环保先锋：三羟甲基氨基甲烷在低VOCs涂料与油墨中的应用突破
发布时间：2026-06-24
引言
在环保、健康和安全需求的推动下， 水性涂料和油墨 的技术发展飞速进步，传统的溶剂型产品正逐渐被 VOCs（挥发性有机物） 含量更低甚至为零的产品所取代。本文将深入探讨 三羟甲基氨基甲烷（THMA） 在水性涂料与油墨领域的应用，重点分析其如何增强涂层的附着力、提升耐水性和改善流变特性。同时，文章还将通过解读相关专利和文章的形式，讨论其如何助力开发环保型产品，旨在理解其在当代涂料和油墨产业中的重要价值和发展前景。
环保大趋势
2019年5月24日中国生态环境部（MEE）联合国家市场监督管理总局（SAMR）发布了强制性国家标准 《涂料、油墨及胶粘剂工业大气污染物排放标准》（GB 37824-2019） 。随后，陆续发布了多项涉及VOCs的国家强制和推荐标准，规范了涂料、胶粘剂、油墨和清洗剂中VOCs测试方法及含量限值。
2020年6月24日，中国生态环境部（MEE）发布 《2020年挥发性有机物治理攻坚方案》 ，大力推进源头替代，使用低VOCs含量的原辅材料，减少VOCs产生，要求企业做好涂料、胶粘剂、油墨和清洗剂等VOCs相关国家强制标准的实施准备。随后发布了 《挥发性有机物治理实用手册》、《重点行业企业挥发性有机物现场检查指南（试行）》、《臭氧及挥发性有机物综合治理知识问答》 三本书籍，为VOCs治理提供政策、技术和方案的支持。在《挥发性有机物治理实用手册》指出，使用涂料、油墨、胶粘剂、清洗剂的企业应向产品供应商索要具有CNAS和CMA资质的第三方检测机构出具的产品检验报告，以证明产品符合相关VOCs国家强制标准的要求。
更多有关内容的深度解析，可参考文献：
季军宏，杜安梅. 涂料挥发性有机化合物（VOC）的解读及展望[J]. 涂料工业，2023，53（12）：45-51.
产品物化特性
三（羟甲基）氨基甲烷，英文名为Tris(hydroxymethyl)aminomethane，也可简称 THAM 或TRIS，是一种重要的pH调节剂（缓冲剂），在化工、化妆品、生物医药领域中均有着广泛的应用。
分子式：(HOCH₂)₃CNH₂
CAS号：77-86-1
分子量：121.14
pH值：10.4（0.1M@20℃）
pKa值：8.3@20℃，7.8@37℃
熔点：168-172℃
外观与状态：白色或无色结晶固体粉末
溶解性：在水中易溶，微溶于乙醇，极微溶于乙酸乙酯
稳定性：几乎不吸湿、不挥发，在储存中表现出良好的物化稳定性
结构特点：含有3个羟基和1个伯胺，低生物毒性
应用优势分析
THAM是一种多官能团化合物，具有三个羟甲基和一个氨基，具有强大的pH调节作用。其能与多种涂料成分相互作用，不仅能限制VOCs排放，甚至还能吸收或去除其它来源的VOCs。此外，THAM还在功能性涂料的开发上发挥了重要作用，不仅能在合成过程中作为交联剂或改性剂，还能直接添加至产品中显著提升涂料的分散性和稳定性。
以下是对其应用优势的总结：
提高pH稳定性：THAM作为一种不易挥发的碱性pH调节剂，可以替代用于中和的传统挥发性碱性试剂（AMP-95、NaOH、三乙醇胺），能够在高碱性条件下保持长期热稳定，防止涂料在生产、储存和施工过程中出现pH波动。
环保优势：THAM作为一种水溶性化合物，能够在水性涂料中替代一些传统的有害试剂，同时能与甲醛高效反应（1：2），帮助去除涂料体系或空气中的甲醛、苯甲酸及其它有害气体，以满足零VOCs的要求。
光稳定性：THAM中与胺基相邻的α-碳被完全取代，缺乏可提取的氢原子，限制了自由基氧化导致的发黄，在部分专利或文献中甚至被报道为自由基清除剂。因此含有THAM的涂料展现出优异的光化学稳定性，并有助于限制臭氧和烟雾的形成，不会导致低VOCs系统中的颜色不稳定性。
