-
VOC
(揮發(fā)性有機(jī)化合物)
VOC是揮發(fā)性有機(jī)化合物(volatile organic compounds)的英文縮寫。普通意義上的VOC就是指揮發(fā)性有機(jī)物;但是環(huán)保意義上的定義是指活潑的一類揮發(fā)性有機(jī)物,即會產(chǎn)生危害的那一類揮發(fā)性有機(jī)物。
VOC還可以表示VOC文件:Creative公司波形音頻文件格式,也是聲霸卡(sound blaster)使用的音頻文件格式。每個(gè)VOC文件由文件頭塊(header block)和音頻數(shù)據(jù)塊(data block)組成。文件頭包含一個(gè)標(biāo)識版本號和一個(gè)指向數(shù)據(jù)塊起始的指針。數(shù)據(jù)塊分成各種類型的子塊。如聲音數(shù)據(jù)靜音標(biāo)識ASCII碼文件重復(fù)的結(jié)果重復(fù)以及終止標(biāo)志,擴(kuò)展塊等。
- 揮發(fā)性有機(jī)化合物
- volatile organic compounds
- 化學(xué)專業(yè)術(shù)語
- 有機(jī)物
- 頭痛或眼花等
目錄
定義種類
VOC是揮發(fā)性有機(jī)化合物(volatile organic compounds)的英文縮寫。
例如,美國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。美國聯(lián)邦環(huán)保署(EPA)的定義:揮發(fā)性有機(jī)化合物是除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外,任何參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物。
世界衛(wèi)生組織(WHO,1989)對總揮發(fā)性有機(jī)化合物(TVOC)的定義為,熔點(diǎn)低于室溫而沸點(diǎn)在50~260℃之間的揮發(fā)性有機(jī)化合物的總稱。
有關(guān)色漆和清漆通用術(shù)語的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4618/1-1998和德國DIN 55649-2000標(biāo)準(zhǔn)對VOC的定義是,原則上,在常溫常壓下,任何能自發(fā)揮發(fā)的有機(jī)液體和/或固體。同時(shí),德國DIN 55649-2000標(biāo)準(zhǔn)在測定VOC含量時(shí),又做了一個(gè)限定,即在通常壓力條件下,沸點(diǎn)或初餾點(diǎn)低于或等于250℃的任何有機(jī)化合物。
巴斯夫公司則認(rèn)為,最方便和最常見的方法是根據(jù)沸點(diǎn)來界定哪些物質(zhì)屬于VOC,而最普遍的共識認(rèn)為VOC是指那些沸點(diǎn)等于或低于250℃的化學(xué)物質(zhì)。所以沸點(diǎn)超過250℃的那些物質(zhì)不歸入VOC的范疇,往往被稱為增塑劑。
這些定義有相同之處,但也各有側(cè)重
如美國的定義,對沸點(diǎn)初餾點(diǎn)不作限定,強(qiáng)調(diào)參加大氣光化學(xué)反應(yīng)。不參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的就叫作豁免溶劑,如丙酮、四氯乙烷等。而世界衛(wèi)生組織和巴斯夫則對沸點(diǎn)或初餾點(diǎn)作限定,不管其是否參加大氣光化學(xué)反應(yīng)。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4618/1-1998和德國DIN 55649-2000標(biāo)準(zhǔn)對沸點(diǎn)初餾點(diǎn)不作限定,也不管是否參加大氣光化學(xué)反應(yīng),只強(qiáng)調(diào)在常溫常壓下能自發(fā)揮發(fā)。
可將這些VOC的定義分為二類
一類是普通意義上的VOC定義,只說明什么是揮發(fā)性有機(jī)物,或者是在什么條件下是揮發(fā)性有機(jī)物;
