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金沙娱城总站涂料行业“十三五”规划之VOCs防治

更新时间:2019-09-11 18:27

  近年来,我国大气环境受雾霾影响日益加重,引起国家有关部门的高度关注。以国务院办公厅转发环保部等部门关于《推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的通知》(国办发〔2010〕33号)为标志,从国家层面正式将VOCs污染防治工作提上了日程;2012年9月国务院批复实施的《重点区域大气污染防治“十二五”规划》,将VOCs和二氧化硫、氮氧化物、工业烟粉尘一起列为了三区十群的防控重点,把开展VOCs污染防治工作纳入了重点防治任务;2015年2月1日起将涂料纳入消费税征收范畴,对施工状态下VOCs含量低于420g/L(含)的涂料免征消费税。

  目前,在我国涂料总产量中,溶剂型涂料占49%左右,其余为水性、粉末、光固化等环境友好型涂料。与发达国家相比,我国溶剂型涂料比例大(美国溶剂型涂料占30%左右,日本是35%~40%,德国是20%),产生的VOCs比例偏高,国内大多数涂料缺少VOCs限值标准,已有标准与发达国家相比较为宽松。

  改革开放以来36年(1978-2014年),环境友好型涂料占比每年约增加1.2%,“十三五”期间,我国环境友好型涂料占比增速力争增加1倍,到2020年环境友好型涂料占比从目前51%争取达到57%。

  (1)淘汰一批、限制一批、鼓励一批。逐步淘汰高VOCs低固体分溶剂型汽车原厂漆,限制高VOCs低固体分汽车修补漆应用,鼓励水性、高固体分等替代型环境友好型涂料应用新建汽车线必须为低VOCs涂料涂装线)改建。针对已预留使用水性涂料的涂装线,应按期完成旧线改造,并根据实际情况,做好末端治理,达到VOCs减排与节能降耗并行目的;对未预留水性线B涂装线,应做好逐步改建规划,一方面可考虑改建为高固体分溶剂型3C1B工艺,降低改建费用,达到节能减排目的;另一方面酌情建造更环保的水性涂装线)配套产品建议。乘用车企业,底漆全部采用阴极电泳,中涂和底色漆全部水性化;货车、箱式货车企业底漆全部采用阴极电泳漆,中涂实现水性化或采用高固体分、UV光固化等环境友好型涂料。

  (4)涂装工艺改进。禁止使用涂料利用率低于60%的涂装工艺,推广机器人自动喷涂。

  2014年全国船舶涂料供应量约为25000万L,约合32.5万吨,全年VOCs排放约为20万吨。鉴于船舶涂装特殊性及功能性要求,削减VOCs排放最直接有效的手段就是从源头降低涂料VOCs含量。

  (1)源头控制。底漆固含量从72%提高到80%,VOCs降低17.7%,施工同等膜厚,涂料用量可减少11%,总VOCs的排放减少26%;无溶剂产品基本不含VOCs;固含量相近的水性产品相比溶剂型产品,VOCs的含量可以减少超过80%(表2-1)。该控制技术面临两方面问题:一方面,需要花费时间研发新的配方,克服技术壁垒,通过相关测试;另一方面,涂料的成本一般会增加。

  (2)完善环境友好产品配套体系。部分水性船舶涂料、高固体分溶剂型船舶涂料、粉末涂料等相关产品已经进入应用试验阶段,但配套产品缺失制约了体系产品应用发展,因此,产品开发的同时,应对配套产品开发给予更多关注。

  (3)水性涂料产品技术突破:提升水性涂料性能,例如水性防腐底涂使用的水性环氧底漆,在水性底涂可靠性不足时,可考虑在水性中涂和面涂上多做技术攻关,弥补底涂性能不足。