增强分散性和改善流变性：THAM能够与颜料粒子表面发生相互作用，降低颜料粒子之间的聚集，从而提高涂料的分散性和稳定性，这对提高涂层的均匀性和遮盖力至关重要。此外，THAM的加入有助于改善涂料的流变性能，使其在施工过程中更加顺畅，干燥后形成更均匀且坚固的涂层。
附着力和耐腐蚀性增强：THAM的多羟基结构显著增强了涂层与基材之间的连接，还提高了涂层的内聚力，从而减少了涂层的剥离和脱落。在某些条件下，其甚至可以与涂料中的环氧树脂或聚酯聚合物发生反应，形成稳定的交联网络结构，从而提高涂层的耐腐蚀性。
聚合物改性剂：THAM可直接用于合成或改性某些聚合物或单体。
重点专利介绍
US20190085174A1 颗粒涂层
Owe L E, Grorud M. Particulate coating: U.S. Patent Application 16/097,025[P]. 2019-3-21.
专利简介：该专利件描述了一种颗粒或粉末状涂层组合物，并包括以下组分：(i) 至少一种硬化剂，如含有环氧基的化合物；(ii) 至少一种聚酯聚合物；(iii) 至少一种氨基醇；(iv) 至少一种金属颜料。
THAM的应用场景：其作为一种氨基
THAM的应用场景：其作为一种氨基醇类化合物，在专利的粉末涂层组合物中起到了多个关键作用，包括防止金属颜料在涂层中的腐蚀、提高金属颜料在粉末涂层颗粒的附着力和分散性、提高涂层的抗指纹和抗擦伤性能。专利中还提到，THAM与某些稳定剂（如，磷酸钙二水合物）的组合会产生协同效应，进一步提高涂层的耐湿性、耐碱性和抗指纹性能。
US20070293614A1 用于管道涂层的粉末涂料组合物
Zhou W J, Jeffers T E, Decker O H, et al. Powder coating composition for pipe coating: U.S. Patent Application 11/807,868[P]. 2007-12-20.
专利简介：该专利介绍一种用于管道涂层的粉末涂料组合物，尤其适用于金属和塑料管道。该涂料组合物提供了在高温和潮湿环境下的优异附着力，以及长期在高温和潮湿条件下的阴极剥离保护。
THAM的应用场景：其作为一种烷氧基胺，可能会与环氧树脂和固化剂反应，形成强化学键，从而提高涂层对基材的附着力。
US20150232413A1 溶胶-凝胶转化涂层的氨基醇处理
Keil C, Albers R. Amino alcohol treatment for sol-gel conversion coatings, substrates including the same, and methods of making the substrates: U.S. Patent 9,562,000[P]. 2017-2-7.
专利简介：该专利描述了一种包含基材、溶胶-凝胶转化涂层以及氨基醇处理层的复合材料。
THAM的应用场景：其作为一种特定的氨基醇，被用于处理层。它含有三个羟甲基基团和一个胺基，这使得它能够与溶胶-凝胶转化涂层上的环氧基团形成酰胺键，同时其羟基也可以与涂层层中的异氰酸酯基团形成聚氨酯键。这种双重反应性使得三羟甲基氨基甲烷成为一种有效的中间层，可以提高涂层的附着力和耐久性。
US9150752B2 含三胺官能化分散剂的涂料组合物
Balijepalli S, Rivera L S M, Nair S H. Coating composition with trisamine functionalized dispersant: U.S. Patent 9,150,752[P]. 2015-10-6.
