绿色环保涂料

第２９卷第６期 西南民族大学学报・自然科学版Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｆｏｒ　Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ－Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ＥｄｉｔｉｏｎＤｅｃ．　２００３

文童编号：１００３－２８４３（２００３）０６－０６９３－０５绿色环保涂料

廖戎，杨喜朋 （西南民族大学化学与环晚保护工租学院，成都６１００４１）

摘要：ＡＩ述了传统涂料的危害，介绍了在绿色涂料设计生产中可以借鉴绿色战略、绿色化学的原则和绿色产品的标准、 认证，以及国外发达国家对绿色环保涂料的要求．指出了我国在绿色环保涂料方面与发达国家的差距，并分析了我们 的长处和不足，在几个方面对我国涂抖科技发展进行了展望． 关键词：环保型涂料；环境标志；绿色战略；绿色化学 中图分类号；Ｘ１３１文献标识码：Ａ

随着人们对环境保护的日益重视和可持续健康发展的要求需要，对绿色（环保型）产品的需求越来越高．挥发性有机化合物含量很高的溶剂型涂料的使用受到越来越严格的限制．早在２０世纪７０年代，国际室内空气科学学会提出了ＶＯＣ（挥发性有机化合物）概念，意识到了ＶＯＣ对环境的污染．日本在１９９７年就制定了防止大气污染的修正法和化学物质排放管理的促进法伊ｏｌｌｕｔａｎｔ　Ｒｅｌｅａｓｅ　ａｎｄ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｒｅｇｉｓｔｅｒ，　ＰＲＴＲ法）．我国在１９９４年颁布了《环境标志产品技术要求》，明确提出环保型涂料在“产品配制或生产过程中不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物’，１９％年出台了《大气污染物综合排放标准》；２０００年出台了《中华人民共和国大气污染防治法》；２００１年又推出了强制性国家标准《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》，明确要求室内用涂料的ＶＯＣ不得大于２００ｇ／ｌ，，游离甲醛的浓度不得大于０．ｌｇ／Ｌ１１１所有这一切，都对涂料行业提出了一个新问题，那就是必须加快开发不用或少用有机溶剂的涂料，也就是开发所谓“绿色涂料”．绿色涂料主要有：水性涂料、粉末涂料、光固化涂料等． 清华大学洪啸吟先生认为绿色涂料有三个层次［［２１：第一个层次是涂料中挥发性有机物的总量，挥发性有机

物对环境构成直接的危害；第二个层次是溶剂的毒性，指生产和施工过程中会对人员造成直接危害；第三个层次是对用户的安全问题，溶剂的挥发是一个长期缓慢的过程，溶剂如果有毒也会对人体造成伤害．有专家认为，“绿色涂料”的名称不确切，应称为“环境友好涂料”，是低公害（或无公害）和低毒（或无毒）涂料的总称，但不管名称如何，其内容和实质是相同的，应大力发展对环境污染少，对人体无害的涂料

ｒ绿色战略 １９９９年，中国科学院冯德新院士指出，绿色反应是２１世纪高分子化学的重要方面，即所有高分子与相应单体的合成方法都必须环保［［３１沈浩指出，高分子材料合成与应用的绿色战略为：高分子材料本身无毒化，即目标产

物绿色化；高分子原料合成无毒化；高分子合成与催化剂无毒化；可能危害环境的合成高分子的安全应用［４］ Ｒ．ＴＡｎａｓｔａｓ和Ｊ．　Ｃ．　Ｗａｎｅｒ曾提出绿色化学的１２条原则［５１： （１）防止废物的生成比其生成后再处理更好．（２）设计合成方法应使生产过程中所用的原料最大限度地进入产品之中〔３）设计合成方法时，只要可能，不论原料、中间产物和最终产品，均应对人体健康和环境无毒害（包括极小毒性和无毒）．（４）化工产品设计时，必须使其具有高效的功能，同时也要减少其毒性．（５）应尽可能避免使用溶剂、分离试剂等助剂，如必须使用，也要选用无毒无害的助剂．（６）合成方法必须考虑过程中能耗对成本与环境的影响，应设法降低能耗，最好采用在常温常压下的合成方法．（７）在技术可行和经济合理的前提下，采用可再生资源代替消耗性资源．（８）在可能的条件下，尽量不用不必要的衍生物，如限制性基因、保护／去保护作用、临时调变物理／化学工艺（９）合成方法中采用高选择性的催化剂比使用化学计量助剂更优越（１０）化工产品要设计成在其使用功能终结后，能分解或可降解的无害产物．（１１）进一步发展分析方法，对危险物质在生成前实行在线监测和控制．（１２）选择化学生产过程的物质，使化学意外事故（包括渗透、爆炸、火灾等）的危险性降低到最小程度．这１２条原则目前为国际化学界所公认，它也反映了近年来在绿色化学领域中所开展的多方面研究工作的内容，同时指明了未来发展绿色化学的方向．

