整理美国总统绿色化学奖.docx
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整理美国总统绿色化学奖
1、美国“总统绿色化学挑战奖”分为哪几种奖项?
迄今已颁发了几届?
答:
美国“总统绿色化学挑战奖”分为绿色合成路线奖、绿色反应条件奖、绿色化学品设计奖、小企业奖以及学术奖五个奖项。
迄今已颁发了17届。
2、对历届“总统绿色化学挑战奖”,按照年度、奖项、获奖者(单位)和获奖原因,用简表进行总结。
奖项
原因
年份
绿色合成路线奖
绿色反应条件奖
绿色化学品设计奖
小企业奖
学术奖
1996
孟山都公司的氨基二乙酸钠合成新工艺
Dow化学公司发明用纯二氧化碳为起泡剂生产聚乙苯泡沫塑料的方法
美国罗姆斯公司研制的(Sen-NineTM)海洋生物防垢剂
Donla公司热聚天冬氨酸聚合物的生产和应用
Holtzapple教授开发了把废弃的生物质转化成动物饲料、化学品和燃料
1997
BHC公司的合成布洛芬的新工艺
Imation公司的医药造影底片处理的“干视”技术,不产生废液
Albright&Wilson公司研制的杀菌剂四羟基甲基硫酸磷
Legacy公司发明的“冷臭氧”工艺
Desimone教授发明的能用于超临界二氧化碳(SC-CO2)中的表面活性剂
1998
佛列克西斯公司研制的4-氨基-二苯基胺合成新工艺
阿尔贡国立实验室利用一米发酵生产乳酸乙酯的方法
罗姆-哈斯公司的选择性毛虫剂和选择性昆虫控制剂的发明及市场化
Pyrocool公司开发的可生物降解的表面活性剂
M.MTrost教授提出的“原子经济性”概念
1999
EliLilly实验室将生物酶催化剂用于制药工业
Nalco公司开发的在水基分散体系中生产聚合物的方法
Dow公司发明的新型天然杀虫剂产品Spinosad
Bioline公司将廉价废弃纤维素转化为乙酰丙酮及其衍生物
CarnegieMellon大学的Collins教授,他发展了一系列Fe(III)络合物,称为TAML活化剂(tetraamidomacrocyclicligandactivators),这种活化剂可以增强过氧化氢的氧化能
2000
RCC开发了合成一种抗病毒药物Cytovene的新工艺
贝尔开发出二组分水基聚氨基甲酸酯涂料,并为市场设计了多种配方
Dow发明了对环境友好的控制白蚁的杀虫剂
Revlon发明的一种新颜料可通过紫外线照射使玻璃着色
翁启惠教授研究酶催化剂并研发出一种新型抗生素
2001
Bayer和BayerAG公司的可生物降解的螯合剂———氨基二琥珀酸盐,100%无废物释放,用作助洗剂、漂白稳定剂、肥料添加剂
Novozymes公司利用果胶裂解酶进行棉纤维润湿脱脂工艺,可使纺织厂节水30%-50%
PPG工业集团把阳离子电沉积油漆用于汽车工业,用钇代替铅、铬、镍,抗腐蚀性强
EDEN生物子公司Harpin无毒性蛋白质技术,用于激发植物自然产生防御系统,抗病虫害
Tulane大学李朝军教授发展了“准自然”催化作用,开发在空气和水中应用的过渡金属催化剂,用于以水为溶剂的多种合成反应
2002
Pfizer公司(开发了合成Sertraline重要药物)Zoloft的有效成分的新工艺,减少污染,提高了工人的安全性
CargillDow
LLC公司开发了一种聚乳酸的绿色生产工艺,产率高,不使用有机溶剂
CSI公司采用环境友好的碱式四元铜盐替代有毒害性的铬砷合剂作为木材防腐剂
SCFluids公司超临界CO,用于半导体工业中光致抗蚀剂的去除技术
Pittsburgh大学建立一种简单模式来筛选能以低压CO做溶剂的有机物质,从而拓宽CO的应用领域
2003
南方化学公司开发“绿色催化”新工艺,用金属直接制备固体金属氧化物催化剂,消除了硝酸盐废料和NOx的排放
杜邦公司开发了用从玉米中提取的葡萄糖生产1,3-丙二醇的新工艺,对聚合物和其他化学品生产极具吸引力
