地球用了上億的時間形成,在這個過程中也為我們?nèi)祟惙e累的豐厚的資源,但并不是所有資源都無窮無盡,永不枯竭。目前,傳統(tǒng)的有機高分子材料大部分是石油基產(chǎn)品,利用的是不可再生資源,以利用可再生的綠色環(huán)保的生物資源為原料生產(chǎn)的生物能源及生物基材料逐漸受到人們關(guān)注。但生物基涂料的發(fā)展過程仍是機遇與挑戰(zhàn)并存,距離真正的成熟,大面積推廣還需要時間。
機遇產(chǎn)品優(yōu)勢+政策利好
生物基是指利用可再生生物質(zhì),包括除糧食以外的農(nóng)作物、樹木、其它植物及其殘體和內(nèi)含物為原料,通過生物、化學(xué)以及物理等方法制造的一類新材料,注重生產(chǎn)原料的生物來源性和可再生性,是人類實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路,是環(huán)保材料的重要發(fā)展方向。其中生物基產(chǎn)品及綠色能源問題已經(jīng)成為世界科技領(lǐng)域的前沿。生物基涂料的發(fā)展是目前環(huán)境形勢所需,各國各地區(qū)也在積極發(fā)布政策推動發(fā)展。
歐盟實施“地平線2020”計劃;“可持續(xù)工業(yè)”計劃;“生物基產(chǎn)業(yè)聯(lián)合企業(yè)”計劃,通過這三大計劃,歐盟生物基產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展進入全新發(fā)展階段。
美國美國2012年提出的“國家生物經(jīng)濟藍(lán)圖”中,將發(fā)展生物基產(chǎn)品作為發(fā)展生物經(jīng)濟的主要內(nèi)容之一。
中國印發(fā)《“十三五”生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《“十三五”生物技術(shù)創(chuàng)新專項規(guī)劃》及生物制造相關(guān)規(guī)劃,提出加快生物產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展步伐、培育生物經(jīng)濟新動力的重要任務(wù)。
生物基涂料自身的環(huán)保優(yōu)勢以及政策導(dǎo)向,都為其市場創(chuàng)造了有利空間,據(jù)USDA的研究報告,到2025年,生物基化學(xué)品將占據(jù)22%的全球化學(xué)品市場,生物基化學(xué)品的產(chǎn)值將超過5000億美元/年。
來自原料的挑戰(zhàn)與應(yīng)用挑戰(zhàn)
PPG全球建筑涂料公司的Thierry Destruhaut曾說到,市場上已經(jīng)有許多生物基涂料材料。這些主要是從植物油中提取的水基乳化醇酸聚合物和從農(nóng)作物發(fā)酵糖中提取的生物石腦油合成的水基分散聚合物。生物基產(chǎn)品的生產(chǎn)依靠穩(wěn)定的原料供應(yīng),原料成本在總產(chǎn)品的占比比較大。開發(fā)價格低廉的多元化原料是發(fā)展生物基經(jīng)濟面臨的重要任務(wù)。另外,目前生物基產(chǎn)品的原料主要以糧食作物為主,其不僅給全球糧食生產(chǎn)帶來了壓力,同時也在一定程度上限制了其產(chǎn)能和可持續(xù)發(fā)展。
PPG全球建筑涂料公司的Thierry Destruhaut提出過觀點,“一個障礙是與食物的競爭和耕地的整體利用。為了增加生物基涂料的生產(chǎn),我們必須小心,不要開發(fā)一個可以促使農(nóng)民減少糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟環(huán)境?!?/p>
《2019年全球糧食危機報告》顯示,2018年,全球仍有53個國家的大約1.13億人處于重度饑餓狀態(tài),共有17個國家的重度饑餓比例持平或是上升。在不影響糧食安全的前提下,積極開發(fā)更先進的第二代生物質(zhì)煉制技術(shù),充分利用如各類農(nóng)林廢棄物、畜禽糞便、城市垃圾、餐飲廢油、生物基產(chǎn)業(yè)廢棄物等生物質(zhì)材料,將為生物基化學(xué)品產(chǎn)業(yè)的開拓提供原料保障,同時能夠進一步降低原料成本,使其更具有經(jīng)濟競爭力。
生物基涂料的發(fā)展不僅有來自原料的挑戰(zhàn),還有應(yīng)用的挑戰(zhàn)。9月19日,買化塑在寧波舉行的創(chuàng)新者沙龍上,德國耶拿大學(xué)天然高分子材料研究中心博士周孟博提到生物基涂料的發(fā)展本身也存在一些問題。其一,生物基涂料的原料大都取自天然植物,例如大豆油和蓖麻油,避免不了的就是顏色的問題。他們本身可能帶點棕色和黃色,有時候清漆不愿意用。其二,粘度比較高,施工有問題。其三,價格問題,成本較高?;谶@三點,周博士認(rèn)為生物基涂料3-5年內(nèi)不會被大規(guī)模應(yīng)用。
生物基涂料的生物基判定
現(xiàn)在包括多PPG,立邦,晨陽,巴德士已在市場上推出了生物基涂料,這種新型涂料,對“生物基”的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)是什么樣的?晨陽植潤水漆與多樂士森呼吸植本漆通過的是美國農(nóng)業(yè)部生物基認(rèn)證,立邦原生植萃漆獲得TüV南德意志集團(TüV SüD)中國第一張可再生資源認(rèn)證證書。
美國農(nóng)業(yè)部生物基認(rèn)證
美國農(nóng)業(yè)部認(rèn)證的生物基產(chǎn)品標(biāo)簽旨在顯示該產(chǎn)品的生物基含量。生物基含量指的是一個物體或物質(zhì)中新的有機碳的含量;生物基產(chǎn)品來自可再生資源,如植物、海洋或林業(yè)原料。
TüV可再生資源認(rèn)證
是歐盟通行的產(chǎn)品認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),以可再生資源代替化石能源,建立物料平衡系統(tǒng),實現(xiàn)對原料的可追溯性,從而實現(xiàn)為企業(yè)提供更高層次的安全性保障,幫助企業(yè)及政府實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。
此外,目前生物基涂料的標(biāo)準(zhǔn)還是一般涂料的標(biāo)準(zhǔn),10月15日,工信部公布了545項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、33項推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)和10項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外文版計劃項目,其中包括由中海油常州涂料化工研究院有限公司、陶氏化學(xué)(中國)有限公司主要起草的《生物基乳液內(nèi)墻涂料》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在列,該標(biāo)準(zhǔn)為推薦標(biāo)準(zhǔn),計劃2021年完成制定。
生物基涂料從目前發(fā)展來看,還處于起步階段,但在環(huán)境壓力,政策引導(dǎo)下,將推動著市場朝這個方向走。這一新型產(chǎn)業(yè),也將在涂料市場引起新一輪競爭,隨著各大化工企業(yè)陸續(xù)推出生物基涂料,市場也將迎來關(guān)于“生物基”的熱鬧。