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团体标准《低VOCs含量高固体分、超高固体分和无溶剂环氧涂料定义》的解读
黄 强1，张 霁2，王 健2，齐祥昭3，李 力3
(1.佐敦涂料(张家港)有限公司，江苏张家港 215634；2.中远佐敦船舶涂料(青岛)有限公司，上海 200010；3.中国涂料工业协会，北京 100079)
0 前 言
伴随我国经济飞速发展而产生的环境污染, 特别是大气污染问题正变得日益严重，治理大气污染的严重性和紧迫性已经刻不容缓。中央和地方政府近几年发布了多个关于治理大气污染的法规和政策，其中包括有关涂料涂装行业排放标准和管理规定。
为了满足日趋严格的环保和VOCs法规要求，市场越来越意识到环境友好型产品的重要性，在工业防腐领域，特别是船舶涂料领域，高固体分、超高固体分和无溶剂产品将是重要的发展方向。使用高固体分/低VOCs产品，涂料用量降低、VOCs排放大大降低、废涂料桶减少、喷涂涂料工作量减少、库存空间减少、VOCs排污费减少、危化品处理费减少。工信部制定的《重点行业挥发性有机物削减行动计划》，其中提出，到2018年，低(无)VOCs的涂料产品比例达到60%以上，重点推广包括高固体分涂料在内的绿色涂料产品；环保部《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》提出推广使用高固体分/低VOCs涂料产品。
随着环保工作的加强，国内高固体分、超高固体分和无溶剂涂料的需求也在快速增长，环境友好型涂料产业正面临更好的发展机遇，市场也越来越意识到发展环境友好型产品的重要性，开始关心究竟达到多少固体分的产品可以称为高固体分/超高固体分/无溶剂产品。但是，至今为止，现有的市场标准没有明确对高固体分、超高固体分和无溶剂环氧涂料作出定义。
建立统一的高固体分、超高固体分和无溶剂产品定义的行业标准，有利于行业发展并对政策制定提供科学的依据，引导企业加大投入开发低VOCs排放的节能环境友好型涂料产品，使涂料涂装行业整体技术进一步升级。
根据中国涂料工业协会《2017年度第一批社会团体标准规范制(修)订项目》计划(2017年4月发布)的要求，在中国涂料工业协会的组织下，由中远佐敦船舶涂料(青岛)有限公司、海洋化工研究院有限公司、冶建新材料股份有限公司、上海国际油漆有限公司、上海海隆赛能新材料有限公司、湖南湘江涂料集团有限公司、信和新材料股份有限公司为主要起草单位，中船重工集团公司第七二五研究所、苏州吉人高新材料有限公司、河北晨阳工贸集团有限公司、山东齐鲁漆业有限公司、湖北天鹅涂料股份有限公司、湛新树脂(中国)有限公司为参与起草单位，编制团体标准T/CNCIA01005—2018《低VOCs含量高固体分、超高固体分及无溶剂环氧涂料定义》。2017年4月，中远佐敦船舶涂料(青岛)有限公司向中国涂料工业协会提交了立项建议书；2017年6月，完成了标准征求意见稿初稿和编制说明初稿的编制工作；2017年8月，在北京召开了第一次工作组会议，会议主要讨论了标准名称、范围、术语和定义、产品性能要求、试验方法等相关内容；2017年10月，标准征求意见稿在全国团标信息平台上公布，公示时间1个月；2018年1月，中国涂料工业协会组织行业专家评审组在北京对标准进行了评审，一致通过该团体标准送审稿的评审，并对范围和性能指标作了调整；2018年5月，本标准正式完成并发布。本标准由中国涂料工业协会提出，由中国涂料工业协会标准化委员会归口管理。本标准为中国涂料工业协会的团体标准，是涂料材料的产品标准。
1 标准的主要内容和制定的依据
对目前市场上主要的环氧防锈底漆产品固体分进行调研发现，大部分高固体分产品的固体分在70%～85%范围内，并且产品通用性比较强，用量很大，如果全部都符合这类产品的规格，VOCs减排的数据会非常可观。无溶剂环氧产品相对较少，大部分为特殊用途产品，通用型无溶剂环氧产品的成本很高。固体分介于两者之间的产品几乎没有。
目前市场上关于涂料固体分和VOCs的一些标准如表1所示。
根据现有产品普遍达到的结果和技术水平，本标准设置了涂料的不挥发物体积分数/质量分数的数，参考表1所示的涂料标准，尤其是《绿色产品评价 涂料》中的数据，本标准设置了VOCs的数值。具体如表2所示。
对于表2中的数据，需要指出的是：
(1)目前对于高固体分环氧涂料通常采用不挥发物体积分数的方法计算，但对于超高固体分环氧涂料和无溶剂涂料，为得到不挥发物体积分数和VOCs含量一致性的测试结果，宜采用不挥发物质量分数的方法计算。这是因为超高固体分环氧涂料和无溶剂涂料中含有较多的高沸点、活性稀释剂，这些稀释剂在室温下是不挥发的，因此测出来的不挥发物体积分数会偏高。