Shaw公司开发了聚烯烃方块地毡,产品更易回收
利用,可取代PVC和酞酸酯增塑剂
AgraQuest公司开发出第一个广谱生物杀菌剂Serenade,对鱼类、鹌鹑、蜜蜂、蚯蚓等物种无毒
布鲁克林理工大学开发出脂肪酶催化聚酯合成反应的通用生物催化剂,无需反应物侧链保护剂,反应更为顺畅
2004
BMS公司开发“通过植物细胞发酵与提取制备的绿色合成”工艺,符合可持续发展的要求
Buckman实验室开发了一种新型的促进纸张循环利用的Optimyze技术,提高了纸制品的质量和造纸的效率
Engelhard公司开发了优质环保的有机颜料Rightfit,成本低廉,附加值高
Jeneil生物表面活性剂公司开发了天然低毒的合成表面活性剂替代品:
鼠李糖脂生物表面活性剂
乔治亚州技术学院开发了联结反应与分离的友好可调溶剂,通过循环利用使废物排放最小化,具有工业化前景
2005
ADM和Novozymes
公司的酶催化酯交换技术生产低游离脂肪酸油脂;Merck公司重新设计高效立体选择性合成药物Emend的活性成分
BASF公司2开发了一种紫外光可固化的、单组分、低挥发性有机物的汽车修补底漆
ArcherDaniels
Midland公司开发了一种非挥发性、反应活性的聚结剂,大大降低了乳胶涂料挥发性的有机物含量
Metabolix公司成功利用生物技术合成天然塑料,应用广泛、环境友好、高性能
Alabama大学的Rogers教授建立一种用离子液体溶解和处理纤维素制备新型材料的“平台策略”
2006
Merck公司开发了用β-氨基酸制备Januvia的活性成分的新颖的合成路线,总产率提高了近50%
Codexis公司
研发了一条基于酶催化的新途径,极大改善了用于合成Lipitor的关键构件分子的
生产过程
SCJ公司研发出Greenlist系统,用来评估其产品中各成分对环境和人类健康的影响,并用于指导消费品配方的改进
Arkon和NuPro技术公司联合开发了苯胺印刷工业中对环境安全的溶剂和循环利用方法,是一种更安全的化学品处理系统,从而消除了危险溶剂的使用,减少了溶剂挥发和爆炸的可能性
哥伦比亚大学GalenJ.Suppes教授从天然丙三醇合成出生物基的丙二醇和合成聚羟基化合物的单体
2007
俄勒冈州立大学Forest、Hercules公司开发了环境友好的木材加工黏合剂,并获得商业应用,可替代有毒UF树脂
HTI公司开发了用选择性纳米催化技术直接合成双氧水的合成路线,不产生任何有毒废料
Cargill公司开发了BiOH多羟基化合物,可节约23%的能源消耗,减少36%的CO排放
NovaSterilis公司开发了使用超临界CO2,环境友好的医用杀菌技术
德州大学MichaelJ.Krische教授发展了具有完善原子经济性和选择性的以氢为媒介的C—C键构建方法
2008
Battelle研究所成功开发生物基调色剂并实现商业化生产
Nalco公司开发出3DTRASAR冷却水处理技术,减少污染,节约用水
DowAgrosciences公司研发成功第二代多杀菌素Spinetoram,低毒,对环境的影响小
SiGNa化学公司开发新型稳定的碱金属合成工艺,既降低了直接使用活性金属的风险和成本,同时还维持了碱金属的有效性
密歇根州立大学研制硼酸酯绿色生产工艺,实现了高效、高收率的转化,不使用溶剂,属于清洁反应
2009
Eastman化学公司开发了不使用溶剂的生物催化技术,生产用于化妆品和个人护理产品的配料——酯类
法国电机公司发明了一种安全、低温、快速、准确分析蛋白质的方法。
宝洁公司与库克复合材料和聚合物在涂料和油漆配方中使用生物基的Chempol○R树脂和Sefose○R蔗糖酯,得到了高性能、低VOC的醇酸油漆和涂料。
Virent能源系统公司开发BioForming○R过程,催化植物糖转化为液体碳氢燃料。
