低VOC涂料發(fā)展概況

1、低VOC涂料發(fā)展概況1 VOC概念關(guān)于VOC（Volatile Organic Compounds）的定義, 目前尚未完全統(tǒng)一 , 美國(guó)ASTM D3960-98標(biāo)準(zhǔn)將VOC定義為任何能參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物。歐洲“溶劑排放指南”(SED)定義 VOC 為任何在 293.15 K 時(shí)蒸汽壓 0.01 KPa的有機(jī)化合物，或在特定使用條件下有相同揮發(fā)性的有機(jī)化合物。德國(guó)DIN 55649-2000標(biāo)準(zhǔn)對(duì)VOC的定義是常溫常壓下任何能自發(fā)揮發(fā)的有機(jī)液體和/或固體。該標(biāo)準(zhǔn)在測(cè)定VOC含量時(shí)，又做了一個(gè)限定，即常壓下沸點(diǎn)或初餾點(diǎn)低于或等于250的任何有機(jī)化合物，這一定義在涂料界得到越來(lái)越多的認(rèn)

2、可。2 降低涂料VOC的意義傳統(tǒng)涂料多為溶劑型涂料，其中含有大量有機(jī)溶劑，施工過(guò)程中還經(jīng)常采用有機(jī)溶劑稀釋?zhuān)@些有機(jī)溶劑會(huì)揮發(fā)到大氣中，對(duì)施工和使用人員健康有害，引起環(huán)境污染，而且存在火災(zāi)隱患。揮發(fā)到大氣中的有機(jī)化合物在紫外線(xiàn)（日光）存在下與氮氧化物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)形成煙霧而污染環(huán)境，損害人體健康，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)、材料老化加速及生態(tài)體系的破壞。僅次于汽車(chē)尾氣，涂料行業(yè)是大氣中VOC的第二大主要來(lái)源。以我國(guó)為例，2007年我國(guó)溶劑型涂料總產(chǎn)量達(dá)到400多萬(wàn)噸，溶劑型涂料中通常含有40-60%的有機(jī)溶劑，按照50%計(jì)算，每年VOC排放量達(dá)200萬(wàn)噸，不僅嚴(yán)重污染環(huán)境，而且造成100余萬(wàn)元化石資源材料

3、的浪費(fèi)。開(kāi)發(fā)環(huán)保型涂料，降低涂料VOC，對(duì)于節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，都具有十分重要的意義。3 世界各國(guó)對(duì)VOC的限制法規(guī)對(duì)于VOC限制的法規(guī)，首推1966年美國(guó)加州頒布的Rule-66，1988年美國(guó)又制定適用于SCAQMD（南方廢氣質(zhì)量治理區(qū)）的Rule-1136法案，對(duì)各類(lèi)涂料的VOC含量進(jìn)行了限制。1990年美國(guó)頒布CAA（清潔大氣法）。1986年德國(guó)制定TALUFT（大氣凈化技術(shù)綱要）。1988年日本制訂碳化氫排出抑制指導(dǎo)方針。 1992年通過(guò)UNEP（國(guó)際議定書(shū)，大氣污染的防治，VOC消減計(jì)劃）。1994年歐洲提出了“溶劑控制指令汽車(chē)涂裝過(guò)程排放物限制”。2005年，針對(duì)建

4、筑涂料和工業(yè)維護(hù)涂料，美國(guó)中大西洋地區(qū)6個(gè)州和哥倫比亞特區(qū)將啟用更為嚴(yán)格的最新VOC法規(guī)。新法案將平面內(nèi)墻和外墻涂料的VOC含量限制在100克/升；非平面的內(nèi)墻和外墻涂料的VOC含量限制在150克/升；非平面的高光澤涂料的VOC含量限制在250克/升；工業(yè)維護(hù)涂料的VOC含量限制在350克/升，其中底漆和中涂的VOC含量限制在250克/升。我國(guó)政府也越來(lái)越重視人們的生存環(huán)境，國(guó)家質(zhì)檢總局于2001年12月10日發(fā)布了10項(xiàng)室內(nèi)裝飾裝修材料中有害物質(zhì)限量的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定自2002年1月1日起生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)按這些標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn)，自2002年7月1日起市場(chǎng)禁止銷(xiāo)售不符合10項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。涉及涂料VOC的