(2)高固体分环氧涂料的不挥发物体积分数和VOCs含量为强制要求，必须同时满足对应分类的要求，方可按其分类定义。不挥发物体积分数的指标参照市面产品不挥发物体积分数的分布并结合了绿标的指标(≥70%)、VOCs含量的指标，并参考市面产品参数结合体积换算后得到的约值，征得各参与单位意见后定下的指标(＜250 g/L)。这个范围内的产品通用性比较强，可行性比较高，用量会很大，如果全部都能依照这个产品的规格，VOCs减排的数据会非常可观。不挥发物质量分数为选择性测试指标，非强制要求，根据现有产品的不挥发物体积分数和VOCs含量换算而来的参考值，征得各参与厂商意见后定下的指标(≥80%)。
(3)超高固体分环氧涂料的不挥发物质量分数和VOCs含量必须同时满足对应分类的要求，方可按其分类定义。目前市面上这类产品的应用较少，可借鉴的数据非常有限。VOCs含量的指标，参考市面产品参数、各参与单位意见以及水性产品VOCs标准后定下的指标(＜150 g/L)。该指标达到或优于现有标准。
不挥发物质量分数的指标是根据VOCs含量的指标(＜150 g/L)，进行换算，并征得各参与单位的观点后确定的指标(≥88%)。目前这个范围内的产品通用性比较窄一些，主要问题集中在价格、施工性上，一般无法四季施工。不挥发物体积分数的指标为选择性测试指标，非强制要求，原因如第(1)点中提到的，超高固体分环氧涂料中含有较多的高沸点、活性稀释剂，会造成不挥发物体积分数测定的准确性受到影响，所以，不挥发物体积分数的指标主要是根据现有产品计算的一个理论值参考值，并征得各参与单位意后定下的指标 (≥85%)。
(4)无溶剂环氧涂料的不挥发物质量分数和VOCs含量必须同时满足对应分类的要求，方可按其分类定义。结合目前国内外标准，无溶剂涂料基本都是以不挥发物质量分数来区分。经征得参与单位同意，选定VOCs和不挥发物质量分数作为鉴定标准。这部分产品市面上应用比较少，所以更多的是借鉴现有的一些标准及国际上一些行业的标准。不挥发物质量分数的指标参照相应无溶剂产品的标准以及各单位的观点后确定的指标(≥97%)。VOCs含量的指标，参考市面产品参数、各参与单位意见以及水性产品VOCs标准后定下的指标(＜60 g/L)。该指标高于现有标准，接近真正的无溶剂涂料。无溶剂环氧涂料和超高固体分环氧涂料一样，面临价格、无法四季施工等问题。不挥发物体积分数的指标为选择性测试指标，非强制要求，原因如第(1)点中提到的，无溶剂环氧涂料中含有较多的高沸点、活性稀释剂，会造成不挥发物体积分数测定的准确性受到影响，所以，不挥发物体积分数的指标主要是根据现有产品计算的一个理论值参考值。征得各参与单位意见后定下的指标(≥95%)。其实，当不挥发物质量分数大于97%时，不挥发物体积分数测试出来已经接近100% 。
2 标准的主要试验方法分析
不挥发物体积分数是按照GB/T 9272—2007中7.2.3板片法的规定进行测试。其中液体涂料密度测定按照该标准中所定义的GB/T 21862.4—2008压杯法测量。因为高固体分、超高固体分和无溶剂环氧涂料内有气泡含量的影响，所以用压杯法测试。
不挥发物质量分数是按照GB/T 1725—2007规定进行测试，试验条件为(105±2) ℃、1 h，将主剂和固化剂按比例混合均匀后立即称量，称样量为(2±0.2) g。
不同的是，对于高固体分环氧涂料，称量好的试样可在(23±2) ℃和环境大气压下放置1 h；对于超高固体分环氧涂料和无溶剂环氧涂料，称量好的试样需要在(23±2) ℃和环境大气压下放置24 h，让高沸点、活性稀释剂充分反应，以免影响测试的准确性。如实验样品在加热过程中会发生任何异常分解或降解，经有关方商定后，试样可在(23±2) ℃和环境大气压下放置24h后测试。
VOCs含量按照GB/T 23985—2009中8.3或GB/T23986—2009中10.3规定进行测试。
3 高固体分、超高固体分和无溶剂产品优势
如表3所示，以涂装一艘174 000 m3LNG船为例，相比常规固体分的环氧涂料，如果使用高固体分环氧涂料，涂料用量可以减少14%，VOCs排放可以降低40%，假设VOCs都是二甲苯，按照环境保护税的每污染当量1.2～12元的标准，可以少交64万～640万元(考虑净排放，后同)的环境保护税。高固体分环氧涂料的通用性比较强，用量会很大，如果全部都能依照这个产品的规格，VOCs减排的数据会非常可观。如果使用超高固体分环氧涂料和无溶剂环氧涂料，效果更明显，涂料用量可以减少30%和40%，VOCs排放可以降低70%和90%，减少的环境保护税分别为112万～1 120万元、144万～1 440万元。
4 结 语
本团体标准规定了低VOCs含量高固体分、超高固体分和无溶剂环氧涂料的术语和定义、要求、试验方法、检验规则、标识、标签、包装和贮存。本标准适用于工业防腐领域使用低VOCs含量高固体分、超高固体分和无溶剂环氧涂料。
标准编制的过程中主要参考了目前市场上关于涂料固体分和VOCs的一些标准，尤其是GB/T35602—2017《绿色产品评价 涂料》。不挥发物体积分数是按照GB/T 9272—2007测试，不挥发物质量分数是按照GB/T 1725—2007规定进行测试，VOCs含量按照GB/T 23985—2009中8.3或GB/T 23986—2009中10.3规定进行测试。