  (4)限制高VOCs低固体分溶剂型船舶涂料生产应用,VOCs超过500g/L或者稀释后VOCs含量超过600g/L涂料应予以限制生产或逐步淘汰。

  钢结构涂装目前以人工喷涂方式为主,大型钢构件以高压无气喷涂为主要施工方式,小型构件以空气喷涂为主要施工方式。

  涂装生产线在车间内或露天施工方式均有,不管是何种施工方式,目前VOCs均是无组织排放。

  (1)推广一批高固体分涂料,如高固体分环氧涂料、丙烯酸聚氨酯涂料、脂肪族聚脲涂料、聚硅氧烷涂料已经有高固体分产品推出,并在国内外已成功应用。

  (2)应用一批成熟的水性涂料,如水性丙烯酸涂料、水性环氧涂料、水性聚氨酯涂料、水性无机富锌涂料。虽已有产品应用案例,但受限于施工因素(冬季低温施工)及产品成本的影响而得不到大规模应用,可通过产品技术攻关与规范施工环节结合的方式,提高产品市场的应用份额。(3)限制和淘汰一批涂料。溶剂型热塑丙烯酸、过氯乙烯、高氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯等涂料在施工时产生较多的VOCs,同时这几种涂料在性能上已完全可以用其他高固体分涂料取代,建议给予限制或淘汰。

  钢结构产品的生命周期往往长于涂层寿命,因此在整个钢结构产品生命周期内,涂层要定期进行维修维护,而每多一次涂装维护就会多产生一次VOCs释放,因此根据防腐时限要求针对性选用长效防腐涂料,可有效降低整个钢结构使用过程中的VOCs排放。

  推广采用高压无气喷涂、空气辅助无气喷涂、高压无气静电喷涂、热喷涂等高施工效率、低污染涂装技术,禁止在露天环境下采用高压空气喷涂工艺,降低漆雾产生,从而降低VOCs排放;规范施工,提高基层涂料附着力,防止因基层涂料脱落造成的涂层维护,从而降低VOCs排放。

  在有条件车间作业环境中,应督促鼓励安装后端处理装置,通过燃烧、吸附、吸收等方法对施工过程中产生的有机溶剂进行回收处理达标后排放,降低污染。

  (1)突破水性木器涂料技术瓶颈。部分产品性能还不能达到溶剂型产品的要求,如丰满度较差、表面张力大、单组分涂膜强度低、封闭性较差、表层返修难、吸水胀筋等问题。部分缺点经过聚合工艺改进、分子结构设计、无机有机复合改性、纳米技术等手段已经得到改善,但在丰满度、表层返修等问题仍存在较大不足。

  (2)政府采购应优先选择水性涂料涂装的家具。在各大政府采购项目,建议采购水性木器涂料涂装家具,给民众起到带头作用。

  (3)淘汰一批、限制一批、鼓励一批。淘汰高VOCs溶剂型硝基木器涂料等高污染产品;限制其他高VOCs溶剂型木器涂料新线建设及生产规模,并逐步淘汰;鼓励水性木器涂料技术研发及推广应用。

  水性涂料和高固体分溶剂型集装箱涂料全面应用还尚需时日,需不断完善配套体系、降低成本、进一步降低产品VOCs含量、提升防腐性能和涂膜强度,同时还必须解决水性涂料冬季修补难题,使其更具广泛适用性。

  (1)水性涂料在集装箱制造业已有一定应用,如水性PVDC底漆、水性丙烯酸内外用面漆双层配套体系,或是水性环氧富锌底漆、水性环氧中间漆、内面漆、水性丙烯酸外面漆三层配套体系,可有效降低VOCs排放量85%。

  水性集装箱涂料的防腐性能与现有溶剂型涂料性能仍有一定差距,且因气温、湿度关系存在冬季修补难题,制约其推广应用。缺乏富锌底漆保护的双层防护体系,防腐能力暂还不能与三层体系相提并论,虽已有水性环氧富锌底漆研发成功,并实现了水性三层防护体系,但成本太高,且防腐性能也受到业界质疑,故在水性防腐涂料及配套产品技术攻关上还有较长的路要走。

