低VOC涂料发展概况

1、低VOC涂料发展概况1 VOC概念关于VOC（Volatile Organic Compounds）的定义, 目前尚未完全统一 , 美国ASTM D3960-98标准将VOC定义为任何能参加大气光化学反应的有机化合物。欧洲“溶剂排放指南”(SED)定义 VOC 为任何在 293.15 K 时蒸汽压 0.01 KPa的有机化合物，或在特定使用条件下有相同挥发性的有机化合物。德国DIN 55649-2000标准对VOC的定义是常温常压下任何能自发挥发的有机液体和/或固体。该标准在测定VOC含量时，又做了一个限定，即常压下沸点或初馏点低于或等于250的任何有机化合物，这一定义在涂料界得到越来越多的认

2、可。2 降低涂料VOC的意义传统涂料多为溶剂型涂料，其中含有大量有机溶剂，施工过程中还经常采用有机溶剂稀释，这些有机溶剂会挥发到大气中，对施工和使用人员健康有害，引起环境污染，而且存在火灾隐患。挥发到大气中的有机化合物在紫外线（日光）存在下与氮氧化物发生光化学反应形成烟雾而污染环境，损害人体健康，导致农作物减产、材料老化加速及生态体系的破坏。仅次于汽车尾气，涂料行业是大气中VOC的第二大主要来源。以我国为例，2007年我国溶剂型涂料总产量达到400多万吨，溶剂型涂料中通常含有40-60%的有机溶剂，按照50%计算，每年VOC排放量达200万吨，不仅严重污染环境，而且造成100余万元化石资源材料

3、的浪费。开发环保型涂料，降低涂料VOC，对于节约资源、保护环境、实现安全生产，都具有十分重要的意义。3 世界各国对VOC的限制法规对于VOC限制的法规，首推1966年美国加州颁布的Rule-66，1988年美国又制定适用于SCAQMD（南方废气质量治理区）的Rule-1136法案，对各类涂料的VOC含量进行了限制。1990年美国颁布CAA（清洁大气法）。1986年德国制定TALUFT（大气净化技术纲要）。1988年日本制订碳化氢排出抑制指导方针。 1992年通过UNEP（国际议定书，大气污染的防治，VOC消减计划）。1994年欧洲提出了“溶剂控制指令汽车涂装过程排放物限制”。2005年，针对建

4、筑涂料和工业维护涂料，美国中大西洋地区6个州和哥伦比亚特区将启用更为严格的最新VOC法规。新法案将平面内墙和外墙涂料的VOC含量限制在100克/升；非平面的内墙和外墙涂料的VOC含量限制在150克/升；非平面的高光泽涂料的VOC含量限制在250克/升；工业维护涂料的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。我国政府也越来越重视人们的生存环境，国家质检总局于2001年12月10日发布了10项室内装饰装修材料中有害物质限量的强制性标准，规定自2002年1月1日起生产企业应按这些标准组织生产，自2002年7月1日起市场禁止销售不符合10项标准的产品。涉及涂料VOC的

5、强制性国家标准有GB18581-2001“室内装饰装修材料 溶剂型木器涂料中有害物质限量”和GB18582-2001“室内装饰材料内墙涂料有害物质限量标准”。4国内外低VOC型涂料发展状况日益严格的环保法规对于涂料界是一个重大挑战，也是实现涂料技术进步的一个大好的机遇。树脂和助剂制造商已经做出了很大的努力以满足涂料工业中降低VOC的需要，开发了许多低VOC的涂料原材料投入市场。涂料厂家也纷纷推出各种“环保型涂料”新产品，常见品种有：高固体分溶剂型涂料；无溶剂涂料；电泳涂料； 辐射固化涂料； 水性涂料； 粉末涂料； 这些涂料都显著降低甚至完全消除了VOC的排放，对于节约资源、保护环境发挥了重要的

6、作用。各种环保型涂料中，水性涂料以水为分散介质，具有生产工艺简单，成本较低，使用安全方便等优点，发展速度最快。在推广环保型涂料方面，欧美等发达国家起步较早，进展较大。欧洲许多国家都针对限制涂料施工过程中VOC排放做了大量工作，但各国的情况有所不同，其中北欧进展较大，南部法国、意大利等国家相对慢一些。   欧洲涂料工业降低VOC排放的主要途径是改进生产和施工工艺，包括开发环保型涂料配方和施工技术，例如水性涂料、粉末涂料、高固体分溶剂型涂料和辐射固化涂料等技术以及它们之间的复合工艺，如水性/辐射固化工艺、粉末/辐射固化工艺、粉末/水性工艺等。但这些工艺在不同领域普及程度有所差别