5、強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有GB18581-2001“室內(nèi)裝飾裝修材料 溶劑型木器涂料中有害物質(zhì)限量”和GB18582-2001“室內(nèi)裝飾材料內(nèi)墻涂料有害物質(zhì)限量標(biāo)準(zhǔn)”。4國(guó)內(nèi)外低VOC型涂料發(fā)展?fàn)顩r日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)對(duì)于涂料界是一個(gè)重大挑戰(zhàn)，也是實(shí)現(xiàn)涂料技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)大好的機(jī)遇。樹(shù)脂和助劑制造商已經(jīng)做出了很大的努力以滿(mǎn)足涂料工業(yè)中降低VOC的需要，開(kāi)發(fā)了許多低VOC的涂料原材料投入市場(chǎng)。涂料廠(chǎng)家也紛紛推出各種“環(huán)保型涂料”新產(chǎn)品，常見(jiàn)品種有：高固體分溶劑型涂料；無(wú)溶劑涂料；電泳涂料； 輻射固化涂料； 水性涂料； 粉末涂料； 這些涂料都顯著降低甚至完全消除了VOC的排放，對(duì)于節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境發(fā)揮了重要的

6、作用。各種環(huán)保型涂料中，水性涂料以水為分散介質(zhì)，具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本較低，使用安全方便等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展速度最快。在推廣環(huán)保型涂料方面，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家起步較早，進(jìn)展較大。歐洲許多國(guó)家都針對(duì)限制涂料施工過(guò)程中VOC排放做了大量工作，但各國(guó)的情況有所不同，其中北歐進(jìn)展較大，南部法國(guó)、意大利等國(guó)家相對(duì)慢一些。   歐洲涂料工業(yè)降低VOC排放的主要途徑是改進(jìn)生產(chǎn)和施工工藝，包括開(kāi)發(fā)環(huán)保型涂料配方和施工技術(shù)，例如水性涂料、粉末涂料、高固體分溶劑型涂料和輻射固化涂料等技術(shù)以及它們之間的復(fù)合工藝，如水性/輻射固化工藝、粉末/輻射固化工藝、粉末/水性工藝等。但這些工藝在不同領(lǐng)域普及程度有所差別

7、，主要是受到技術(shù)本身和成本等因素的影響，如在木器涂料領(lǐng)域，其他產(chǎn)品無(wú)法達(dá)到溶劑型涂料的裝飾效果。從1990年到2003年，全歐洲涂料工業(yè)VOC總排放量下降了28%。在工業(yè)涂料如汽車(chē)OEM涂料、卷材涂料和金屬包裝涂料；建筑涂料如內(nèi)外墻涂料、屋面防水涂料、水泥地坪涂料；木器漆和室內(nèi)裝飾涂料等方面，低VOC型的涂料都得到了很大的發(fā)展在德、法、意等國(guó)，水性漆在汽車(chē)、鐵路車(chē)輛制造和維修行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始工業(yè)化應(yīng)用。根據(jù)布魯塞爾的Irfab化工咨詢(xún)公司的研究報(bào)告預(yù)測(cè)，歐洲的水性工業(yè)涂料產(chǎn)量將從1999年的50萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2010的100萬(wàn)噸。該報(bào)告認(rèn)為水性工業(yè)涂料有著巨大的發(fā)展空間，其增長(zhǎng)速度將是普通涂料的四倍。

8、按照歐共體的溶劑釋放指南 SED (Solvent Emissions Directive) , 未來(lái)的幾年內(nèi)裝飾涂料中的VOC 將減少50%。為降低裝飾涂料中VOC的釋放, 歐共體成員國(guó)及周邊國(guó)家開(kāi)展了一系列關(guān)于裝飾涂料釋放有機(jī)揮發(fā)物對(duì)環(huán)境及施工人員 ( 包括專(zhuān)業(yè)施工人員和DIY自助施工人員)的危害的調(diào)查。涉及的裝飾涂料包括建筑內(nèi)外墻涂料、家具漆、地板涂料、塑料涂料等。從大量調(diào)查和實(shí)驗(yàn)室分析中可以了解到目前技術(shù)所能達(dá)到的 VOC 水平如下 : 品種VOC, g/L傳統(tǒng)醇酸漆 350高固體醇酸 250醇酸乳液 20丙烯酸乳膠漆 ( 內(nèi)、外墻 ) 30丙烯酸乳液 ( 木材用 ) 190溶劑型丙烯