另一類是環(huán)保意義上的定義,也就是說,是活潑的那一類揮發(fā)性有機(jī)物,即會產(chǎn)生危害的那一類揮發(fā)性有機(jī)物。非常明顯,從環(huán)保意義上說,揮發(fā)和參加大氣光化學(xué)反應(yīng)這兩點(diǎn)是十分重要的。不揮發(fā)或不參加大氣光化學(xué)反應(yīng)就不構(gòu)成危害。這也就是歐洲將溶劑按光化臭氧產(chǎn)生潛力來分類的原因。
危害
VOC即揮發(fā)性有機(jī)化合物,對人體健康有巨大影響。當(dāng)居室中的VOC達(dá)到一定濃度時(shí),短時(shí)間內(nèi)人們會感到頭痛、惡心、嘔吐、乏力等,嚴(yán)重時(shí)會出現(xiàn)抽搐、昏迷,并會傷害到人的肝臟、腎臟、大腦和神經(jīng)系統(tǒng),造成記憶力減退等嚴(yán)重后果。
家庭裝飾裝修過程中使用的涂料是室內(nèi)VOC的主要來源之一。所以,各國都對涂料等裝飾裝修材料中的VOC含量做了限制。
有關(guān)規(guī)定
從7月1日起強(qiáng)制執(zhí)行的涂料國標(biāo)《GB18582-2001室內(nèi)裝飾裝修材料內(nèi)墻涂料中有害物質(zhì)限量》中VOC含量的定義是:“涂料中總揮發(fā)物含量扣減水分含量,即為涂料中揮發(fā)性有機(jī)化合物含量。”一般說來,材料中所含VOC越少,它對人體的危害就越輕微。涂料國標(biāo)中對內(nèi)墻涂料中VOC含量的要求是:不得高于每升200克。
國外發(fā)達(dá)國家對涂料中VOC含量的限制很嚴(yán)格。以歐盟而言,一類(亞光類)涂料不得高于每升30克,二類(有光類)不得高于每升200克;而在國內(nèi),國家環(huán)保總局最新發(fā)布的水性內(nèi)墻涂料環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證要求規(guī)定,VOC不得高于每升100克;北京市制定的《室內(nèi)裝飾裝修涂料安全健康質(zhì)量評價(jià)規(guī)則》,對VOC的要求是必須在每升125克以下。
VOC室外主要來自燃料燃燒和交通運(yùn)輸;室內(nèi)主要來自燃煤和天然氣等燃燒產(chǎn)物、吸煙、采暖和烹調(diào)等得煙霧,建筑和裝飾材料、家具、家用電器、清潔劑和人體本身的排放等。
煙草行業(yè):油墨、有機(jī)溶劑;
紡織品行業(yè):鞋類制品所用的膠水等;
玩具行業(yè):涂改液、香味玩具等;
家具裝飾材料:涂料、油漆、膠黏劑等;
汽車配件材料:膠水、油漆等;
電子電氣行業(yè):在較高溫度下使用時(shí)會揮發(fā)出VOC、電子五金的清潔溶劑等;
其他:洗滌劑、清潔劑、衣物柔順劑、化妝品、辦公用品、壁紙及其他裝飾品。[1]
解讀VOC,家居更環(huán)保
VOC是由許多不同產(chǎn)品所散發(fā)出的有機(jī)的(碳基)氣體,也被稱為碳?xì)浠衔。VOC的蒸發(fā)是由足夠的壓力引起的。
常見的室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)化合物來源有裝修建材、地毯、打印機(jī)、家具、涂料稀釋劑、膠水、化妝品和某些噴霧劑,以及塑料制品。根據(jù)環(huán)境保護(hù)局的報(bào)告,如果沒有足夠的通風(fēng)設(shè)備使空氣流通,并且VOC存在于室內(nèi),那么室內(nèi)空氣污染程度將會比室外空氣嚴(yán)重10倍之多。
VOC的主要成分有:烴類、鹵代烴、氧烴和氮烴,它包括:苯系物、有機(jī)氯化物、氟里昂系列、有機(jī)酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化合物等。VOC是揮發(fā)性有機(jī)化合物的英文簡稱,通常所說的墻面漆中對人體有害的化學(xué)物質(zhì)(重金屬除外)就是指VOC。這些揮發(fā)性有機(jī)化合物包括甲醛、氨、乙二醇、酯類等物質(zhì)。當(dāng)房間里VOC達(dá)到一定濃度時(shí),會引起頭痛、惡心、嘔吐、乏力等癥狀,嚴(yán)重時(shí)甚至引發(fā)抽搐、昏迷,傷害肝臟、腎臟、大腦和神經(jīng)系統(tǒng),造成記憶力減退等嚴(yán)重后果。
