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低 VOC 净味内墙乳胶漆原料探析
庞文武 1，陈炳耀 2，毛秋燕 2，温海军 2，何冬梅 2
（1.广东顺德三和化工有限公司，广东 佛山 528325；2.广东三和化工科技有限公司，广东 中山 528429）
0 引言
内墙乳胶漆是一种以水为分散介质的装修涂料，虽然较溶剂型涂料而言已经具备先天环保的优势，但乳液、助剂中仍带有少量的有机溶剂，在生产施工过程中散发出大量有害物质，潜移默化地危害着人体健康安全。健康环保型内墙漆的研制，对保护人体健康和人类居住环境具有重大的意义，目前国内在优选低 VOC聚合物乳液、纳米改性技术研制零 VOC 涂料等领域都取得了较多的成果，在市场上拥有广阔的前景。本文通过介绍乳胶漆 VOC 的来源，着重从乳液、成膜助剂、消泡剂等内墙乳胶漆的主要成分探讨低 VOC 涂料制备注意事项。
1 乳胶漆中 VOC 定义及影响
低 VOC 乳胶漆指的是料液中 VOC 含量低于 30g/ L，零 VOC 乳胶漆则是要求涂料的 VOC 含量趋于零，VOC 含量具体计算公式为：
VOC 含量=（X -m（H 2O））× Dc× 1 000，
式中：X 为涂料中挥发性物质含量，% ；Dc 为水性涂料的密度，g/ mL；m（H 2O）为涂料中含水量，% 。
VOC 是溶剂中的挥发性有机化合物，人们在涂料生产施工过程中难免会接触、呼吸到 VOC 气体，长期吸入 VOC 气体会引起乏力、头痛、呕吐等症状，严重危害人体免疫功能和中枢神经系统。生产配方中的乳液、成膜助剂、防霉剂等都是乳胶漆 VOC 的主要来源，低VOC 内墙乳胶漆的研制，关键在于把控乳液与成膜助剂的 VOC 含量，当然，pH 调节剂、防霉剂、增稠剂等也是乳胶漆难闻气味的主要来源。
2 原材料的选择
2 . 1 乳液的选择
乳液在乳胶漆的制备配方中占有很大的比例，乳液的特性影响到漆膜丰满度、抗开裂性、附着力等涂层性能，是乳胶漆中必不可少的部分。市场上销售的乳胶漆大部分运用了具有未聚合单体的乳液，该类乳液含有大量的 VOC 等有害物质，生产施工过程中还散发出刺激性气体。研制低 V O C 含量的内墙乳胶漆，首先就应该从乳液的选择上着手，寻找并开发出具有零 V O C含量、无气味的优质乳液。目前涂料行业已开发出了不需要或者少量添加成膜助剂和溶剂就能低温成膜的乳液，如自交联型丙烯酸乳液、乙烯- 醋酸乙烯共聚物乳液等，为低 V O C 内墙乳胶漆的生产提供了更多的材料选择。
2 . 2 成膜助剂的选择
市场上常见的醇醚、苯甲醇、T e x a n o l 以及溶剂汽油，这类有着难闻气味的溶剂是涂料生产企业常用的成膜助剂，通过该类助剂的作用，可以快速降低乳液的M F T ，使涂料能够在低温环境中有效成膜。成膜助剂一直是乳胶漆生产过程中必不可少的重要组成部分，但它是一类沸点比较高的有机溶剂，不仅严重污染环境、危害人体健康，也是乳胶漆 V O C 的主要来源。就目前的技术来看，如果要有效地节约生产成本，完全不用成膜助剂并不太现实，我们可以从成膜助剂的用量和品种选择中控制 V O C 含量。
2 . 3 助溶剂的选择
助溶剂虽然用量小，但对于调节内墙乳胶漆的性能至关重要，如改善防沉、提高冻融性能等。常见的助溶剂有乙二醇、丙二醇等，助溶剂的添加能够迅速软化或溶解乳胶微粒，在与成膜助剂的共同作用下促进乳胶漆成膜。助溶剂跟水不同，它们的挥发速度比较慢，结冰温度低，不仅可以优化乳胶漆施工过程中的搭接性，还可以有效提高涂料在低温条件下的施工效果。助溶剂同样含有大量的有机溶剂，是乳胶漆中 V O C 的主要来源之一。通过大量的试验，寻找和开发出气味小、用量尽可能少的助溶剂，是生产低 V O C 含量内墙乳胶漆的主要方法。
2 . 4 消泡剂的选择
在内墙乳胶漆生产施工过程中容易产生气泡，大量气泡的存在不仅会影响分散效果，同时容易产生鱼眼点和针眼等施工质量问题。乳胶漆生产过程中添加一定量的消泡剂，可以及时抑制乳液中的泡沫，为乳胶漆的生产施工提供质量保证。涂料生产用的消泡剂是一种不含有机硅的复合型消泡剂，成分较多。消泡剂常分为石油烃类和硅酮类，适用于消除苯丙胶乳、乙丙胶乳、纯丙胶乳、醋酸乙烯胶乳等体系的泡沫。相比于硅酮类，石油烃类消泡剂环保性能较差、危害大。乳胶漆研制生产中，为了达到低 V O C 含量的要求，消泡剂选用过程中应当减少石油烃类消泡剂的使用量，而选用非矿物油类消泡剂。
