颜料以及产能＜ 1万t/a的氧化铁颜料企业；一般功能的溶剂型涂料的生产（鼓励类的涂料品种及生产工艺除外）；含异氰尿酸三缩水甘油酯（TGIC）的粉末涂料生产装置。

（3） 淘汰类：改性淀粉、纤维的多彩内墙涂料（树脂以硝化纤维素为主，溶剂以二甲苯为主的O/W型涂料）、氯乙烯-偏氯乙烯共聚乳液外墙涂料、焦油型聚氨酯防水涂料、水性聚氯乙烯-焦油防水涂料、聚乙烯醇及缩醛类内外墙涂料（如106，107等）、聚醋酸乙烯乳液类（含乙烯-醋酸乙烯共聚乳液）外墙涂料以及有害物质超标的内墙涂料、溶剂型木器涂料、玩具、汽车及外墙涂料和含对氯苯基三氯乙烷，三丁基锡，全氟辛酸及盐类，全氟辛烷磺酸，红丹等有害物质的涂料，含DDT的涂料。

1 无机涂料的组成（定义）及特点

无机涂料是一种以无机材料为成膜物质的涂料，是全无机矿物质涂料的简称。这种涂料能与钢结构表面的铁原子快速反应，生成具有物理及化学双重保护效果的涂膜，对环境无污染（环保、没有VOC排放），使用寿命长。

在建筑工程上常用的无机涂料是碱性硅酸盐水溶液和胶体二氧化硅的分散液，用这两种成膜物可制成硅酸盐和硅溶胶（胶体状二氧化硅），再加入颜填料及各种助剂，制得的硅酸盐涂料和硅溶胶涂料，具有优异的物理和化学性能，并且较环保。

以天然矿物及氧化改性的硅酸钾所制备的无机涂料为例：

硅酸钾K2SiO3为无色或微绿色块状或粒状固体，熔点976 ℃，可溶于水，具有碱性，遇酸分解，其涂料具有以下特性：

（1） 石化作用，无机硅酸钾涂料施工在砼、砖 、石等基面上，可与基面上的矿物质发生化学反应，形成一种防水、防酸的岩石层，简称为石化作用。

（2） 不燃性，无机涂料的主要成分是无机物，无机物本身具有良好的抗温性，一般在1 200 ℃的高温下，不会燃烧，并且具有阻燃性。

（3） 透气性，无机涂料具有优异的防水性和呼吸力，它可以使建筑基材内部的水分自由地向外蒸发，同时因硅酸盐碱金属化合物具有碱性，可以免受碱性物质的污染（采用无机涂料，可以免去在基面上涂刷封闭底漆的工序），涂膜不会出现爆裂，脱落及起泡等弊病。

（4） 防止霉菌及苔藓的滋生，无机涂料pH ＞10.5，能杀菌，灭苔藓，加上其具有透气性，可保持建筑物自身的干燥（就像人体的皮肤一样，可以使水分自皮肤内部排至体外，但水分不能通过皮肤进入体内）。由于它不存在霉菌生长的条件，所以无需加入防霉剂等，也可达到防霉、防潮的效果。

（5） 色彩鲜艳，不褪色，特别是经过特殊的氧化改性处理后，具有超强的耐候性和防辐射能力。如德国科学家凯姆用水玻璃（硅酸钾）和无机色素制得的无机涂料，在1878年8月10日，获得了国王卢德维一世颁发的专利，并应用在德国特劳士及瑞士的几栋古典建筑的外墙上，至今100多年过去了，外墙的色彩还亮丽如新，足以见证无机涂料优异的耐候性和长效性。

（6） 环保，无机涂料不含挥发性有机化合物（VOC），不会产生有害废气，也不产生静电，不会造成尘埃在建筑物表面的堆积，再加上在生产、施工、应用时无溶剂的挥发，所以对环境生态是友善的。

2 无机涂料与有机涂料性能对比

无机涂料与有机涂料的物化性能对比见表1。

3 无机涂料发展过程中存在的问题

由于无机涂料、无机-有机复合型涂料的出现时间尚短，占据涂料生产研发的份额相对还比较小，因此还有很多不完善的地方，值得引起在当前涂料业创新，升级，转型期间高度重视。

表1 无机涂料与有机涂料的物化性能对比Table 1 Comparison of physical and chemical properties of inorganic coatings and organic coatings

到目前为止，无机涂料还没有一个明确的标准加以规范。为了促进无机涂料的健康发展，应该尽快制定相关标准规范市场。无机涂料在贮存时，经常会发生分层问题，在施工中也存在着流平性欠佳的情况。涂料本身只是一个半成品，对于不同基材的涂料的应用，真正的成品是涂膜，所以一定要坚持涂料涂装一体化的方针，在这方面我们与国外仍有一定差距。

目前绝大部分无机涂料产品主要应用于建筑行业，其他方面的产品研发生产的较少，开发无机涂料在工业领域中的应用，功能无机涂料的研发及其生产，是今后的一个发展方向。

通过各方面共同合作，出新招，大力开发合乎时代要求的新产品，笔者认为，在不久的将来，无机涂料必将大放异彩。