我們居室中的VOC主要來源于乳膠漆、墻紙、地面、絕熱材料、粘結(jié)劑等裝修材料。中國的《室內(nèi)裝飾裝修材料有害物含量》規(guī)定:墻面漆中的VOC含量須≤200克/升;環(huán)境標(biāo)志認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)也要求墻面漆除水后的VOC含量要≤80克/升;發(fā)達(dá)國家的標(biāo)準(zhǔn)則更嚴(yán)苛,如歐盟標(biāo)準(zhǔn)中墻面漆的VOC含量須≤75克/升。
杜絕裝修污染應(yīng)該從源頭抓起。墻面漆中的VOC來自于它所采用的原材料,所以控制原材料的VOC含量至關(guān)重要。作為消費(fèi)者,我們應(yīng)該選擇那些不含VOC或含低VOC的高品質(zhì)墻面漆;例如:美國品牌宣偉(sherwin-williams)推出了零VOC系列產(chǎn)品環(huán)康,依據(jù)美國環(huán)保署檢測標(biāo)準(zhǔn)(EPA24法)來研發(fā),是的零VOC環(huán)保產(chǎn)品。國際著名品牌來威漆推出的系列超低VOC墻面漆,是依照歐盟標(biāo)準(zhǔn)中墻面漆的VOC含量來制作的:來威金裝全效超低VOC墻面漆和來威超純凈墻面漆都具有出色的環(huán)保品質(zhì)。據(jù)了解,這兩款產(chǎn)品采用了創(chuàng)新超低VOC配方,使其VOC的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家規(guī)定,讓家居空氣更加自然清新,使您的身體更加健康。
鑒于VOC的高揮發(fā)性,在選用VOC含量低的優(yōu)質(zhì)墻面漆的同時(shí),還應(yīng)將新裝修的房子空置一段時(shí)間保持通風(fēng),減少VOC在空氣中的殘存量。了解VOC,遠(yuǎn)離VOC,保護(hù)自己及家人的健康,才能讓您擁有一個(gè)真正健康環(huán)保的家!
VOC確能致癌
報(bào)告稱我國每年數(shù)十萬人死于裝修污染,專家稱兇手是VOC。據(jù)世界衛(wèi)生組織在2005年發(fā)布的《世界衛(wèi)生組織甲醛致癌報(bào)告》中指出,我國因裝修污染引起的年死亡人數(shù)為11.1萬人,平均每天約304人,并有證據(jù)表示這個(gè)死亡人數(shù)仍在逐年攀升。[2]
國家化學(xué)建筑專家組副組長石玉梅教授指出VOC是揮發(fā)性有機(jī)化合物的英文簡稱。眾所周知,涂料是一種化學(xué)產(chǎn)品,其中含有很多能參加光學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物,也就是VOC。當(dāng)居室中的voc超過一定濃度時(shí),在短時(shí)間內(nèi)人們會感到頭痛、惡心、嘔吐、四肢乏力。如不及時(shí)離開現(xiàn)場,會感到以上癥狀加劇,嚴(yán)重時(shí)會抽搐、昏迷,導(dǎo)致記憶力減退。VOC傷害人的肝臟、腎臟、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)甚至?xí)䦟?dǎo)致人體血液出問題,患上白血病等其他嚴(yán)重的疾病。
中國環(huán)境科學(xué)院副院長兼總工程師夏青教授談到VOC對人體的危害時(shí)認(rèn)為:由于嬰幼兒有90%的時(shí)間是在室內(nèi)度過的,所以有毒涂料中的有害物質(zhì)對兒童的侵害時(shí)間最長、最大,而兒童的身心特征又使得這種危害的后果要比成人更為嚴(yán)重。
由于對人體有害,2005年7月1日起強(qiáng)制實(shí)行的國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,內(nèi)墻乳膠漆VOC要小于等于200克/升,如果要獲得綠色環(huán)保“十環(huán)標(biāo)志”,則VOC含量要小于100克/升。
使用芳香劑反而有害
據(jù)北京富亞涂料有限公司總經(jīng)理蔣和平介紹,由于大多數(shù)涂料在刷涂時(shí)都有異味,消費(fèi)者習(xí)以為常,往往忽視這其中的害處,因此有毒涂料依然大行其道。至于那些令人窒息的氣味,消費(fèi)者往往買一些遮味、蓋味的產(chǎn)品回去噴一下,如“涂料芳香”等,用濃烈的香味蓋住有毒涂料的異味。但是,“涂料芳香劑”等產(chǎn)品并不能消除涂料中有害物質(zhì)對人體的侵害,相反,芳香的氣味容易使室內(nèi)的人對有毒涂料產(chǎn)生麻痹。