专利简介：该专利描述了一种组合物，包括稳定的水性聚合物颗粒分散体和吸附在TiO2颗粒表面的分散剂，其中分散剂是功能化的水溶性聚合物，该聚合物带有羧酸酯和三羟甲基氨基甲烷结构单元。
THAM的应用场景：通过THAM的功能化，分散剂能够改善TiO2颗粒在涂料中的分散性，减少由于缔合增稠剂引起的TiO2颗粒的聚集，从而提高涂料的遮盖力。这种功能化的分散剂有助于在涂料配方中实现更好的颜料稳定性和性能，尤其是在使用缔合增稠剂时。
US7087672B2 不黄变的聚酯涂层组合物
Yuan S C, Chinn M S. Non-yellowing polyester coating composition: U.S. Patent 7,087,672[P]. 2006-8-8.
专利简介：该专利描述了一种非黄变聚酯涂层组合物，特别适用于作为底漆使用。这种涂层组合物具有低VOC含量、优异的附着力和抗碎石冲击性。该组合物是一种水性涂层组合物，VOC含量低于0.12 kg/L，包含25-70%的成膜粘合剂和相应的75-30%的水性载体，以及一定比例的颜料，并且pH值控制在7-10的范围。
THAM的应用场景：其在专利中被用作中和剂，用于中和粘合剂中的酸性成分，并且调整涂层组合物的pH值。通过中和反应，THAM与聚合物成分中的羧基团反应，形成水溶性盐，并形成水性或水分散性产品，从而减少在高温烘烤和老化时的黄变现象。
US8709607B2 涂层组合物及其生产过程
Kan C S, Ortiz R S, Roper III J A, et al. Coating composition, and a process for producing the same: U.S. Patent 8,709,607[P]. 2014-4-29.
专利简介：该专利文件描述了一种低VOC含量的涂层组合物及其生产过程，涉及一种水性、高固体、无溶剂的醇酸树脂分散体，以及一种包含这种分散体的涂层组合物。
THAM的应用场景：其在这种涂层组合物中主要用作pH调节剂，以确保分散体的稳定性和涂层的性能，改善涂层的干燥时间、附着力、光泽和耐久性等特性。
US5100469A 油墨成分的干燥时间缩短
Pontes F M, Breton M P, Wong R W, et al. Ink compositions having decreased drying times: U.S. Patent 5,100,469[P]. 1992-3-31.
专利简介：传统的快速干燥油墨往往会导致打印质量下降，而慢干油墨虽然打印质量好，但限制了喷墨打印机的设计和速度。该专利提出了一种油墨配方，通过添加特定的添加剂来减少油墨的干燥时间，同时保持良好的打印质量。油墨配方包括颜料、液态载体和至少一种添加剂。
THAM的应用场景：THAM是该专利中提到的首选添加剂，它能够减少油墨的干燥时间，而不影响油墨的表面张力。其可以调整油墨的pH值，维持在7到9之间，助于减少喷墨打印机喷头的腐蚀，维持喷头的喷射性能。
US5853468 - 采用水性油墨成分和喷墨记录工艺
Yamazaki H, Fujioka M, Higashiyama S. Water-based ink composition and ink-jet recording process employing the same: U.S. Patent 5,853,468[P]. 1998-12-29.
专利简介：该专利介绍了一种水基油墨组合物，其具有水性介质、以及溶解于其中的染料和pH调节剂。
THAM的应用场景：该专利介绍THAM作为其中一种pH调节剂，能够将油墨的pH值调整到8到10的范围内，即使在长期存储后，油墨的pH值也不会低于8，从而避免了染料沉积和流动性变差的问题，有助于提高油墨的长期稳定性，保持喷头的清洁。
US4118247 - 活性酸性粘土颜料的悬浮液
Marchetti F R, Zentz W E, Berube R R. Suspensions of reactive acidic clay pigments: U.S. Patent 4,118,247[P]. 1978-10-3.