7、，主要是受到技术本身和成本等因素的影响，如在木器涂料领域，其他产品无法达到溶剂型涂料的装饰效果。从1990年到2003年，全欧洲涂料工业VOC总排放量下降了28%。在工业涂料如汽车OEM涂料、卷材涂料和金属包装涂料；建筑涂料如内外墙涂料、屋面防水涂料、水泥地坪涂料；木器漆和室内装饰涂料等方面，低VOC型的涂料都得到了很大的发展在德、法、意等国，水性漆在汽车、铁路车辆制造和维修行业已经开始工业化应用。根据布鲁塞尔的Irfab化工咨询公司的研究报告预测，欧洲的水性工业涂料产量将从1999年的50万吨增长到2010的100万吨。该报告认为水性工业涂料有着巨大的发展空间，其增长速度将是普通涂料的四倍。

8、按照欧共体的溶剂释放指南 SED (Solvent Emissions Directive) , 未来的几年内装饰涂料中的VOC 将减少50%。为降低装饰涂料中VOC的释放, 欧共体成员国及周边国家开展了一系列关于装饰涂料释放有机挥发物对环境及施工人员 ( 包括专业施工人员和DIY自助施工人员)的危害的调查。涉及的装饰涂料包括建筑内外墙涂料、家具漆、地板涂料、塑料涂料等。从大量调查和实验室分析中可以了解到目前技术所能达到的 VOC 水平如下 : 品种VOC, g/L传统醇酸漆 350高固体醇酸 250醇酸乳液 20丙烯酸乳胶漆 ( 内、外墙 ) 30丙烯酸乳液 ( 木材用 ) 190溶剂型丙烯

9、酸外墙漆450为降低 VOC , 曾对水性醇酸寄予很高的期望。但是到目前为止, 该品种市场的进入还较慢, 仍然有一些技术上的缺陷有待改进。不过 , 只要在耐水性和施工性能上(干性) 有所突破, 它们将享有重要的市场份额。高固体醇酸的VOC 较低,具有一次施工可达 60100 m 的优点,在需求高性能和高施工效率的场合有显著优势。但其干性慢,产品成本高于传统醇酸,影晌了其市场的接受程度。 乳胶漆统领内外墙涂料已经几十年, 其技术已相当的成熟,近年来的改进主要集中在提高施工性能(粘度控制，一次施工达到规定厚度),提高耐候性、耐沾污性以及制备超低 VOC或“零”VOC的内墙涂料。而且在某些情况下(

10、例如对耐污染性要求高,低温施工环境等)溶剂型的内外墙涂料仍然具有优势。作为木器装饰涂料,水性产品远不如内外墙涂料所占的份额多。在北欧, 由于其装饰着重于原木的自然风格, 对涂料的装饰效果要求不高, 水性装饰涂料应用较多, 西班牙也有类似的观念。水性涂料耐水性和耐划伤性较差，在低温或高湿条件下施工的干燥也是问题。目前性能最好和是双组分水性聚氨酯漆，但其价格也远高于溶剂型聚氨酯漆。单组分聚氨酯漆使用方便，应用更为普遍。美国是第一涂料生产大国，年产量已达到650万吨，占世界年产量的25%以上。近几年，美国环保型涂料呈强劲上升的趋势，1994年美国水性涂料所占比例为51%、2002年就提高到73%。欧

11、洲环保涂料比重由1992年的51%提高到2002年的74%左右，亚太地区则由1992年的18%提高到2002年的32%。环保型涂料还以前所未有的速度向汽车修补涂料、防腐蚀涂料、道路标示涂料等溶剂型涂料所占比重较大的领域渗透。我国涂料年产量已跃居世界第二位，据国家统计局数据，2007年全国涂料生产总量为597.28万吨，其中油漆产量为417.72万吨，同比增长16.2%，建筑涂料产量为179.56万吨，同比增长6%。油漆的增长速度远高于建筑涂料的产量增长速度，产量比重由2006年的67.98%，提升到2007年的69.94%，增长了2%。而建筑涂料的比重则无明显变化，两年均保持在30%，环保型涂料的发展相对落后。建筑外墙涂装工程中，水性丙烯酸外墙涂料占有绝对优势。只有一些对装饰性、耐候性、耐污染有特殊要求的工程少量采用溶剂型氟碳漆、丙烯酸漆或聚氨酯漆。木器行业中，溶剂型双组分聚氨酯漆仍然是家具工厂用漆和室内装修漆的主要品种。光固化涂料由于具有固化快、生产效率高，无溶剂释放等优点，在工厂的家具、地板生产线上的应用原来越