涂料中的VOC是一種揮發(fā)物質(zhì),其中的甲醛、苯、二甲苯等有害物質(zhì)會慢慢揮發(fā)出來,不太容易引起人們的注意,等到身體出現(xiàn)了嚴(yán)重不適的感覺時(shí),有害物質(zhì)對人體的侵害程度已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重了。因此,在購買涂料時(shí),還是最好選購那些VOC含量低、有“十環(huán)標(biāo)志”的綠色產(chǎn)品,而對于嬰幼兒及兒童則最好選用專用的兒童臥室漆。
木器漆中的VOC的危害
木器漆中的VOC是一種揮發(fā)物質(zhì),其中的甲醛、苯、二甲苯等有害物質(zhì)會慢慢揮發(fā)出來,它的侵害過程緩慢,而又不太容易引起人們的注意,等到發(fā)現(xiàn)身體出現(xiàn)了嚴(yán)重不適的感覺時(shí),有害物質(zhì)對人體的侵害程度已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重了。主要危害如下:
根據(jù)最新的研究資料表明,甲苯、二甲苯進(jìn)入大氣層后會產(chǎn)生一定的光電反應(yīng),對臭氧層有一定的破壞作用。
在聚氨酯(PUR)類木器漆中,只有游離TDI低于0.5%,才對人體不會造成毒害作用;因?yàn)樵诘蜐舛认,游離TDI不易從體系中逸出,形不成對人體產(chǎn)生毒害的TDI蒸汽。在現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)中,對游離TDI規(guī)定為油性漆調(diào)配之后低于0.7%,那么單就固化劑組來講實(shí)際上仍屬于劇毒級,因?yàn)閲鴥?nèi)TDI聚合工業(yè)的水準(zhǔn)問題,與發(fā)達(dá)國家差距甚大,所以從保護(hù)民族工業(yè)的角度出發(fā),國家制定的標(biāo)準(zhǔn)范圍較寬。
綜上所述,木器漆中的VOC對于人體健康和地球環(huán)境有著重大影響,由于VOC本身具有著極大的危害性,已經(jīng)被社會喻為人類的“隱形殺手”。如何降低和消除木器漆中的VOC也成為了涂料行業(yè)新的發(fā)展目標(biāo)。
1、活性吸附法
在有機(jī)廢氣治理工藝中 , 吸附是處理效果好、使用較廣的方法之一 , 吸附劑有活性炭、硅藻土、沸石等 , 其中活性炭吸附應(yīng)用最多。通過吸附系統(tǒng) , 不僅可以使 VOC 濃度大大降低 , 實(shí)現(xiàn)廢氣達(dá)標(biāo)排放 , 而且吸附后通過氣提解吸 , 收集物可回用于生產(chǎn)。
2、引風(fēng)高空排放法
這是一般企業(yè)在裝漆、砂磨等崗位使用最多、最簡便的方法之一 , 其成本低、易操作、效果明顯。但高空排放只是污染的轉(zhuǎn)移 , 并沒有真正解決污染問題 , 而引風(fēng)機(jī)功力大小和風(fēng)口安裝高度又直接影響引風(fēng)效果。
3、燃燒處理法
VOC 為有機(jī)揮發(fā)性物質(zhì) , 易燃燒 , 可采用常溫或催化氧化燃燒處理 , 氣體由引風(fēng)管道通入鍋爐或焚燒爐燃燒 , 但對高溫有機(jī)氣體還要經(jīng)過安全論證。此法處理比較完全, 基本可以把VOC 轉(zhuǎn)化為CO2 、H2O 。
4、吸收除氣法
因 VOC 一般都溶解于柴油或 200 # 汽油等有機(jī)溶劑 , 可用柴油或 200 # 汽油吸收 VOC , 吸收后的溶劑可用于燃料或稀釋劑。這種方法操作方便、成本低 , 但吸收處理后一般尚有揮發(fā)氣體殘余 , 因有機(jī)溶劑本身易揮發(fā) , 因此不能使 VOC 降為零 , 若遇高溫 , 則吸收率更低。
5、冷凝收集法
對反應(yīng)釜高溫有機(jī)氣體可采用冷凝收集 , 先用直冷凝再螺旋冷凝 , 該法除氣效果明顯 , 易操作、運(yùn)行成本低 , 但對低沸點(diǎn)氣體效果不佳。[3]
6、生物處理法