卡内基梅隆大学(CarnegieMellonUniversity)的KrzysztofMatyjaszewski教授因提出了在铜催化剂和环境友好还原剂作用下,原子转移自由基聚合的新方法
2010
美国DOW化学公司和德国BASF公司共同获得,他们共同研发了利用过氧化氢作为氧化剂制备环氧丙烷的新路线
Merck&CoInc公司和CodexisInc公司,他们研制了一种改进的转氮酶,使2型糖尿病的治疗药物Sitagliptin合成条件更符合绿色化学要求
Clarke公司合成了一种改进型的多杀菌素,针对灭杀蚊子幼虫非常有效
LS9,Inc公司利用生物技术研制了可用作燃料和化学品的产品:
RenewablePetroleumTM
加州大学洛杉分校的廖俊智教授领导的团队利用二氧化碳合成长链醇的方法,实现了二氧化碳的循环利用
2011
Genomatica公司开发了从可再生原料低成本生产基本化学品1,4-丁二醇的路线
KratonPerformancePolymers,Inc合成了一系列无卤素的、高渗透性的聚合物膜
Sherwin-Williams公司研究出了一种水基醇酸丙烯酸涂料制备技术,这类涂料结合了醇酸类涂料的良好涂装性能和丙烯酸类涂料的低挥发性特点
BioAmber公司利用可再生的原料,并采用能源部授权使用的一种生物催化剂E.coli,通过生物催化反应合成了琥珀酸
Lipshulz教授设计了一种安全的表面活性剂,能在水中形成微小的液滴
2012
加利福尼亚州Redwood城的克迪科思公司以及加利福尼亚大学的一位博士生研发出一种更加高效、安全的绿色化学方法生产辛伐他汀药物,用于治疗心血管疾病。
氰特工业公司研发MAXHT“拜耳法”阻垢剂产品技术,这种技术可以显著提高氧化铝生产过程中的能效,每年可以减少数百万磅的有害废酸产生以及数十亿磅的二氧化碳排放。
巴克曼公司研发的应用于造纸工业的纤维改性酶技术可以提高纸的强度和质量,而不需要添加化学品或增加能源消耗,还可以令造纸业增加再生纸的比例。
Elevance可再生科学公司因研发出一种生产高性能绿色专用化学品的低成本技术,而获得小企业奖。
相对于石化生产技术而言,该技术可以降低能耗,并显著减少温室气体的排放,可广泛应用于消费品和工业品生产。
斯坦福大学的罗勃特·韦茅斯(RobertM.Weymouth)博士和加利福尼亚圣何塞的詹姆斯·赫德里克(JamesL.Hedrick)博士研发的有机催化技术可以去除塑料生产过程中的有害金属,生产出更加安全的终端产品,有利于塑料瓶的回收利用,可大量减少塑料垃圾。
康奈尔大学的杰弗里·科茨(GeoffreyW.Coates)博士因为在生物可降解聚合物合成方面的贡献,也获得了学术奖。
他研发的可降解聚合物合成技术,以二氧化碳和一氧化碳为原料合成可降解塑料制品。
该技术可以广泛应用于黏合剂、泡沫、塑料领域,并有希望开发出一种应用于罐头内壁的双酚A替代产品。
3.对历届“总统绿色化学挑战奖”的各获奖项目的内容、原因、和重要意义进行详细评述。
绿色合成路线奖
1996年
获奖内容和原因:
Monsanto公司不用HCN为原料,生产除草剂氨基二乙酸钠。
意义:
改变了过去以氨,甲醛和氢氰酸为原料的两步合成路线。
1997年
获奖内容和原因:
BHC公司减少了消炎镇痛要布洛芬的合成路线。
意义:
德国BASF和HoechstGO公司合资的BHC公司发明的新工艺,采用乙酰化,加氢和羰基化三步合成制得。
常规合成法:
Boots公司Brown合成法:
以异丁苯为原料,经F-C反应,Darzen反应,水解,肟化,水解等六步。
原料的利用率只有40.03%。
BHC公司提高了原料的利用效率。
1998年
获奖内容和原因:
FlexsysAmerica橡胶制品公司4-氨基二苯胺(4-ADPA)新工艺,用苯胺与硝基苯直接合成,不需加入氯或溴作氧化剂。
意义:
