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BETA實(shí)驗(yàn)室于1979年成立于美國，主要為生物基、生物質(zhì)、天然來源樣品提供碳-14分析測試。根據(jù)ASTM D666，“生物基”是全部或部分來自源于生物質(zhì)資源衍生材料的材料。生物質(zhì)資源是有機(jī)材料，可再生或可再循環(huán)，如作物殘留物、木材殘留物、草本植物和水生植物。
周金秋介紹，生物質(zhì)和化石原料之間的主要區(qū)別就是各自的碳循環(huán)，生物質(zhì)原料是可再生資源，參與碳循環(huán)，而化石原料則不是這樣。碳-14參與大氣、植物和生物之間的碳循環(huán)，石化材料中完全不含碳-14，因此碳-14被選定為生物基材料的測試。
目前碳-14采用加速器質(zhì)譜法（AMS）進(jìn)行測試，周金秋對(duì)測試方法和流程進(jìn)行了詳細(xì)的分解和介紹。在BETA實(shí)驗(yàn)室出具的報(bào)告樣本中，會(huì)清晰的顯示碳-14的含量，便于用戶方便查閱。同時(shí)，周金秋還對(duì)美國農(nóng)業(yè)部生物有限資源標(biāo)簽計(jì)劃進(jìn)行了解讀。
李佳介紹，生物基原料具有可再生、可降解、環(huán)保等有點(diǎn)，逐漸成為了替代傳統(tǒng)化石原材料的有力競爭者。生物基在醇酸樹脂制備上有著先天的優(yōu)勢，植物油、脂肪酸、亞油酸和棕櫚油酸等原材料，均來自生物材料，但目前生物基醇酸樹脂成本較高，生產(chǎn)技術(shù)需要進(jìn)一步完善與創(chuàng)新，形成規(guī)模化。
李佳詳細(xì)介紹了醇酸樹脂的分類，目前生產(chǎn)工藝主要包括熔融法和溶劑法。熔融法是通過高溫熔融反應(yīng)，是多元醇、多元酸和植物油進(jìn)行酯化反應(yīng)，溶劑法則是在有機(jī)溶劑中進(jìn)行反應(yīng)，目前主流生產(chǎn)方法為溶劑法，溶劑主要為二甲苯。
在生產(chǎn)工藝中，對(duì)生物基原材料的預(yù)處理至關(guān)重要，并且需要選擇合適的催化，在制備過程中，需要精確控制溫度、壓力和時(shí)間等工藝參數(shù)、李佳結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況介紹，目前生產(chǎn)的生物基醇酸樹脂產(chǎn)品，在耐化學(xué)腐蝕性、生物可降解和環(huán)保性方面都有明顯的性能特點(diǎn)。
從生物基醇酸樹脂的應(yīng)用看，受環(huán)保和低碳法規(guī)的推行，該樹脂替代傳統(tǒng)樹脂的機(jī)遇出現(xiàn)窗口期，目前中國生物基醇酸樹脂的生產(chǎn)工廠主要集中在華東地區(qū)。預(yù)計(jì)未來幾年，生物基醇酸樹脂將保持快速增長態(tài)勢，國內(nèi)外企業(yè)將迎來更多的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。同時(shí)，隨著消費(fèi)者對(duì)環(huán)保產(chǎn)品認(rèn)知度的提高，生物基醇酸樹脂在終端市場的應(yīng)用也將更加普及。
馬松琪教授，博士生導(dǎo)師。中科院廣州化學(xué)所博士，香港理工大學(xué)Project Fellow，美國北達(dá)科他州立大學(xué)博士后，中科院寧波材料所博士后、副研究員、項(xiàng)目研究員、研究員，江南大學(xué)教授，自2007年以來一直從事熱固性樹脂設(shè)計(jì)合成、改性及應(yīng)用研究工作。
熱固性樹脂用量巨大，6500萬噸/年，且每年遞增。生物基高分子是材料綠色制造的發(fā)展方向，但生物基熱固性樹脂的發(fā)展比較緩慢。馬松琪介紹，早期的油漆和桐油等，都是天然的生物基涂料，后期通過樹脂改性，增強(qiáng)了涂料性能，目前隨著生物基平臺(tái)的技術(shù)成熟化，定制化的熱固性樹脂產(chǎn)品開始出現(xiàn)，未來馬松琪教授認(rèn)為生物基熱固性樹脂將更加向功能化方向發(fā)展。
