建筑涂料行業(yè)VOCs控制現(xiàn)狀如何？

 

　　1、治理現(xiàn)狀

 

　　由于建筑涂料必須在開放空間中涂裝，VOCs基本屬于無組織排放，且排放源分散，污染控制難，環(huán)境監(jiān)管難度大，因此目前北京市建筑涂料使用過程中的VOCs排放無末端治理措施。

 

　　而采用源頭控制措施，直接控制產(chǎn)品中VOCs含量，采用低VOCs或無VOCs的環(huán)境友好型涂料替代溶劑型涂料，或者調(diào)整乳膠漆配方降低VOCs含量，形成建筑涂料涂裝行業(yè)從用途管控、配方設(shè)計(jì)、使用監(jiān)管等VOCs減排一體化戰(zhàn)略，才能降低建筑涂料涂裝行業(yè)VOCs排放。

 

　　而且，目前涂料行業(yè)VOCs減排政策管理層面“重涂裝、輕涂料”、“重末端控制、輕源頭減用”，不僅行政成本高，而且監(jiān)管效果不好，因此控制建筑涂料產(chǎn)品中的VOCs含量是建筑涂料VOCs減排的核心。

 

　　2、乳膠漆中VOCs含量控制技術(shù)

 

　　關(guān)于控制乳膠漆產(chǎn)品中VOCs含量，需介紹乳膠漆降低VOCs含量的配方設(shè)計(jì)，乳膠漆降低VOCs含量應(yīng)從乳液的選用、水性助劑的合理使用、顏填料的選擇等方面入手，如下作詳細(xì)介紹。

 

　　乳膠漆中VOCs的主要來源

 

　　乳膠漆主要成分為乳液、顏料、填充料、助劑與水。乳膠漆以水為分散介質(zhì)，VOCs比溶劑型涂料低得多，在乳膠漆配方中VOCs主要來源于乳液、溶劑、助劑、色漿等，其中最主要的來源是成膜助劑和防凍劑如二醇類溶劑。①乳液：乳液中所含有的殘余單體是VOCs的來源之一。②溶劑：溶劑包括用于改善成膜性能的成膜助劑，目前傳統(tǒng)的成膜助劑是Texanol、醇醚、溶劑汽油及苯甲醇等溶劑;賦予涂料耐凍融穩(wěn)定性的助劑，如乙二醇、丙二醇，這些都是VOCs的主要來源之一。③助劑：助劑包括某些礦物油類消泡劑、改善涂膜流平性能的某些締合型增稠劑、使涂料不變質(zhì)的某些防腐殺菌劑、用于調(diào)節(jié)涂料體系pH值的助劑，如常用的AMP-95等都不同程度地含有溶劑。

 

　　乳液的選用

 

　　乳液是影響乳膠漆的綜合性能特別是涂膜性能的重要因素，乳液影響涂膜的光澤保持性、附著力、耐堿性、耐洗刷性、耐候性、抗起泡性、抗開裂性等性能。超低VOCs乳膠漆應(yīng)選擇不需要成膜助劑和溶劑就能低溫成膜并且理化性能良好的乳液，這要求在乳液合成時(shí)改善一些具體性能，如使乳液具有高玻璃化溫度來提高涂膜的硬度、耐擦洗性和耐沾污性，并考慮降低乳液的最低成膜溫度使涂料在無需成膜助劑時(shí)具有較好的低溫成膜性能等。此外，乳液還應(yīng)具有很低的殘余單體含量，乳液中殘余的單體濃度會(huì)影響乳膠漆的VOCs含量，可以通過調(diào)整聚合工藝參數(shù)來提高單體的轉(zhuǎn)化率，使殘余單體量降到最低值以至趨于零。

 

　　開發(fā)綜合性能優(yōu)良的超低VOCs內(nèi)墻乳膠漆是乳膠漆領(lǐng)域發(fā)展的方向，為減少VOCs排放，近幾年，開發(fā)了核殼乳液、單組分常溫自交聯(lián)乳液的制備及乳液混拼，滿足超低VOCs內(nèi)墻乳膠漆在不需要成膜助劑和溶劑就能低溫成膜的需要。

 

　　水性助劑的合理使用

 