有機(jī)廢氣的生物處理是最經(jīng)濟(jì)有效的方法 , 效果好、運(yùn)行費(fèi)用低于任何一種處理方法 , 安全、易操作。 VOC 的生物凈化法有直接微生物凈化法、間接微生物處理法 ( 先水吸收再廢水生物處理 ) 及植物凈化法等。[4] 直接生物凈化有生物吸收池、生物洗滌池、生物滴濾池、生物過濾池 , 處理效果好、操作方便 , 其中生物過濾池技術(shù)成熟 , 應(yīng)用較多。如德國和荷蘭建有幾百座廢氣生物濾池 , 運(yùn)行效果都很好。
生物處理法是用水或弱堿液吸收 VOC , 其中含有的醇類、醛類等物質(zhì)易溶于水 , 吸收后的廢水再用生物降解 , 使廢水達(dá)標(biāo)排放。植物凈化法就是廠區(qū)內(nèi)增加綠化面積 , 利用綠色植物吸收和轉(zhuǎn)化大氣中的污染物來凈化空氣 , 這種方法適用于大環(huán)境低濃度的污染。
7、采用替代 HAP 溶劑法
溶劑型涂料中的 VOC 污染物主要是甲苯、二甲苯中的揮發(fā)氣體 , 雖然苯類稀釋劑具有很多施工上的優(yōu)點(diǎn) , 但其毒害作用是眾所周知的。因此 , 有的廠家正在尋找能替代含甲苯、二甲苯溶劑的配方 , 使涂料環(huán)保性能更好。
鑒于VOC的危害性,世界各國政府及采購商都對采購的產(chǎn)品中的VOC含量有不同程度的要求。
序號測試項(xiàng)目 voc 中文名稱
VOC檢測器(4張)
1Cyclohexanone 環(huán)己酮
2Isophorone 異佛樂酮
3Methanol 甲醇
4Ethanol 乙醇
5Phenol 苯酚
6Acetone 丙酮
7Ethyl acetate 乙酸乙酯
8Benzene 苯
9n-Butanol 正丁醇
10 MIBK(Methyl isobutyl ketone) 甲基異丁基酮
11 n-Butyl acetate 醋酸正丁酯
12 Xylene (m,p,o) 二甲苯(鄰,間,對)
13 Toluene 甲苯
14 Styrene 苯乙烯
15 1,2-dichlorobenzene 1,2-- 二氯苯
16 Acetophenone 苯乙酮
17 MEK(Methyl ethyl ketone) 甲乙酮
18 Iso-propanol(Isopropyl alcohol) 異丙醇
19 Dichloromethane 二氯甲烷
20 Trichloroethylene 三氯乙烯
21 Ethyl benzene 乙苯
22 n-Hexane 正己烷
23 2-methoxylethyl acetate 2-甲氧基乙酸乙酯
24 Nitrobenzne 硝基苯
25 Bis(2-methyoxyethyl)ether 雙(2-甲氧基乙基)醚
26 Mesitylene(1,3,5-Trimethylbenzene) 1,3,5-三甲基苯
當(dāng)今涂料的發(fā)展力求符合“4E“原則,即經(jīng)濟(jì)、效率、生態(tài)、能源,在此原則的基礎(chǔ)上,建筑涂料的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)才能不斷變革和完善。同時(shí),減少VOC的含量,以確保建筑涂料符合環(huán)保安全性能的要求,是建筑涂料發(fā)展的總趨勢。
為了配合這種發(fā)展趨勢,我們國家陸續(xù)出臺了相關(guān)的法律法規(guī),其中有關(guān)VOC控制的法規(guī)是強(qiáng)制性國標(biāo)GB 18582-2001和環(huán)境標(biāo)志認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)HBCl2-2002,具體內(nèi)容見表1。
表1 關(guān)于VOC限量標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容
標(biāo)準(zhǔn)號 內(nèi) 容 水性內(nèi)墻涂料VOC限量/g/L
GBl8582-2001 內(nèi)墻涂料中有害物質(zhì)限量 VOC<200
HBCl2-2002 環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn) TVOC<l00從表中直觀地看,TVOC就比VOC少一半,但實(shí)際這兩個(gè)關(guān)于VOC的限量標(biāo)準(zhǔn)差異是否就只差一半呢?答案是否定的,我們將從以下兩者的定義和公式來分析.