目前馬松琪及團(tuán)隊(duì)卡發(fā)出衣康酸基高性能熱固性樹脂，該款環(huán)氧樹脂黏度非常低，不需要增加稀釋劑，就可以達(dá)到纖維潤濕等效能。該樹脂可用于水性涂料和無溶劑體系，對(duì)涂料產(chǎn)品的耐溶劑、柔韌性、附著力等方面都有顯著的提高。
馬松琪還介紹了衣康酸基自阻燃環(huán)氧樹脂和香草醛基高性能自阻燃環(huán)氧樹脂，配合以上環(huán)氧樹脂，馬松琪團(tuán)隊(duì)還開發(fā)出潛伏性固化劑產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了單組分生物基環(huán)氧樹脂。易回收熱固性樹脂也是馬松琪重點(diǎn)研究的課題，在保持高性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了樹脂的回收。
美利肯目前在全球擁有40多家工廠，分布在14個(gè)國家，涂料添加劑歸屬于化工事業(yè)部，Bocchers建立1807年，2020年進(jìn)入美利肯化工事業(yè)部。Borchers是一家全球助劑、催干劑、促進(jìn)劑和催化劑制造商，在服務(wù)各種涂料、油墨和膠粘劑客戶中有著超過210年的歷史。Borchers的主要產(chǎn)品線包括Borchi OXY-Coat系列和Borchi Dragon高性能催干劑、Borchi Gen分散劑、Borchi Gel 流變改性劑、Borchi Gol流動(dòng)和流平添加劑，以及PVDC乳液和ChlorRid表面處理液。
劉秀紅介紹，綠色低碳是涂料可持續(xù)發(fā)展的核心路徑，包括綠色原材料等方面。美利肯推出了高性能環(huán)保催干劑、羧酸鹽金屬催干劑和防結(jié)皮劑，替代有毒有害金屬，打造環(huán)保醇酸涂料。
劉秀紅介紹，水性醇酸體系的氧化干燥比相應(yīng)的溶劑型醇酸慢。究其原因，水比有機(jī)溶劑更易抑制醇酸樹脂吸收氧氣，減慢氧化交聯(lián)過程。其一是因?yàn)檠踉谒械娜芙庑员仍谟袡C(jī)溶劑中小；另一個(gè)原因是活性氧在水中的壽命短，醇酸氧化機(jī)理是氧由三線態(tài)激發(fā)到單態(tài)，氧在激發(fā)態(tài)的壽命越長，與醇酸樹脂發(fā)生有效碰撞的概率越大。故而需要加入催干劑以解決上述問題，不過絕大多數(shù)配方中主催干劑含有金屬鈷，鈷在涂料固化的過程中發(fā)生了較為復(fù)雜的變化，可以加快氧氣的吸收，縮短氧化固化誘導(dǎo)期；并且可以加速鏈增長反應(yīng)從而實(shí)現(xiàn)表干和透干。
Borchi® OXY – Coat系列是一個(gè)創(chuàng)新型具有獨(dú)特、高活性，有機(jī)金屬配體的專利技術(shù)催干劑，性能優(yōu)于鈷催干劑而無任何缺陷，成分是鐵的絡(luò)合物，由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，不含烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）,符合REACH法規(guī)，適用于所有氧化干燥體系。 極少的用量即可表現(xiàn)出卓越的性能，和鈷類催干劑相比，Borchi® OXY – Coat 系列在催干活性、相容性、干燥清透 、色澤等方面都有明顯改善。尤其是在不利的低溫高濕干燥條件下，性能更加優(yōu)越。此外，和傳統(tǒng)催干劑相比，Borchi® OXY- Coat 系列產(chǎn)品表現(xiàn)出優(yōu)異的耐黃變性，這種催干技術(shù)為涂料工業(yè)尋求新突破提供了解決方案。
陳安強(qiáng)對(duì)《生物基涂料及原材料：醇酸樹脂涂料團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行了解讀，該標(biāo)準(zhǔn)于2024年1月正式發(fā)布。生物基高分子材料主要指蔗糖、纖維素等生物質(zhì)原材料經(jīng)過發(fā)酵和合成，所形成的高分子材料。生物降解高分子材料主要是強(qiáng)調(diào)生物可降解性，而生物基高分子主要強(qiáng)調(diào)生物可再生來源性，既可以是生物可降解，也可能是生物不可降解。目前生物基高分子材料主要集中在塑料、纖維、橡膠和涂料四大領(lǐng)域中。