此法有很低的废物生成量,与以苯为基本原料的方法相比废物生成量少95%。
1999年
获奖内容和原因:
Lilly研究实验室设计出更有效的、更少废弃物的合成方法来制备一种抗痉挛(anticonvulsant)药物。
此种药物可以有效地治疗癫痫(epilepsy)和神经退化絮乱的疾病。
意义:
原始药物候选者是5H22,32benzodiazepine,称为LY300164,其合成过程包括几个有问题的步骤。
通过重新设计合成策略,Lilly的研究人员将原过程中要产生的6个中间体减少为3个,由此减少了工作人员对有害化学品的接触,同时减少了生产过程的成本。
此新的合成方法效率更高,由原来的16%提高到55%。
在原始反应中后一步要使用三氧化铬(CrO3)——一种致癌物质来氧化一个中间体中的碳原子。
通过改变合成路线使得氧化过程能利用空气、氢氧化钠和二甲基亚砜,可以完全消除铬污染物的产生。
2000年
获奖内容和原因:
RoheColorodoCorpor-ition(RCC),开创出一条合成Cytovene的高效方法。
意义:
Cytovene是一种强有力的抗病毒药,用于治疗CMV视网膜炎,此病症出现在免疫系统
受损病人的身上,包括艾滋病患者和接受组织器官移植的病人。
本工艺在采用无毒原料和溶剂、减少有害排放、提高反应效率等方面都成功地贯彻了绿色合成的基本原则,而且此项技
术也适用于合成其他抗病毒药,如Zorivas。
2001年
获奖内容和原因:
诺维信公司开发的酶法处理棉织物的加工工艺是用经济、环保工艺替代在纺织工业中普遍使用的化学制剂的一项创举。
此次获奖的酶法加工工艺被称为“生物精炼”,可减少对环境的损害,在并不损害棉纤维的同时节约了水和能源。
意义:
生物精炼工艺中使用的酶制剂可在非常温和的条件下对棉纤维进行处理。
由于产生的化学废物较少,工艺过程中的用水量相应减少,对环境的危害也有所降低,使这一新技术在一定程度上成为一种经济可行的传统工艺替代法。
传统工艺中,在高温条件下用氢氧化钠去除杂质时会损伤部分纤维,而用酶代替氢氧化钠可以完成同样的工作但不损伤纤维。
因为生物精炼工艺比传统精炼工艺中使用的化学制剂和漂洗步骤更少,纺织厂因此可减少30-50%的用水量。
通过工厂试验证明,与传统氢氧化钠加工工艺相比较,生物精炼可降低污染40%。
2002年
获奖内容和原因:
辉瑞公司开发了合成Sertraline(重要药物Zoloft的有效成分)的新工艺,将原有的三步变为一步,大大减少了污染,提高了工人的安全性。
意义:
Sertraline是一种选择性5一羟色胺(Seroto—nin)再摄取抑制剂,可用于治疗严重的抑郁症、恐怖性失常、强迫性精神失常和外伤引起的紧张等病症。
新的生产过程先是一甲胺与四氢萘酮反应生成亚胺,然后是亚胺基团还原和苯基乙醇酸的不对称盐原位分解,最后得到手性的高纯sertraline产品。
因为在还原过程中使用了高选择性的钯催化剂,副产物的生成大为减少,简化了产品的后续处理。
整个过程的产率和选择性都显著提高,一甲胺、四氢萘酮和苯基乙醇酸的用量分别下降了60%、45%和20%。
2003年
获奖内容和原因:
Sud-ChemieInc.公司成功地开发的新合成路线大大减少了水和能量的消耗。
意义:
新合成路线以非常简单的化学知识为基础,他们从一种洁净、易得且大量商品化的金属出发,使其在氧化剂存在下与一种不含有害物质的有机酸反应,替代传统的以硝酸金属盐为原料的酸碱沉淀法。
其中,有机酸的作用就是活化金属,使其释放出电子形成氧化物前体。
通过氧化剂(通常是空气)的帮助,一种多孔的固体氧化物就可以室温一步合成,并且无任何污水排放。
2004年
获奖内容和原因:
Bristol-MyersSquibb公司(BMS),该公司利用植物细胞发酵(PPEF)和萃取技术,开发了一种生产Taxol制品的绿色合成路线而获得更新合成路线奖