9、酸外墻漆450為降低 VOC , 曾對(duì)水性醇酸寄予很高的期望。但是到目前為止, 該品種市場(chǎng)的進(jìn)入還較慢, 仍然有一些技術(shù)上的缺陷有待改進(jìn)。不過(guò) , 只要在耐水性和施工性能上(干性) 有所突破, 它們將享有重要的市場(chǎng)份額。高固體醇酸的VOC 較低,具有一次施工可達(dá) 60100 m 的優(yōu)點(diǎn),在需求高性能和高施工效率的場(chǎng)合有顯著優(yōu)勢(shì)。但其干性慢,產(chǎn)品成本高于傳統(tǒng)醇酸,影晌了其市場(chǎng)的接受程度。 乳膠漆統(tǒng)領(lǐng)內(nèi)外墻涂料已經(jīng)幾十年, 其技術(shù)已相當(dāng)?shù)某墒?近年來(lái)的改進(jìn)主要集中在提高施工性能(粘度控制，一次施工達(dá)到規(guī)定厚度),提高耐候性、耐沾污性以及制備超低 VOC或“零”VOC的內(nèi)墻涂料。而且在某些情況下(

10、例如對(duì)耐污染性要求高,低溫施工環(huán)境等)溶劑型的內(nèi)外墻涂料仍然具有優(yōu)勢(shì)。作為木器裝飾涂料,水性產(chǎn)品遠(yuǎn)不如內(nèi)外墻涂料所占的份額多。在北歐, 由于其裝飾著重于原木的自然風(fēng)格, 對(duì)涂料的裝飾效果要求不高, 水性裝飾涂料應(yīng)用較多, 西班牙也有類(lèi)似的觀(guān)念。水性涂料耐水性和耐劃傷性較差，在低溫或高濕條件下施工的干燥也是問(wèn)題。目前性能最好和是雙組分水性聚氨酯漆，但其價(jià)格也遠(yuǎn)高于溶劑型聚氨酯漆。單組分聚氨酯漆使用方便，應(yīng)用更為普遍。美國(guó)是第一涂料生產(chǎn)大國(guó)，年產(chǎn)量已達(dá)到650萬(wàn)噸，占世界年產(chǎn)量的25%以上。近幾年，美國(guó)環(huán)保型涂料呈強(qiáng)勁上升的趨勢(shì)，1994年美國(guó)水性涂料所占比例為51%、2002年就提高到73%。歐

11、洲環(huán)保涂料比重由1992年的51%提高到2002年的74%左右，亞太地區(qū)則由1992年的18%提高到2002年的32%。環(huán)保型涂料還以前所未有的速度向汽車(chē)修補(bǔ)涂料、防腐蝕涂料、道路標(biāo)示涂料等溶劑型涂料所占比重較大的領(lǐng)域滲透。我國(guó)涂料年產(chǎn)量已躍居世界第二位，據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2007年全國(guó)涂料生產(chǎn)總量為597.28萬(wàn)噸，其中油漆產(chǎn)量為417.72萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)16.2%，建筑涂料產(chǎn)量為179.56萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)6%。油漆的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)高于建筑涂料的產(chǎn)量增長(zhǎng)速度，產(chǎn)量比重由2006年的67.98%，提升到2007年的69.94%，增長(zhǎng)了2%。而建筑涂料的比重則無(wú)明顯變化，兩年均保持在30%，環(huán)保型涂料的發(fā)展相對(duì)落后。建筑外墻涂裝工程中，水性丙烯酸外墻涂料占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。只有一些對(duì)裝飾性、耐候性、耐污染有特殊要求的工程少量采用溶劑型氟碳漆、丙烯酸漆或聚氨酯漆。木器行業(yè)中，溶劑型雙組分聚氨酯漆仍然是家具工廠(chǎng)用漆和室內(nèi)裝修漆的主要品種。光固化涂料由于具有固化快、生產(chǎn)效率高，無(wú)溶劑釋放等優(yōu)點(diǎn)，在工廠(chǎng)的家具、地板生產(chǎn)線(xiàn)上的應(yīng)用原來(lái)越