收稿日期：２００３－０９－０５作者简介：廖戎（１９５６－），女，西南民族大学化学与环境保护工程学院副教授

万方数据６９４西南民族大学学报・自然科学版第２９卷

绿色化学的核心内容之一是采用“原子经济反应”，而反应的“原子经济性”概念最早是由美国斯坦福（Ｓｔａｎｆｏｒｄ）大学的ＭＭＴｒｏｓｔ教授提出的，针对一般仅用经济性来衡量工艺是否可行的传统做法，他明确指出，应用一种新的标准来评估化学工艺过程，即选择性和原子经济性两个概念，后者是考虑在化学反应究竟有多少原料的原子进入到产品之中．这一标准既要求尽可能地节约那些一般是不可再生的原料资源，又要求最大限度地减少废物排放“原子经济’１的重要性目前已被普遍承认网．绿色化学要求在化学反应过程中尽可能采用无毒无害的原料、催化剂和溶剂；绿色化学的另一个重要方面是设计、生产和使用环境友好产品，这种产品在其加工、应用及功能消失之后均不会对人类健康和生态环境产生危害．我们在进行绿色涂料配方的设计与生产过程中要注意借鉴绿色化学的基本思想．

２涂料生命周期过程中对生态环境的影响 现代涂料使用大量有机溶剂和一定毒性的各种助剂、防腐剂及含金属的填料，在生产与使用中产生“三废’，，造成对环境的污染，影响人类健康．２．１挥发性有机化合物的影响 涂料在生产、施工、固化过程中有大量的挥发性有机物质排放到大气中，造成大气污染．这主要来自于溶剂型涂料，也包括水性涂料中的一些助剂，主要有芳香烃、脂肪烃、卤代烃、醛、酮、醇、酸等．各类涂料体系的有机物释放量见下表１． 表１各类涤料体系的有机物释放且涂料体系有机物释放量（按其占固体的质量分数计）％传统涂料中等固体含量液体涂料一类高固体含量液体涂料二类高固体含量液体涂料水溶性树脂涂料水基分散液涂料粉末涂料

１００（固休含量５０％）６７（固体含量６０％）４３（固体含量７０％）２５（固体含量８０％）５＾２５；１－４

２．１．１挥发性有机物的一次污染１７１ 排放到大气中的挥发性有机物首先造成一次污染，直接威胁人类的健康．其中主要是通过呼吸途径随空气进入人体，还可通过与人体接触，或皮肤吸收导致中毒．中毒症状有闪电型、急性、亚急性、慢性中毒及迟发性中毒等．常见有机挥发物对人体的危害见表２１８１．

身体系统表２常见有机物对人体的危害致病症状常见有机物

中枢（周围）神经系统呼吸道消化道肝脏心血管系统血液系统泌尿系统皮肤粘膜生殖／发育系统头晕，头痛，昏迷，瘫痪等咳嗽，气短，肺炎，肺癌等恶心，呕吐，腹泻等肝坏死，肝癌等心律失常，心脏瘁死等血液白细胞减少，急性粒细胞性白血病等血尿，尿蛋白增加等过敏性皮炎，水肿等男性：死精，少精等．女性：痛经．月经过多或减少丁醇，甲乙酮，芳香类，苯，甲苯，环己酮醋酸丁酪，２００＇溶剂，卤代烃甲醛，２００＇溶剂，甲苯，二甲苯甲醛，卤代烃卤代烃醋酸丁西旨甲醛，乙二醇二乙醚，醋酸丁醋环己酮，乙二醇乙二醇丁醚，乙二醇单甲醚，乙二醉单乙醚，环己酮，卤代烃

２１２有机挥发物的二次污染１９１ 涂料施工后有机溶剂释放到大气中，己经成为继交通污染之后的第二大污染源．其次，排放到大气中的有机挥发物在阳光作用下会发生光化学反应，产生许多活性物质，有的可与大气中的氧化氮和氧化硫发生进一步的反应，生成酸性物质这些反应使有机污染物转化成毒性更大的二次污染物，这是形成酸雨和光化学烟雾的直接原因，对人类生态环境构成了严重的威胁此外，有机挥发物还会带来温室效应，使地球变暖．众所周知，温室效应对人类的影响是难以预料的．