2005年
获奖内容和原因:
ArcherDanielsMidland和Novozymes公司的酶法酯交换技术
意义:
ArcherDanielsMidland(ADM)和Novozymes两公司正在工业化的酶法酯交换技术,不仅由于降低了食品中反式脂肪酸的含量,对公众健康具有极大的正面影响,而且由于消除了化学酯交换反应过程中所产生的废物,对环境也大有益处。
酶催化酯交换反应技术对保护环境和人类健康都有积极的作用,它避免了多种腐蚀性化学品的使用以及副产品和废物的产生,同时也改善了食物油资源的利用。
2006年
获奖内容和原因:
默克(Merck)公司开发出一条用_-氨基酸制备JanuviaTM活性成分的新颖的绿色合成路线。
意义:
利用这一新合成路线,每生产1磅(1磅=453_6g)sitagliptin可以减少220磅废物的产生,总产率提高了近50%。
2007年
获奖内容和原因:
美国俄勒冈州立大学的KaichangLi教授、哥伦比亚Forest产品公司和Hercules公司联合开发了环境友好的木材加工粘合剂,并获得商业应用,。
这种粘合剂主要成分是大豆蛋白。
这种环境友好的粘结剂比现有传统粘合剂强度更高,成本更具优势。
意义:
该技术的应用,使制造家具、厨房橱柜的工厂,其他复合木材原料的用户及家具用户都有了性能良好的、无甲醛的替代品,从而使家庭和办公室室内空气质量得到显著提高。
该技术是可以代替有毒UF树脂的第一代成本低廉、环境友好粘合剂的典型代表,可以大大提高美国复合木材公司的全球竞争力。
该技术也为供过于求的大豆粉开辟了一个全新的应用市场,给生产大豆的农户也带来了直接经济效益。
2008年
获奖内容和原因:
Battelle研究所成功开发生物基调色剂并实现商业化生产。
意义:
在美国,激光打印机和复印机每年要消耗超过182万t(4亿磅)的墨粉。
传统的墨粉以石油为原材料制成,墨粉与纸张融合得非常牢固,纸张使用后墨粉很难去除,因此纸张难以再利用。
Battelle公司及其合伙人∗AIR公司(TheAdvancedImageResources)和俄亥俄州大豆委员会(TheOhioSoybeanCouncil),合成了一种以大豆为原料的墨粉,其性能与传统墨粉相比没有任何差别,最重要的是墨粉容易从纸张上脱除。
这种新的墨粉合成技术,能节省大量的能源并且实现纸纤维的回收再利用。
2009年
获奖内容和原因:
伊斯曼化学公司(EastmanChemicalCompany)开发了节省能源同时避免使用强酸和有机溶剂的生化工艺,可把源于植物的脂肪酸转化为长链酯类。
意义:
酯类是化妆品和个人护理产品中的一种重要组分。
它的制备通常需要强酸和有害溶剂,能耗高,反应条件苛刻。
伊斯曼化学公司的新方法是用固定化酶来生产酯,既节省了能源,又避免了强酸和有机溶剂的使用。
伊斯曼化学公司的这种用天然原材料生产酯的温和方法,是前所未有的。
2010年
获奖内容和原因:
美国DOW化学公司和德国BASF公司共同获得,他们共同研发了利用过氧化氢作为氧化剂制备环氧丙烷的新路线。
意义:
环氧丙烷(氧化丙烯)是世界上重要的化工原料之一,它是生产一系列产品的基本成分,如去污剂、聚氨酯、抗冰剂、食物添加剂和个人护理用品等。
但其生产过程不仅制造了副产品,还产生了大量废物。
道氏化学品公司和巴斯夫公司合作开发出一种用过氧化氢制造环氧丙烷的新合成方法,该合成方法不仅不会产生大量废物,而且大大地节省了水和能源。
2011年
获奖内容和原因:
Genomatica公司开发了从可再生原料低成本生产基本化学品1,4-丁二醇的路线。
意义:
Genomatica公司研发了一种从糖发酵得到1,4丁二醇的菌种。
在商业化规模生产中这种生物法制备1,4丁二醇的路线比以天然气为原料的方法成本要低,可节省60%的能耗,减少70%左右的二氧化碳的排放。