　　使用與體系配伍的水性助劑是保證超低VOCs內(nèi)墻乳膠漆各項(xiàng)施工與測(cè)試性能及控制VOCs含量的關(guān)鍵。傳統(tǒng)乳膠漆使用的成膜助劑、二醇類防凍劑、礦物油類消泡劑、某些締合性增稠劑、防腐殺菌劑及溶劑類的pH值調(diào)節(jié)劑等都是涂料配方中VOCs的主要來源。超低VOCs內(nèi)墻乳膠漆應(yīng)使用可低溫成膜和凍融穩(wěn)定性合格的乳液，以減少VOCs的含量;pH值調(diào)節(jié)劑可以用無機(jī)堿溶液代替溶劑型調(diào)節(jié)劑。此外，選用一些無溶劑的特種表面活性劑和特效助劑來改善涂料的施工性和耐凍融性也是降低乳膠涂料中VOCs的有效方法之一。

 

　　在乳膠漆中添加了乳化劑、分散劑、潤濕劑，乳膠漆體系的表面張力下降，極易產(chǎn)生泡沫，會(huì)造成縮孔、針孔等，影響產(chǎn)品的性能。破泡需要三個(gè)過程：氣泡的再分布、膜厚的減薄和膜的破裂。消泡劑的種類比較多，但一般都具有破泡、抑泡和脫泡的多重作用。為了滿足超低VOCs的要求，應(yīng)該選用非礦物油類消泡劑，且在泡基本消失后加入增稠劑，因?yàn)檎扯雀叩臅r(shí)候不利于消泡。

 

　　乳膠漆在長期貯存的過程中，分散劑不足，則易出現(xiàn)絮凝;分散劑過量，很容易出現(xiàn)分層現(xiàn)象。這是因?yàn)殡S著分散劑用量的增加，顏料顆粒之間的作用力增強(qiáng)，雙電層變厚，電位增大，體系的穩(wěn)定性增強(qiáng)，但分散劑的濃度達(dá)到一定的程度后，會(huì)破壞這種雙電層，電位下降，從而出現(xiàn)分水現(xiàn)象，因而需要通過實(shí)驗(yàn)確定分散劑的最佳用量。潤濕分散劑的使用還與顏填料的種類有關(guān)，目前還沒有一種潤濕分散劑能適用于各種不同體系和不同類型的乳膠漆。

 

　　增稠劑是影響乳膠漆流變性能的一個(gè)重要因素。目前，乳膠漆中使用的有機(jī)增稠劑主要有三類:纖維素醚類、聚丙烯酸酯乳液類、締合型增稠劑。

 

　　乳液、纖維素、顏填料和助劑等物質(zhì)為微生物提供了生存及繁殖的條件，乳膠漆中的微生物會(huì)導(dǎo)致難聞的氣味，漆膜出現(xiàn)霉斑、變色，甚至起泡、脫落。因此，為了防止乳膠漆在貯存期間變質(zhì)及成膜后長霉，必須加入防腐劑、防霉劑，一般添加量為0.05%~0.1%。在超低VOCs乳膠漆中不宜選用含有甲醛的防霉殺菌劑。

 

　　顏填料的選擇

 

　　為了保證超低VOCs內(nèi)墻乳膠漆具有良好的低溫成膜性，涂膜具有優(yōu)異的耐擦洗性，應(yīng)該選用成膜性好、與底材附著力強(qiáng)的顏填料。輕鈣、重鈣、滑石粉等具有良好的附著力，可以提高漆膜的耐洗刷和耐磨性，避免出現(xiàn)起泡、掉粉等現(xiàn)象;高嶺土、云母等具有很好的成膜性，可以改善漆膜的柔韌性，賦予漆膜手感滑爽。另外，無機(jī)顏料雖然價(jià)廉性優(yōu)，但無機(jī)顏料中不同程度地含有重金屬離子，是涂料產(chǎn)品中重金屬離子的主要來源。用于健康型建筑內(nèi)墻乳膠漆的顏填料，其重金屬離子應(yīng)作為一個(gè)嚴(yán)格的控制指標(biāo)，盡可能選擇原料組成穩(wěn)定、重金屬離子含量低的顏填料。

 

　　綜上所述，乳膠漆降低VOCs含量的配方設(shè)計(jì)中，減少VOCs的含量涉及到乳液和各種助劑的選擇，各種原料用量比例應(yīng)找到一個(gè)最優(yōu)的平衡點(diǎn)，滿足優(yōu)化施工及測(cè)試性能的要求。