万方数据第６期廖戎等：绿色环保涂料６９５

２．１．３火灾和爆炸 空气中的有机化合物的易燃易爆性可引起火灾和爆炸，会给人民的生命财产造成巨大损失．２２重金属颜料的影响 颜料中的铅系颜料、铬系颜料、锡系颜料含铅、铬、福，在生产中造成对水质的污染，对动植物和人类造成极大危害铬系颜料（如锌铬黄、嗯铬黄、钥铬红等），长期以来是涂料工业广泛应用的着色颜料．铬被视为是致癌的金属之一，六价铬的毒性是三价铬毒性的１００倍左右由于铬的毒性使国外铬系颜料使用量大幅度下降，而我国用量却呈上升趋势用于涂料中的含铅颜料也是很多的，例如：红丹、铬黄、碱式硅铬酸铅等．铅是目前最为广泛的污染元素，铅能抑制血红素的合成和溶血，由此造成贫血；铅对大脑、小脑、脊髓和周围神经也造成损害；铅还可能导致血管痉挛等病变，如腹绞痛、铅中毒性脑病、神经麻痹；尤其值得注意的是，它可通过胎盘、乳汁影响后代，婴、幼儿由于血、脑屏障发育未完善，对铅的毒性更敏感．铅系颜料在国外涂料中己经禁止使用，但目前国内还在使用．福系颜料虽然价格昂贵，但因其耐久性好，在涂料工业中也有少量应用，不过锡化物是毒性很大的物质．我们应多用低毒的金属氧化物混相颜料，尽量减少铬、铅、福在颜料中的用量．

３绿色产品的标准及认证３．１环境标志产品认证（ａ色产品认ｉｉＥ） 环境标志产品〔即绿色产品）是指：采用绿色技术对在生产、使用或处置过程中有污染，但采取一定措施后可减少或消除污染，达到环境标志产品标准的产品１］伙 ２０世纪９０年代以来，发达国家对进口产品的环保要求不断提高，开始形成以“环保”为名义的“绿色壁垒”．为打破此壁垒，１９９５年世贸组织成立贸易与环境委员会，“绿色壁垒”开始在国际贸易中扮演重要角色．应国内企业进行正常国际贸易的需求，中国于１９９４年成立中国环境标志产品认证委员会来管理中国环境标志产品认证工作中国环境标志产品认证委员会（以下简称认证委员会）是由国务院标准化行政主管部门授权国务院环境保护行政主管部门负责设立，代表国家对绿色产品设施认证并授予产品环境标志的唯一机构，代表国家对绿色产品进行权威认证，是我国实施绿色技术措施的重要手段．其英文名称为Ｃｈｉｎａ　Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｃｏｍｍｉｔｅｅ　ｆｏｒ　ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＬａｂｅｌｌｉｎｇ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（缩写ＣＣＥＬ）．截至目前，中国仅有７００多家企业通过此认证，其中涂料企业有２０多家．由此数据可以看出，目前市场上绝大多数涂料产品并没有通过中国环境标志产品认证，只是自己标榜为绿色环保型产品．所以消费者在选择绿色环保型涂料时，要确定此涂料生产企业是否通过中国环境标志产品认证 尤其应该值得涂料企业关注的是，国家环境总局颁布了水性涂料新的绿色标准，ＶＯＣ指标与国际标准的ＶＯＣ计量准则相同，即ＶＯＣ指标是１Ｌ涂料中扣除水分后千重中ＶＯＣ的含量．２００２年的环境标志标准规定内墙涂料ＶＯＣ＜　１００ｇ／Ｌ，这比我国以前的标准要严格得多．目前北京已成功争取到２００８年夏季奥运会的举办权，北京打出绿色北京、绿色奥运的主题，这对众多国内涂料企业来说是一个机遇．而要抓住这一发展良机，涂料企业就必须严格要求自己，通过中国环境标志产品认证．３．２世界其他国家的环境标志认证情况ＩＩＩ）３．２．１德国蓝天使认证 德国的环境标志计划于１９７８年开始实施，是最早实行标志认证的国家该认证自愿申请，符合规定的产品可获得蓝天使标志该计划集中在对环境危害较大的产品上，考虑污染物散发量、废料产生、再次循环利用、噪音和有害物质等因素，现己建立了７５个产品组，制定的准则每３年修改一次“蓝天使”己成为消费者熟知的一种标志，在德国，有专门出售绿色建材的商店．３．２．２美国环境标志