国际建筑涂料挥发性有机化合物(VOC)与排放标准答疑

伊士曼化工公司建筑涂料业务全球应用技术负责人 Jennifer Cogar 最近出席了国际建筑涂料挥发性有机化合物(VOC)与排放标准网络研讨会并且发言。以下为其主要发言内容。如需详细了解“标准答疑”详情,请登录www.pcimag.com/events根据需要查看研讨会内容。

问:罐内VOC与VOC排放的区别是什么?

答:VOC法规主要针对减少臭氧排放及VOC对环境的影响。为实现这一目标,各种法规主要对罐内VOC含量做了规定,这些法规既适用于原料,也适用于最终的配方。各地区对建筑涂料中的VOC原料定义不尽相同。相比之下,VOC排放标准更关注室内空气质量及其对人类健康的影响。VOC排放标准主要针对干膜中有机化合物的排放,适用于整个配方。

问:有效力的建筑涂料VOC法规的定义是什么?

答:有效力的建筑涂料VOC法规主要包含三个方面的内容:1) VOC的定义,最好是关于所使用原料VOC的定义,当然也要了解最终配方VOC的定义;2) 需要明确涂料产品分类,并为各种涂料设定VOC限值;3) 需要明确可测定涂料是否超标的官方检测方法。



问:全球各地如何定义与测量VOC?

答:全球各地对VOC的定义、限值规定和计算方法均有所不同。在美国和加拿大,VOC是指参与大气光化学反应的任何含碳化合物,不包括一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金属碳化物、碳酸盐和碳酸铵等。要做出定义并不简单,因为有时很难确定某一物质是否参与了大气光化学反应。美国和加拿大的VOC测量方法是美国试验与材料学会的方法24(ASTM Method 24)。 ASTM方法24包括高温状况下的挥发物测定和含水量测定等若干测试和计算方法。目前正在开发一种标准气相色谱仪(GC)测试方法。

欧盟对VOC的定义为101.3 Pa标准压力下初沸点低于或等于250oC的任何有机化合物。该定义比美国的定义更简单明确,由此便可轻而易举地对原材料进行分类和确定涂料VOC物质。配方涂料VOC采用GC(ISO 11890-2)测定。

中国对内墙建筑涂料(国标GB 18582-2008)和外墙建筑涂料分别制定了标准(GB 24408-2009)。韩国主要针对首尔地区制定了强制性政府规定。两国的VOC定义与欧盟非常类似,即:101.3 Pa标准压力下初沸点低于或等于250oC的任何有机化合物。与欧盟一样,最终配方涂料VOC采用GC测定。

目前拉美地区尚无强制性VOC标准,因此也无明确VOC定义。不过拉美地区正在积极推动制订政府所期望的法规。巴西便是拉美地区引领这一趋势的国家之一。巴西已在巴西国际涂料展(ABRAFATI)的领导下成立了委员会,同意采用装饰涂料指令(250oC沸点)和同样的ISO测试方法(ISO 11890-2)。目前巴西关于VOC测试方法的标准正处于公开征求意见阶段,为各大涂料制造商提供了评论该标准的机会。此外巴西仍需最终确定各种涂料的实际VOC限值。阿根廷也成立了相关委员会,首先研究各种国际标准,试图根据已有标准制定自己的标准体系,而非制定一套全新的标准。哥伦比亚最初主要采用美国环保总署(U.S. EPA)法规,但目前已弃用该法规,正致力于研究其它各类标准。墨西哥也开始考虑制定VOC限值。他们正试图与墨西哥涂料和油墨制造商协会(ANAFAPYT)合作成立一个拉美涂料制造商联合会(Latin American Coatings Producers Federation),帮助整个拉美地区建立相关标准。这些都仅仅是起步。

尽管印度目前尚无强制性的VOC要求,但许多公司仍在致力于达到著名环保组织绿色标签的GS-11标准 。

问:这些VOC限值的未来走向如何?

答:目前在美国,我们期望在南海岸空气质量管理局降低容许的VOC限值,欧洲与中国则更关注排放标准的制定,在拉美地区,我们期望制定VOC标准。

问:有强制性的VOC排放标准吗?

答:目前,除了法国格勒纳勒标签法规(French Le Grenelle labeling regulation)以及在韩国首尔应用于公共建筑的一套标准外,全球所有墙面涂料排放标准均为非强制性标准,只需自愿遵守。有些排放标准是在具体建筑法规的框架下予以制定的。VOC排放标准内容各不相同,有时包括“受关注化学物质”列表,允许的限值也可能不尽相同。比如,甲醛属于受关注的化学物质。尽管各种标准的具体测试条件各不相同,但ISO 16000标准作为一种基本测试标准,有助于界定基于环境舱测试的其他众多标准中运用的方法。

问:哪些因素可影响涂料VOC排放量?

答:测定VOC排放量相比测定罐内VOC更复杂,影响因素更多。会影响VOC排放量的因素不胜枚举,而且针对每一个配方,其VOC排放量都必须予以具体的测定。图1总结了主要影响具体测定值的因素,包括配方的颜料体积浓度(PVC),底层、涂膜厚度以及采样时机等测试参数。明确理解所要符合的特定排放标准所规定的测试参数至关重要。对于各种不同的标准而言,如需界定排放量是否超标,该运用什么测定方法以及测定哪些含量,每一种标准都会列明具体定义和指导原则(表5.)

问:配方工程师如何在不大幅更改配方的条件下满足当前VOC标准?

答:我们与涂料制造商讨论时发现,尽可能缩短调整配方的时间极其重要。供应商的产品线十分丰富,便于涂料制造商能够根据不同地区、不同的配方参数和不同的客户偏好等因素提供合理的建议。比如,许多地区并不将伊士曼Texanol™醇酯等常用成膜助剂视为VOC,因此,配方调整过程中可侧重于减少乙二醇及其他含挥发性溶剂的添加剂的用量。某些地区将Texanol视为VOC,伊士曼提供的最佳解决方案是降低Texanol的用量以符合VOC限值,然后添加Optifilm™ 400等高沸点成膜助剂以提供良好的成膜性,从而保持调整前较高VOC配方所具有的性能。这一方案可将配方调整时间降至最低,并同时兼顾VOC标准和涂料产品性能。


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