0 引言
活性稀释剂又称反应性溶剂, 既能溶解或分散成膜物质,又能在涂料成膜过程中参与成膜反应,形成不挥发组分而留在涂膜中的一类化合物。 由于其可以显著地降低 VOC 含量的特点, 目前主要用于高固体分、无溶剂涂料体系和辐射固化涂料中,具体可分为:缩水甘油醚类,主要用于无溶剂环氧涂料;高羟值聚酯、聚醚类,主要用于高固体分涂料。 随着经济的快速发展以及节能减排的强制性要求, 国家发展和改革委员会发布的《产业结构调整指导目录》中鼓励类发展产业的第十一节《石化化工》明确指出:高固体分涂料、无溶剂涂料为环境友好、 资源节约型涂料。 由此可见无溶剂涂料、高固体份涂料是国内外优先发展的涂料品种。由于 含有 活 性稀 释 剂 的 涂 料 在 配 方 和 固 化 机 理上与常规的溶剂型涂料和水性涂料有所不同,其组分中含有大量可挥发的活性稀释剂成分,在涂料体系中所 占 比 例 一 般 为 10%~20%。 如 果 用 测 量 常 规 涂 料VOC 的方法(把样品放置于一定温度下,固定时间,然后测量重量变化)对该类涂料进行 VOC 测量的话,那么 涂 料中 的活 性 稀释 剂成 分 将会 在测 量 过 程 中 挥 发掉,造成测定固体分结果偏低,与实际情况不符。 这是涂料企业所不能认可的,也与国家产业结构调整的发展导向背离。
随着我国环保意识的持续加强,涂料技术的不断发展, 对含有活性稀释剂的涂料中 VOC 含量的准确测定并建立统一的测试方法标准已迫在眉睫。基于上述考虑,2015 年, 全国涂料和颜料标准化技术 委 员会 及时 向 国家 标准 委 提出 了 制 定 国 家 标 准《含 有活 性稀 释 剂的 涂 料 中 挥 发 性 有 机 化 合 物(VOC)含量的测定》的建议,并计划于 2017 年底前完成标准报批工作。
1 主要工作过程
为使该标准的制定能充分体现先进性,邀请了来自涂料研究、生产、检验、使用等方面的代表参加该标准的制定工作。 为确保标准水平并考虑标准发布后的影响 和声 誉,凡被 邀请 的 均是 具备 管 理规 范、已 有 相当生产规模和市场占有率、具有良好社会形象等条件的 企 业代 表,且 应 是敢 于承 担 社会 责任、在 行业 中 能引领技术进步、 产品质量达到较高水平的骨干企业。该项工作得到了许多单位的积极响应和大力支持,使标准制定工作组得以顺利组成,为圆满完成标准制定工作奠定了基础。
为使标准的制定工作顺利进行,标准的主要起草单位 中海 油 常州 涂料 化 工研 究院 有 限 公 司 查 阅 了 大量国内外相关资料, 在了解行业产品情况的基础上,并结合近几年该产品的实际质量状况和发展趋势,于2016 年 5 月初编写了标准工作组讨论稿和编制说明,以便在工作组会议上讨论。
标 委 会 秘 书 处 于 2016 年 6 月 16 日 在 常 州 组 织召开了第 1 次标准制定工作会议,参加标准制定工作的单位均派代表参加了会议。 会上成立了标准制定工作组,由本标准的编写单位中海油常州涂料化工研究院有限公司介绍了标准草案的编制过程。 与会代表对标准草案进行了认真细致的讨论, 提出了修改意见。会后根据这次会议确定的修改内容,中海油常州涂料化工研究院有限公司修改了 标准 草案, 于 2016 年 7月形成了标准征求意见稿, 向标准制定工作组成员、标委会有关委员、专家等发函广泛征求意见。 然后根据反馈意见对标准征求意见稿进行了修改,形成了标准送审稿。 又在 2016 年 11 月将送审稿提交标委会年会审查。 11 月 10 日召开了《含有活性稀释剂的涂料中挥发性有机化合物(VOC)含量的测定》标准审查会,参加标准审查的 SC1 委员共 19 名 (参与起草的 2 名委员不参与投票), 代表们听取了标准起草小组对标准编制说明、标准内容介绍和征求意见汇总与处理报告后,对标准(送 审稿)进行 了 逐条 逐句 的 认真 审查,并提出了修改意见。 到会委员对修改后的标准送审稿进行投 票,同意 票数 超 过全 体委 员 的四 分之 三,审 查 结果为“通过”。 根据审查会上专家的建议和意见,编制组对送审稿进行了修改, 于 2016 年 12 月 31 日前完成了本标准的报批稿,上报全国涂料和颜料标准化技术委员会(TC5)。
2 标准编制原则和标准主要内容
2.1 标准编制原则和依据
