低碳樹脂與塗料：材料世界網

黃元昌、陳文揚、林宏誠 / 工研院材化所

塗料碳排放以範疇三原料占比最高，樹脂又占塗料最大比例，因此國際大廠通常使用低碳樹脂如低溶劑、生質技術來減少塗料碳排放。工研院開發不揮發分90%以上之多元醇樹脂技術，減少溶劑使用超過30%，維持傳統油性塗料之耐化、耐磨特性外，同時也提升其耐候特性。另一塗料減碳方式，是賦予塗料隔熱性能，能在塗料使用過程中減少建築物空調使用，達到減少碳排放效果。工研院也開發深色反射、高耐候之隔熱塗料技術，成功應用於商業建築，預計節省空調10%，並能有15年以上服務壽命。

【內文精選】

全球塗料市場與趨勢

塗料市場的成長主要來自於工業塗料，包含包裝塗料、結構建築、自動車等，預計到2027年會以每年4%成長。在用途方面，建築塗料占43.8%、工業塗料占56.2%；如圖二所示為全球塗料用途統計，主要是以民生建築28.6%最高，其次為一般工業18.6%、非民生建築15.2%、防蝕防護塗料7.5%、原廠汽車塗料7.6%、木器塗料6.5%、汽車修補塗料5.3%、鋼捲塗料3.6%、包裝塗料3.2%、船舶塗料2.5%、航空塗料1.0%。

圖二、全球塗料市場應用用途

1997年《京都議定書》於日本京都舉行的《聯合國氣候變化框架公約》(UNFCCC)第三屆締約方會議(COP3)上獲得通過。《議定書》為全球暖化提供了一個國際框架，並承諾在2008~2012年間將溫室氣體排放量減少到1990年平均再減少5.2%的水準。其中減排目標為每個成員國在一定時期內商定了具體的減排目標，表示以1990年為基準年減少溫室氣體排放量的比率；另外更加靈活的機制方法為各國可以利用清潔發展機制和聯合執行等靈活機制，通過國內努力獲得排放信用額，還可以藉由與其他國家和專案的交易獲得減排；第三項為對發展中國家的支援，發展中國家將能夠獲得可持續發展所需的技術和財政支援，並為此目的創造新的財政資源。《京都議定書》於2005年至2012年期間實施，隨後，為尋求一項新的減少溫室氣體排放的國際協定，因此在2015年通過《巴黎協定》，2015年在法國巴黎舉行的《聯合國氣候變化框架公約》(UNFCCC)第21屆締約方會議(COP21)上獲得通過。該協議的主要目標是在全球範圍內採取行動應對氣候變化，特別是防止全球平均溫度升高超過工業化前水平的2˚C，並努力朝向更低的1.5˚C。台灣的氣候行動主要參考《巴黎協定》以及國際氣候變化架構。根據《巴黎協定》，台灣在2015年訂定《溫室氣體減量及管理法》，並於2022年通過《溫室氣體減量及管理法》，目標都是朝向2050年達到淨零排放。同樣的，國際塗料大廠也朝此方向邁進。

發展趨勢與國際大廠減碳策略

PPG工業為全球最大塗料公司，在70多個國家/地區開展業務和創新，其營業額高達177億美元，市占超過全球10%。PPG在減碳策略上，承諾在2030年，以2019年為基準年，將自身業務(範疇一與範疇二)的排放量減少50%。具體的減碳策略包含50%產品將為永續環保產品，並減少15%用水與25%廢棄物，達到100%回收與再使用製程之廢棄物等。

實際作為包含能源效率項目和再生能源採購。例如PPG與NRG Energy Inc.簽署了一項協議，將使德克薩斯州的4個PPG油漆和塗料製造工廠以及62個PPG Paints商店，能夠使用100%可再生電力運營。在低碳塗料開發上，分別朝①提高維護頻率，如高耐久、抗汙；②降低VOC排放，如使用水性、無溶劑；③增加能源效率，例如電動車eCoat開發，以減少能源與CO₂排放。

工研院低碳聚氨酯樹脂與節能耐候塗料

在低碳樹脂(Low Carbon Emission Resin)與塗料開發上，工研院同樣採用高固含量方法來降低碳排放。其中所採用的多元醇樹脂是以低黏度結合多官多元醇進行聚合，藉由結構調控等方式，成功開發高分子量、高固含量之多元醇樹脂。將此多元醇樹脂添加異氰酸酯硬化劑，並配置成聚氨酯塗料，在常溫硬化後其性能，不揮發分可達到90%，硬度可達到F水準，並具有高耐候效果，優於市售聚氨酯塗料。不僅溶劑含量從40%下降至10%，同時耐候性與硬度也有提升。

另一個減碳方式則是採用日光反射隔熱技術，賦予建築物降溫、減少空調用電之效果。工研院開發深色隔熱顏料如圖四所示，其顏料特色能讓可見光吸收，因此外觀呈現黑色，同時能讓紅外光反射，達到隔熱效果，解決傳統深色顏料反射、隔熱效果不足問題---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。