TVOC和VOC的差異
VOC是指"1升涂料中除去水的物質(zhì)當(dāng)中含有有機(jī)揮發(fā)物的重量",而TVOC是指"1升涂料中含有有機(jī)揮發(fā)物的重量",它們的計(jì)算公式分別是:
VOC=(X%-H2O%)×Dc×1000
(X%-H2O%)×Dc
TVOC=-----------×1000
100%-H2O%(Dc/Dw)
式中:X%-涂料中揮發(fā)性物質(zhì)重量含量
Dc-水性涂料的密度,g/mL
H20%-涂料中水的重量含量
DW-水的密度,g/mL
TVOC可以經(jīng)過公式簡化,得到與VOC的關(guān)系:
除水外所有揮發(fā)份的重量含量×Dc
TVOC=--------------------×1000
固體體積含量+除水外所有揮發(fā)份的體積含量×Dc
1000
=------------------------------------
1/除水所有揮發(fā)份混合比重+固體體積含量/除水外所有揮發(fā)份重量固含×Dc
因?yàn)?ldquo;除水外所有揮發(fā)份混合比重≈1”,所以:大部分內(nèi)墻涂料的體積固含量大約在35%~40%左右,當(dāng)TVOC限量為100g/L時(shí),所對應(yīng)的VOC大約是(39~44)g/L。因此;環(huán)標(biāo)中TVOC的限量標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比國標(biāo)中VOC的限量標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格。其實(shí)即使是100%的固含,VOC仍然大于TVOC。
由此可見,控制配方中的TVOC比控制VOC更為直接。那么,為了滿足TVOC的限量標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)該在配方上如何調(diào)整,調(diào)整后會給涂料性能帶來什么變化,在下面進(jìn)行論述。
為滿足TVOC在配方方面所采取的方法
實(shí)際上,要滿足國標(biāo)GBl8582-2001對VOC的限量非常容易,但是滿足環(huán)標(biāo)就很困難。按公式推導(dǎo),滿足國標(biāo)時(shí)可以添加揮發(fā)性有機(jī)溶劑大約是配方含量的12.5%~15%,而要滿足環(huán)標(biāo)卻只能添加到3%~3.5%左右。那么,為什么說環(huán)標(biāo)很難滿足呢?是因?yàn)榘裋OC降低到限制范圍后,會對內(nèi)墻涂料產(chǎn)品的成膜性能和防凍性能產(chǎn)生較大的影響,所以必須采取必要的方法才有可能適應(yīng)。通過實(shí)驗(yàn),我們歸納出以下幾種方法。
2.1 保證在揮發(fā)性溶劑含量不變的情況下,適當(dāng)提高產(chǎn)品的體積固含量
無論是從定義來分析還是由公式推算,在保證揮發(fā)性溶劑含量不變的前提下,提高產(chǎn)品的體積固含量能降低體系的TVOC,但是會略微提高VOC,因?yàn)橥苛系谋戎卦龃罅。提高體積固含量有效的途徑是用部分粉料替代配方當(dāng)中的水,或者整體提高配方當(dāng)中的固體含量。
2.2 使用高效的成膜助劑,降低溶劑添加量
傳統(tǒng)的成膜助劑是Texanol、醇醚、溶劑汽油及苯甲醇等溶劑,這些溶劑要么助成膜效率一般,要么本身氣味較大,都很難圓滿地解決問題。為此,國內(nèi)外溶劑廠商陸續(xù)推出了一些高效的成膜助劑,能夠保證成膜效率的基礎(chǔ)上降低TVOC。我們做的一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2.