专利简介：该专利介绍了一种制备蒙脱石粘土颜料颗粒水性悬浮液的方法，该方法采用钠缩合磷酸盐（例如四钠焦磷酸盐或六偏磷酸钠）作为分散剂，并添加少量氨基醇。这种悬浮液稳定性高，非常适合现代纸张涂布技术的应用。
THAM的应用场景：其作为提及的氨基醇，与缩合磷酸盐一起使用，提高颜料的湿润速度，降低悬浮液的粘度，并具有良好的储存稳定性。
US9201324B2 通过溶剂型和无溶剂乳化法生产聚酯乳胶的工艺
Qiu S S, Nosella K D, Ng T H, et al. Processes for producing polyester latexes via solvent-based and solvent-free emulsification: U.S. Patent 9,201,324[P]. 2015-12-1.
专利简介：该专利描述了一种用于生产聚酯乳液的方法，这些乳液可以通过基于溶剂的和无溶剂的乳化法来制备，并且可以用于制造调色剂（如打印机调色剂）。
THAM的应用场景：专利中特别提到了使用有机碱（尤其是伯胺）THAM作为中和剂来替代传统的氢氧化铵，以减少生产过程中的健康和环境风险。THAM作为中和剂，可以在生产聚酯乳液的过程中提供更好的pH控制，从而提高乳液的稳定性和储存性。同时，其还可以减少对聚酯树脂的降解，有助于保持乳液的分子重量特性，从而保持调色剂熔融性能。
前沿文章赏析
文章一
Kowalczyk K, Spychaj T, Krala G. High‐build alkyd urethane coating materials with a partially solvolyzed waste polyurethane foam[J]. Polymer Engineering & Science, 2015, 55(9): 2174-2183.
内容概述
研究团队通过挤出工艺，使用固体多元醇（三羟甲基氨基甲烷，THAM）对PUR泡沫进行部分水解。将部分水解的PUR泡沫添加到醇酸聚氨酯涂料中，制备并分析了所得涂料的流变性能、机械性能、耐水性、热稳定性等。研究发现，添加部分水解的PUR泡沫能显著影响固化涂层的性能，如对钢基材的附着力、硬度、耐磨性、耐压痕深度、吸水性、拉伸强度和热稳定性。此外，涂料的粘度也受到处理过的PUR类型和含量的影响。
THAM的应用场景
在本研究中，THAM主要作为化学回收PUR泡沫的试剂，通过部分水解PUR泡沫，将其转化为可用于涂料配方的添加剂。在PUR泡沫的水解过程中，THAM与PUR泡沫中的氨基甲酸酯键反应，产生含有羟基的化合物，这些羟基化合物可以与醇酸聚氨酯涂料中的异氰酸酯交联剂反应，形成网络结构，从而提高涂料的机械性能和热稳定性。
文章二
Cheng X, Huang Z, Liu J, et al. Synthesis and properties of semi-crystalline hyperbranched poly (ester-amide) grafted with long alkyl chains used for UV-curable powder coatings[J]. Progress in organic coatings, 2007, 59(4): 284-290.
内容概述
研究团队采用不同比例的IPDI-C18和IPDI-HEA对超支化聚（酯-酰胺）（HP）的羟基端基进行改性，合成了一系列半结晶超支化聚(酯-酰胺)。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、核磁共振（NMR）和凝胶渗透色谱（GPC）等手段对合成的聚合物进行了表征，并通过光差示扫描量热法（photo-DSC）评估了其UV固化行为。
THAM的应用场景
三羟甲基氨基甲烷（THAM）与丁二酸酐（SA）通过热聚合反应生成具有多个羟基端基的超支化聚酯酰胺结构。这种结构的特点是分子内部具有大量的空腔和羟基端基，使得HP具有较低的粘度和良好的溶解性，同时也为后续引入 IPDI-C18 and IPDI-HEA 提供了多个改性反应位点。
文章三
Farrokhi-Rad M. Electrophoretic deposition of hydroxyapatite nanoparticles in different alcohols: effect of Tris (tris (hydroxymethyl) aminomethane) as a dispersant[J]. Ceramics International, 2016, 42(2): 3361-3371.