  受成本问题制约,水性涂料体系单箱成本较溶剂型涂料高80~100美元,若无重大技术突破降低产品成本,则成本将成为水性涂料推广的最大障碍。

  (2)高固体分溶剂型涂料。现已开发了高固体分环氧中间漆和高固体分环氧内面漆,高固体分环氧富锌涂料仅完成试验工作,体系还不够完善。

  采用车间底漆自动辊涂、整箱排喷工艺,在保证质量的前提下,不仅节能降耗,而且有效减少涂料用量,达到VOCs减排目的。

  (1)降本提质。工程机械行业竞争激烈,降本保质是利益所驱,涂装方面自然就要求物美价廉,但水性涂料和高固体分溶剂型涂料的材料成本与施工成本都偏高,因此,需要在技术上有所突破,降低环境友好型涂料在工程机械行业上的应用成本,打破其被动推广模式。

  (2)增强表面适应性。工程机械钢板较厚,表面处理没有船舶、汽车制造要求高,故而表面处理在脱脂、磷化、化学残留、水膜等方面几乎都未做有效处置,因此需要涂料具有较高的表面适应性(如低表面处理涂料),从而可降低生产成本。

  (3)突破产品通用性。工程机械零件较多,涂装需要多类型涂料,在保证质量前提下,设计通用型防腐产品,可有效降低涂装成本和涂装难度。

  (4)速干问题。水性涂料通常存在干燥速率较慢问题,提高水性涂料的干燥速率可有效打开水性涂料在工程机械涂装中推广被动的局面。

  (5)开发修补专用涂料。原厂漆修补不便,开发低VOCs环境友好型修补专用涂料,填补工程机械修补市场巨大缺口。

  (6)清洁施工、高效喷涂。利用机器人喷涂、静电喷涂先进喷涂方式提高涂料利用率,降低VOCs排放;减少溶剂使用量,回收清洗溶剂。

  大型卷材涂装线在涂装中排放的VOCs一般做到回收利用,但一些小型卷材涂装线在涂装中仍是无组织排放。就目前来说,水性涂料、粉末涂料、光固化涂料都是低VOCs、甚至零VOCs产品,这些品种在国内还没有真正应用于

  行业,除产品本身技术水平还达不到要求外,主要原因还有现行涂板生产线不能完全满足使用以上品种涂料的条件,都要进行设备的改造。

  特别是光固化涂料,现在正在进入研发试验阶段,如果成功,将在节省烘烤能量的同时有效降低VOCs排放。(1)突破低VOCs、零VOCs涂料研发瓶颈。增强环境友好型涂料在彩钢(卷材)行业的涂装适用性,提高干燥速率、流平性、强度等性能,以便于机械快速辊涂和速干工艺。

  (2)涂装过程管控。彩钢涂装生产线应安装废气收集处理装置以做到VOCs达标排放。

  国内建筑涂料中80%以上是水性乳胶漆,VOCs含量不高。然而,其余20%仍为溶剂型建筑涂料,其VOCs减排任务仍较重。因此,国家环保部批准了国家环保公益项目《建筑类涂料VOCs含量限值及管控途径研究》,中国涂料工业协会作为项目协作单位参与此项目,将重点承担此部分中的诸多工作。

  (1)开展国内在用建筑类涂料类型及使用情况的行业调研和市场调研,掌握不同类型建筑类涂料的污染特征;

  (2)建立VOCs含量检测分析方法,对国内在用主要类型的建筑类涂料组织实施VOCs含量检测分析;

  (3)筛选适合我国管理水平的VOCs污染防治技术,编制建筑类涂料VOCs污染防治技术指南;

  (4)调研国外在含挥发性有机物产品管理方面的政策、法规和标准,提出各类建筑类涂料挥发性有机物管控制度。

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