表2 成膜助劑的實(shí)驗(yàn)
類別 氣味 推薦量/% 對體系的影響
TEXANOL® - 6~10 略有增稠
雙酯 較大 4~7 水溶性差,易產(chǎn)生縮孔現(xiàn)象
PPH 柔和香味 3~5 干燥速度慢,添加量要小心
Cresol混合酯 基本無味 4~7 在苯丙體系中混溶性差
DalpadC 基本無味 4~7 在苯丙體系中混溶性較差
由此可見,通過選擇適當(dāng)?shù)某赡ぶ鷦,至少可降?5%的揮發(fā)性有機(jī)溶劑添加量,對TVOC和VOC的降低大有幫助。
2.3 直接降低抗凍劑的用量,或利用保護(hù)性助劑提高乳液的抗凍能力,降低抗凍溶劑的添加量
乳膠漆的抗凍性能主要還是有乙二醇或丙二醇等抗凍劑來提供,這些都屬于VOC范疇。降低它們的添加量就可以降低TVOC和VOC,但會對體系的抗凍性能產(chǎn)生影響。因此,選擇保護(hù)性助劑能夠解決這個(gè)矛盾。這些助劑包括低分子量的纖維素和乳化劑等。
2.4 使用低溫成膜的乳液
作為內(nèi)墻涂料品種,降低VOC是提高產(chǎn)品環(huán)保性能的主要課題。國內(nèi)低VOC或零VOC內(nèi)墻乳膠漆尚處于研發(fā)階段,還沒有關(guān)于低VOC內(nèi)墻乳膠漆的標(biāo)準(zhǔn)或概念,而且在零售市場上還沒有注明屬于低VOC的產(chǎn)品。而國外在這一領(lǐng)域已經(jīng)比較成熟,特別是國外低VOC乳膠漆在零售市場上處于重要地位,并在產(chǎn)品包裝標(biāo)志上注明VOC的含量。實(shí)際上,這些低VOC或零VOC的產(chǎn)品就是選擇了成膜溫度界于(0~3)℃,而且具有一定的低溫穩(wěn)定性的乳液。這樣一來,在配方當(dāng)中就可以不添加或少量添加成膜助劑和抗凍劑,真正地實(shí)現(xiàn)低VOC或零VOC,但產(chǎn)品性能多少受到一些限制。如果在這種體系中重新添加適量的成膜。
助劑和抗凍劑,既滿足了TVOC的限量要求,又能保證涂料的性能。
控制TVOC不當(dāng)所產(chǎn)生的問題及解決手段
雖然我們提出了控制TVOC的方法,但畢竟TVOC的限量標(biāo)準(zhǔn)太嚴(yán)格,而且在這一領(lǐng)域還屬于摸索階段,這些方法的采用會存在一些不足和問題,下面就碰到的情況進(jìn)行初步分析。
3.1 對干燥速度的影響
使用的這些溶劑都屬于干速較慢的溶劑,如果降低其含量,會導(dǎo)致漆膜的干燥速度加快,直接影響漆膜的外觀(例如流平效果)。可以通過調(diào)整保水性的增稠劑來改善這個(gè)情況。
3.2 對開裂的影響
降低成膜助劑的含量,實(shí)際上就是降低了乳液在低溫下的粘結(jié)性能,直接導(dǎo)致產(chǎn)品在低溫施工時(shí)容易發(fā)生開裂問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,PVC界于55~70左右的普通產(chǎn)品,如果必須滿足TVOC的限量要求,在溫度低于813,濕度在50%的環(huán)境下,濕膜厚度大于500μm時(shí)都有不同程度的開裂情況。但如果施工方式只是刷涂和輥涂,濕膜厚度只有100μn左右,還不會有太大的問題。
3.3 抗凍性有所降低
如果采用降低抗凍劑來滿足TVOC的限量,直接影響到的是產(chǎn)品在低溫時(shí)的貯存穩(wěn)定性?梢酝ㄟ^添加保護(hù)性助劑提高產(chǎn)品的抗凍能力。
結(jié)語
降低VOC是涂料的發(fā)展方向,為此國家在制定標(biāo)準(zhǔn)方面花了不少功夫,但就這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)而言,差異如此之大確實(shí)給建筑涂料廠家造成很大的壓力。如果只滿足國標(biāo),則配方幾乎不需要做任何調(diào)整,對VOC起不到控制作用;而環(huán)保標(biāo)志的限量又非常嚴(yán)格,配方調(diào)整的幅度較大,造成產(chǎn)品的施工寬容度下降或成本上升。所以,如何取得平衡需要同仁們共同關(guān)注和探討。