内容概述
羟基磷灰石是人体骨骼和牙齿的主要无机成分，由于其高生物相容性、生物活性、生物可降解性，而广泛应用于医学器材的涂层。研究中制备了不同醇类中的羟基磷灰石（HA）纳米颗粒悬浮液，并添加THAM作为分散剂以增强其胶体稳定性。研究发现，THAM在醇类悬浮液中质子化后与HA纳米颗粒表面的P-OH基团氢键结合，化学吸附在HA纳米颗粒上，从而提高了它们的zeta电位和胶体稳定性。实验发现从含有最佳THAM浓度的悬浮液中进行电泳沉积（EPD）的动力学最快，沉积的涂层具有均匀、细腻、无聚集物的微观结构，能有效阻挡腐蚀介质到达基底表面，从而显著降低基底的腐蚀速率。
THAM的应用场景
在研究中，THAM作为分散剂用于提高HA纳米颗粒在醇类中的胶体稳定性，改善了涂层的微观结构，使其更加均匀、细腻，减少了裂纹的产生，提高了涂层的致密性和防护性能。
文章四
Cheng G, Greenland B W, Lampard C, et al. Lightly branched comb polyesters: Application in fast drying solvent-borne coating formulations[J]. Reactive and Functional Polymers, 2013, 73(4): 619-623.
内容概述
文章通过将二元醇取代的氧化偶氮烷单体与己二酸在无溶剂的条件下共聚，制备了梳状聚酯聚合物。这些聚合物在多种有机溶剂中溶解，并且与商业醇酸树脂相容。在模型涂料配方中，亚麻油基梳状聚合物的加入显著降低了涂料的粘度，并提高了干燥速率。
THAM的应用场景
三羟甲基氨基甲烷作为合成梳状聚合物的关键单体之一，用于与油酸或亚麻油酸反应，形成含有氧化偶氮烷环的单体。这些单体随后与己二酸共聚，形成具有梳状结构的聚酯聚合物。THAM在这一过程中起到了重要的桥梁作用，其分子中的三个羟甲基可以与脂肪酸反应，形成含有氧化偶氮烷环的单体。
总结
在当今这个对环保和可持续发展有着极高要求的时代，三羟甲基氨基甲烷（THAM）以其卓越的环保特性和多功能性，在低VOCs涂料和油墨领域扮演着越来越重要的角色。THAM的独特化学结构和优异的物理特性，不仅极大地提升了产品的性能，同时也显著降低了对环境的影响，成为涂料和油墨行业向绿色转型的关键推动力。
2026足球世界杯网站医药化工股份有限公司自豪地推出三羟甲基氨基甲烷（THAM） 产品，它代表了公司对卓越品质和环保责任的承诺。2026足球世界杯网站的THAM，采用自产最高规格硝基甲烷为原料，确保了从源头的纯度控制。2026足球世界杯网站不满足于传统的单批次反应釜合成法，而坚持采用行业领先的连续化固定床生产工艺，这不仅确保了产品的高品质，也实现了不同批次间的极致质量均一性。
卓越的品质：产品纯度高，性能稳定，是您在高端涂料和油墨生产中的理想选择。
一致的批次质量：采用连续化生产，确保每一批产品的质量均一，减少了生产过程中的不确定性，提高了您的生产效率。
环保责任：产品在生产过程中减少了对环境的影响，符合当前环保法规的要求，助力您的企业实现可持续发展。
成本效益：无论是作为进口产品的替代，还是用于降低生产成本，都展现出国际一流的竞争力。
相关新闻