2012年
获奖内容和原因:
加利福尼亚州Redwood城的克迪科思公司以及加利福尼亚大学的一位博士生研发出一种更加高效、安全的绿色化学方法生产辛伐他汀药物,用于治疗心血管疾病。
意义:
辛伐他汀的合成路线更加高效、安全。
绿色反应条件奖
1996年
获奖内容和原因:
Dow化学公司用CO2代替氟氯烃作苯乙烯泡沫塑料发泡剂。
意义:
该公司所有开发了用100%CO2作为生产聚苯乙烯泡沫塑料板包装材料的环境友好发泡剂技术,并使之得到了商业应用。
在此之前,氟氯烃(CFC)一直作为制造聚苯乙烯泡沫塑料板的发泡剂,而CFC被认为是臭氧层破坏和全球变暖的元凶。
CO2虽然是一种温室气体,但CO2可来自于天然存在或商业生产过程中的副产物,因此用CO2作为发泡剂实际上并不增加大气层中的CO2排。
1997年
获奖内容和原因:
Imation公司(明尼苏达州)发明光热法曝光胶片,显影只需加热,称Dryview技术,不需化学显影、定影。
意义:
该项技术采用光热记录法.也就是将暴露在适当光能下的敏感感光乳剂所得到的潜像用热进行处理光热记录胶片很容易通过激光二极管成像系统成像。
得到的曝光胶片是在250℃下通过滚筒机处理的.大约在15s内即可得到具有特征质量的图像。
光热记录法成像技术不产生废弃物,不需额外的后处理步骤。
传统的卤化银照片的生产由在化学显影剂中浸泡,在定影液中浸泡,用水冲洗和干燥等步骤组成。
显影剂和定影液中含有氢醌、银和醋酸等有毒物质、冲洗液中也含有部分银化合物,因而产生大量废弃物在过去的几年中,Imation已经发行了数千套DryViewTM医学激光成像仪此外,DryViewTM技术可用于处理全色胶片产品的工业领域,如压学x光照相、印刷、工业X光照相、军事侦察等。
1998年
获奖内容和原因:
阿贡国家实验室高效高选择性乳酸酯工艺,可代替各种溶剂用量的80%,目前美国此类溶剂用量为380万t。
意义:
该实验室采用碳水化合物为原料合成高纯度的乳酸乙酯和其他的乳酸酯。
这一新过程使用渗透蒸发膜和催化剂。
乳酸铵催化热裂解产生酸,酸与醇作用生成酯,用膜使氨和水选择性地高效透过而保留醇、酸和酯,回收的氨通过发酵制取乳酸铵而被重新使用。
这一新技术具有成本低、能耗小、高效和高选择性的优点,避免了传统生产过程中产生大量含盐废弃物的缺点。
1999年
获奖内容和原因:
NacloChemicalCo.发展了一种水基过程生产带电聚丙烯酰胺。
这些水溶的高分子通常用于造纸工业、加工应用和废水处理。
高分子可以帮助把污水(如造纸厂排出的污水)中的悬浮固体和污染物除去。
意义:
传统上,这些高分子是以干粉或者油包水乳状液的形式生产和供应的。
粉末形式具有接触毒害并且在生产和使用中很昂贵。
乳状液是由高分子、水和油在表面活性剂稳定下形成的。
油包水乳状液把大量烃类溶剂和表面活性剂引入环境,而高分子本身并不需要这些组分来发挥自己的作用。
Naclo过程除了在生产高分子中不使用有机溶剂和表面活性剂外,还可以减少从高分子中释放出可挥发有机物。
同时,由于反应不需要表面活性剂,就可以不把这些不易生物降解的物质引入环境中。
此过程的另一个优点是工业产物己内酰胺(尼龙的前体),可以提供用于废水处理的高分子分散体直接使用的硫酸铵原料。
2000年
获奖内容和原因:
贝尔公司设计了一种环境友好、性能优良的涂料并使之市场化。
意义:
传统以有机溶剂为载体的涂料在生产和使用过程中会释放出大量挥发性有机化合物(VOCs)和有毒空气污染物(HAPs)。
当贝尔公司于1992年首先开发出以水为载体的双组分聚氨基甲酸酯涂料时,引起涂料工业界的极大震惊,因为在当时看来,二组分聚氨基甲酸酯都要求绝对无水。
此发明的巨大吸引力还在于其卓越的品质和优良的环境友好性,在室温和烘烤条件下都可迅速固化,涂层表面富有光泽,像镜面一样光洁,具有理想的硬度和弹性,