陳安強(qiáng)介紹，目前生物基材料是中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，納入中國制造2025年新材料，中國計(jì)劃2025年生物基材料占化學(xué)品總量的25%。在國外，歐盟計(jì)劃在2030年生物基材料取代30%的石化產(chǎn)品。美國2002年開始進(jìn)行生物基產(chǎn)品認(rèn)證。
生物基涂料的以生物質(zhì)為原料，降低了對(duì)石油等非可再生資源的一欄，同時(shí)材料價(jià)格相對(duì)較化石類產(chǎn)品更加穩(wěn)定，有利于控制涂料產(chǎn)品成本。醇酸樹脂涂料60%-70%是可再生資源，較其他合成樹脂成本更低，可通過氧化交聯(lián)、異氰酸酯固化交聯(lián)等多種干燥方式，其樹脂結(jié)構(gòu)中含有多找可改性的官能團(tuán)，可以與環(huán)氧、丙烯酸等做改性處理。
生物基醇酸樹脂涂料的團(tuán)標(biāo)中，測定生物基含量采用液閃計(jì)數(shù)器法和加速器質(zhì)譜法，對(duì)材料中的C14進(jìn)行檢測，醇酸樹脂涂料的生物基材料主要來源是樹脂，溶劑和助劑主要以化石基材料為主。目前標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)產(chǎn)品主要是常溫自干醇酸樹脂涂料，包括溶劑型和水性兩大類，溶劑型產(chǎn)品生物基含量40%及以上，水性產(chǎn)品含量45%及以上及認(rèn)定為生物基醇酸樹脂涂料。
陳安強(qiáng)解釋，目前常規(guī)醇酸樹脂涂料的生物基含量在30%-35%之間，現(xiàn)有產(chǎn)品向生物基產(chǎn)品的靠攏，就需要采用生物基材料替代傳統(tǒng)季戊四醇、苯甲酸、苯酐等。在水性體系中，水性醇酸樹脂的合成工藝對(duì)體系生物基含量較大，經(jīng)過多種水性體系的測試和討論，標(biāo)準(zhǔn)編制選擇將生物基認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)確定在45%含量。
中國涂料工業(yè)協(xié)會(huì)齊祥昭副秘書長在致辭中表示，在這個(gè)充滿生機(jī)與希望的時(shí)刻，我們滿懷期待地迎來了“生物基涂料及原材料發(fā)展論壇”。首先，我謹(jǐn)代表主辦方，向各位的蒞臨表示熱烈的歡迎和衷心的感謝！
隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的重視程度日益提高，生物基涂料及原材料作為一種創(chuàng)新且具有巨大潛力的領(lǐng)域，正逐漸成為行業(yè)的焦點(diǎn)。它不僅為我們提供了更加環(huán)保、健康的選擇，也為涂料行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)開辟了新的道路。
在本次論壇中，我們有幸匯聚了眾多行業(yè)內(nèi)的頂尖專家、學(xué)者和優(yōu)秀企業(yè)代表。大家將在這里分享最新的研究成果、前沿技術(shù)和寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。通過深入的交流與探討，我們有望共同破解發(fā)展難題，推動(dòng)生物基涂料及原材料產(chǎn)業(yè)邁向更高的臺(tái)階。
我們深知，生物基涂料及原材料的發(fā)展任重而道遠(yuǎn)，但我們也堅(jiān)信，只要我們攜手共進(jìn)、不懈努力，就一定能夠開創(chuàng)出一個(gè)更加綠色、美好的未來。讓我們以此次論壇為契機(jī)，加強(qiáng)合作，共同探索，為推動(dòng)生物基涂料及原材料的蓬勃發(fā)展貢獻(xiàn)智慧和力量。
最后，預(yù)祝本次論壇取得豐碩成果，祝愿各位來賓在交流中有所收獲，事業(yè)蒸蒸日上！