2 . 5 防霉剂的选择
作为水性涂料的内墙乳胶漆，防菌、防霉工作万不可掉以轻心。乳胶漆生产所用的纤维素、乳液等高营养原料，为细菌和微生物的繁衍生长提供了便利条件，如果任由大量细菌和微生物在涂料中繁殖，最终将会造成乳胶漆发臭、变质等后果。为了有效抑制乳胶漆中微生物的生存繁殖，在生产过程中都需要添加 0 . 0 5 % ~0 . 1 0 % 的防霉剂，可以提高乳胶漆的贮存稳定性。防霉剂也是乳胶漆 V O C 来源之一，目前市场上常用的防霉剂有甲醛释放剂、杂环化合物、取代芳烃类等具有防霉杀菌作用的助剂。在超低 V O C 乳胶漆研制生产过程中，不宜选用 V O C 含量高的防霉杀菌剂，如果条件允许应尽量少用或不用防霉剂。
2 . 6 润湿分散剂的选择
乳胶漆生产中颜填料的加入能有效降低生产成本，提高漆膜填充性和遮盖力。水是乳胶漆生产配方中最重要的分散介质，但颜填料的分散并不能够仅仅依靠于水，还需要添加适当的润湿分散剂才能充分润湿。常见的分散剂有无机类、有机类和高分子类 3 种，润湿剂有阴离子型和非离子型等，润湿分散剂可以在分散过程中产生静电斥力和体积位阻，达到充分润湿颜填料的作用，颜填料才能在高速分散中均匀地分布在涂料体系中。目前涂料市场上运用的润湿分散剂均混有大量的溶剂，真正的有效成分较低，只有选用溶剂含量低、具有百分之百有效成分的润湿分散剂，才能真正生产出低 V O C 的健康型建筑内墙乳胶漆。
2 . 7 p H 调节剂的选择
p H 调节剂主要用于调节乳液和涂料的 p H ，虽然只是一个小助剂，但对于乳胶漆的贮存和稳定性至关重要。过高 p H 的乳胶漆不利于漆膜与碱性墙体之间的中和，过低 p H 的乳胶漆容易孳生细菌，不利于长期贮存，所以乳胶漆生产中 p H 常控制在中性偏碱的数值上。为了减少 p H 调节剂对乳胶漆漆膜耐擦洗、耐水性能的影响，涂料生产过程中常用氨水、A M P – 9 5 等作为 p H 调节剂的主要成分，但氨水、A M P – 9 5 都是容易挥发的物质，不仅散发出很强的刺激性气味，还会影响人体健康，污染环境，这些挥发性气体也是 V O C 的来源之一。为了降低乳胶漆 V O C 含量，减少涂料的气味，部分企业会用 N a O H 和 K O H 来调节 p H ，但由于这 2种助剂本身性能的缺陷，并未被广泛应用到涂料生产中。环保、健康的 p H 调节剂的研发，仍是涂料界的科研难题。
2 . 8 增稠剂的选择
在乳胶漆的生产配方中适当添加增稠剂可使得漆料具有黏度随剪切速率变化的特性，增稠剂是涂料市场上常见的一种流变助剂。乳胶漆施工过程中常采用辊涂、刷涂或喷涂的施工方式，增稠剂的添加不仅能够有效调节乳胶漆的黏度，而且使得涂料具有稳定的物理性能，使乳胶漆在各种施工状态下具有良好的施工效果。目前涂料工厂常用的增稠剂有羟乙基纤维素、聚丙烯酸酯乳液类和缔合型增稠剂，这类增稠剂经常混有大量溶剂或者未聚合的单体，在为乳胶漆漆料剪切黏度做出贡献的同时，也挥发出大量危害人体健康的 V O C 气体。低 V O C 健康环保内墙漆生产必须选用低甲醛含量的无溶剂型增稠剂。
2 . 9 颜填料的选择
颜填料是涂料生产必不可少的原料。一方面，乳胶漆生产制备中添加适当的颜填料，有利于提高涂料的填充性能和遮盖效果，增强漆膜的硬度和耐老化性；另一方面，使用价廉性优的颜填料，减少了乳液的使用量，大大降低了乳胶漆生产成本。但物美价廉的无机颜料中常含有较多危害人体健康的重金属离子，在追求低 V O C 内墙乳胶漆性能的同时，还需要严格监控涂料产品的重金属含量，尽可能挑选钛白粉、滑石粉、高岭土等重金属含量低的颜填料搭配，才能生产出具有优异环保性能的内墙乳胶漆。
3 结语
随着“环保风暴”的不断开展，高污染、重气味的内墙乳胶漆市场生存环境愈发严峻，研制出低 V O C 甚至 V O C 的环保内墙乳胶漆是涂料领域的发展方向。在内墙乳胶漆生产制备中，低 V O C 、净味等综合性能优良的乳胶漆产品，应该同时满足以下几个条件：1）选择V O C 含量低、气味比较小、不需要或者少量添加成膜助剂和溶剂就能低温成膜的乳液；2）在满足乳胶漆性能的同时，应当优先选择溶剂含量少、低 V O C 、无味的助剂；3）有效搭配颜填料使用量，尽量杜绝重金属含量高的填料，开发出环保健康的颜填料。