本标准将参照现行 ISO 11890-1:2007 《Paints and varnishes-Determination volatile organic compound(VOC)content-Part1:Difference method》 (已 等 同 转 化 为 国 家标准 GB/T 23985-2009《色漆和清漆 挥发性有机化合物(VOC)含量的测定 差值法》 )、美国 EPA method 24《DETERMINATION OF VOLATILE MATTERCONTENT,WATER CONTENT, DENSITY, VOLUMESOLIDS, AND WEIGHT SOLIDS OF SURFACECOATINGS》、 美 国 ASTM D3960 -05 (2013) 《StandardPractice for Determining Volatile Organic Compound(VOC)Content of Paints and Related Coatings》等国际标准和 国 外先 进标 准,并考 虑我 国 的实 际情 况,制 定 出了 可 以为 行业 提 供科 学合 理 的含 有活 性 稀 释 剂 的 涂料中 VOC 含量的检测方法,便于实际操作,更有利于这 类涂 料产 品 的推 广应 用 以及 有效 规 范 市 场 和 促 进行业的技术进步。
2.2 标准主要内容
本标准规定了测试含有活性稀释剂涂料中挥发性有机化合物(VOC)含量的相关术语和定义、测试步骤、结果表示和精密度等内容。
测试原理:按产品明示的配比和稀释比例制备好试样,混合 均 匀后,先在 规 定的 条件 下 通过 差值 法 测定样品的不挥发物含量。 如果样品中含有水分,需采用卡尔·费休法或气相色谱法测定水分含量。 如果需要, 根 据样 品的 类 型采 用合 适 的方 法 测 定 样 品 的 密度;最后计算样品中挥发性有机化合物(VOC)的含量。
2.3 标准适用范围
本标准适用于含有活性稀释剂的涂料中挥发性有机化合物(VOC)含量的测定,如高固体分涂料、无溶剂涂料、不饱和树脂型涂料等。 不适用于辐射固化涂料。
3 验证试验、 推广应用和预期达到的经济效果
3.1 验证试验
本标准的试验方法与一般的 VOC 的试验方法相比较,区别主要在于挥发物含量测试过程。一般的 VOC试验方法称取 1 g 样品然后直接在 (105±2)℃下烘烤60 min,而本标准称取 3 g 样品,先在标准试验环境下放置 24 h 后,再经(105±2)℃的烘箱中烘 60 min。
根据工作组会议讨论结果,选取 6 个样品进行了验 证 试 验 ,采 用 A 方 法[取 样 后 直 接(105±2)℃烘 烤60 min]和 B 方法[取样后在标准试验环境下养护 24 h后,再经(105±2)℃的烘箱中烘 60 min]同时测试。数据汇总如表 1、表 2。


从 表 1 和 表 2 的 数 据 可 以 看 出 ,A 方 法 的 测 试结 果 与 挥 发 物 理 论 值 的 绝 对 偏 差 在 0.12 ~3.86 之间,B 方 法 的 测 试 结 果 与 挥 发 物 理 论 值 的 绝 对 偏 差在-0.26~0.54,由此可以看出 B 方法的测试结果与理论值更加接近,更适合含有活性稀释剂的涂料的 VOC含量的测试。
3.2 推广应用
国内目前测试涂料中 VOC 的含量主要依据差值法和气相色谱法, 已制定了相应的测试方法标准,分别为 GB/T 23985—2009 《色漆和清漆 挥发性有机化合物(VOC)含量的测定 差值法》[1]、GB/T 23986—2009《色漆和清漆 挥发性有机化合物(VOC)含量的测定气相色谱法》[2]。 对于溶剂型涂料中 VOC 的测试主要选用差值法,如:GB18581—2009《室内装饰装修材料 溶剂型木器涂料中有害物质限量》、GB24409—2009 《汽车涂料中有害物质限量》等产品标准中都是选用差值法进行 VOC 含量的测试。 水性涂料主要使用气相色谱法测定 VOC 含量,如 GB24408—2009《建 筑用 外墙涂料中有害物质限量》、GB18582—2008 《室内装饰装修材料 内墙涂料中有害物质限量》等产品标准中规定使用气相色谱法测试样品中的 VOC 含量。 对含有活性稀释剂的涂料产品则没有统一的、科学合理的测试方法, 各个企业都是基于各自的理解自定检测方法,造成测试结果无可比性。 本标准的制定解决了困扰行业多年的问题, 因此对于本标准应积极推广和应用,真正发挥标准的功能和应用价值,能更好地满足含有活性稀释剂涂料中 VOC 含量的检测要求适应技术和经济发展的需求。
3.3 预期达到的经济效果
本标准的制定和发布将很好地适应我国含有活性稀释剂的涂料行业的发展形势,对改善产品稳定性,规范和提高产品质量, 适应技术和经济的发展有着很好的促进作用。 同时,也将促进我国相关涂料生产企业的健康发展,对于积极参与国际竞争、消除或降低我国优质产品进入国外市场的贸易壁垒以及国外产品对我国的倾销起到重要的推动作用。 本标准在全国范围实施后,将取得明显的经济效益和社会效益。
4 结语
本 标 准 参 考 美 国 ASTM 标 准 化 组 织 制 定 的 VOC测试标准中的相关方法, 并考虑我国的实际情况,制定 出可 以 为行 业提 供 科学 合理 的 含 有 活 性 稀 释 剂 的涂料中 VOC 含量的检测方法。
目前国内没有相关的标准,本标准的制定填补了我国含有活性稀释剂的涂料中 VOC 含量的检测方法的空白,标准整体水平达到国内先进水平。