建筑涂料用水性色浆标准对行业发展的意义

建筑涂料用水性色浆标准对行业发展的意义

杜长森，伍金平，吕仕铭，周华，万强，黄丽蓉
(昆山世名科技开发有限公司，江苏昆山215337)

0 前 言
随着全球涂料工业的飞速发展和配色新技术的广泛应用,经济全球化的发展与产品国际交流日益频繁,产品标准对经济和社会的影响越来越大,产品标准已经成为人们选择产品最为重要的依据。而目前国内水性色浆是一个新兴行业,企业比较年轻,规模偏小,技术创新能力薄弱,缺乏竞争力等。市场上水性色浆的品种繁杂,质量参差不齐,又无统一标准,都采用自行制定的企业标准进行质量控制。为了规范国内建筑涂料用水性色浆的生产与市场,推动其健康有序的发展,应相关色浆生产企业及用户要求,全国涂料颜料标准化技术委员会申报了化工行业标准“建筑涂料用水性色浆”项目,并获国家发改委、中国石油和化学工业协会批准,并于2007年7月20日正式发布,标准号为HG/T 3951-2007。

1 本标准对建筑涂料用水性色浆的质量控制要求
色浆产品相对比较混乱,市场竞争无序化,用户难以选择。通过《建筑涂料用水性色浆》标准制订,将会改变建筑涂料行业一些专业人士的看法,尤其是该标准中几项重要项目的设置,对现有市场通行的多种色浆进行限制,如颜色、着色力及环境参数挥发性有机化合物V OC、重金属及游离甲醛含量。同时也将所有的色浆企业在质量控制上提高到同一平台,用同一把尺子来衡量产品,为涂料用户提供更多的选择空间。与其他化工产品标准一样,本标准从分类、技术参数要求、检验方法与规程、标志、包装和贮存(存储要求)等内容对建筑涂料用水性色浆品质进行了规范。不同的是重点体现了色浆产品自身及应用特性,代表了现阶段色浆产品控制的合理性与先进性。本标准对建筑涂料用水性色浆几个重要指标的设置,具体情况如表1所示。

注:本标准重点强调了建筑涂料色浆的分类、颜色控制、着色力的控制、耐性控制及环境参数控制,同时还着重强调了挥发性有机化合物VOC测定方法(HJ/T201-2005 环境标志产品技术要求 水性涂料),充分体现了色浆的特征及应用属性。

2 标准的先进性分析
2.1 产品的分类
根据色浆的使用方式,分为厂用和机用,从而引导用户选择性价比相应合理的色浆,避免选择的盲目性。
2.2 环保指标
水性色浆作为建筑涂料一种重要原材料,以往一些企业都未将环境指标列入企标进行控制。目前国内市场无论是国内还是国外的产品,多数环境指标是超标的,甚至远远超标。通过本标准的即将出台,色浆生产企业不得不重视环境指标,不得不加大技术投入,优化产品结构。标准所要求的环境指标是完全符合行业发展的,是本标准的一个亮点。

2.3 颜色的控制
标准不仅对操作方法、规程、检测物质及颜色深度[深色(1∶1)与浅色(1∶25)]等做了详细规定,同时在技术指标上也优于一些国内外色浆生产企业的企标指标,还增加了目测与电脑测色相结合,强调了颜色的一致性。

2.4 合理性
简化了建筑涂料用户应用配色的繁琐性,反映了用户的真实需求,提高配色效率。

2.5 产品试验方法
采用国际通行的先进试验方法,并结合国内行业常用的方法来确定项目的测试方法,既可与国际接轨,又符合国情。
3 几个重要项目设置的意义
3.1 在颜色控制方面
标准规定的着色力与色差[深色(1∶1)与浅色(1∶25)]控制比多数色浆生产企业的现行企标要精确,而且采用多点色差控制,同时还采用电脑测色与目测相结合的评估办法,这样更加突出了色浆是为建筑涂料提供色彩的特性,保证了颜色一致性,为实施电脑调色一体化奠定了良好的基础,简化与缩短了用户直接配色的工艺和时间,提高了配色效率。

3.2 在耐性(即结构性能)方面
如耐候性、耐光性、耐酸性及耐碱性都根据用途做出了相应的控制要求,对用户选择色浆极为重要。这些性能指标主要取决于颜料的化学结构与表面包覆(粉体颜料水性化、浆料化技术)。因此,选择好的耐性高颜料和合理的配方是至关重要的。一般相近颜色色浆品种比较多,但耐性有很大不同,价格相差非常大,如均为大红水性色浆,分别选择颜料索引号为Pigment Red 21、Pigment Red 112、Pigment Red 170、Pigment Red 254的4种颜料来制备,颜色均为大红色,目测近似,外观与其他参数也基本一致,冲淡色也很难区分,如果不标示耐性指标或其他特征指标就很难辨别,很容易导致用户
混用,但实际上它们的耐性、价格及其他特征指标相差甚远。就耐光性指标来说分别为3～4级、4～5级、6～7级与8级,价格分别为十几元、几十元、百元与几百元等。由于用于户外着色的色浆必须要求其耐光性高于7级,耐候性不低于4～5级,耐酸碱4～5级以上。因此,对色浆进行选择时对其耐性指标进行测量是极为必要的。

3.3 在状态描述方面
黏度、细度及存贮条件等都做了具体要求,这些指标是保证产品长期稳定的重要参数。

3.4 在环境友好方面
挥发性有机化合物(V O C)含量、重金属及游离甲醛含量是国家强制性标准G B18582-2001《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》的要求。为满足建筑内墙涂料要求,重金属及游离甲醛含量基本按内墙要求进行控制,游离甲醛含量不得大于100 m g/k g；可溶性的铅、镉、铬和汞总和分别不得大于90 m g/k g、75 m g/k g、60 m g/k g和60 m g/k g；挥发性有机化合物要求不得大于350 g/L(不扣除涂料中的水)。

4 标准对色浆产品技术和生产的指导性
4.1 认识标准
近年来,水性涂料的飞速发展,标准的技术含量越来越高。作为生产企业生产符合市场需要的产品,就必须先认识标准。从技术角度来看,本标准内容分为表观标准(描述产品自身方面的)与内在标准(指产品应用方面的),其中表观标准包括：在容器中状态、黏度、密度、细度、固体含量、低温稳定性7个项目,可以通过配方微小调整与生产工艺改变达到效果；而内在标准包括颜色、相对着色力、耐酸性、耐碱性、耐光性、耐候性、挥发性有机化合物(V O C)、重金属含量、游离甲醛、p H值10个项目需要对体系、配方及工艺严格控制才能取得进展。

4.2 理解标准
标准不只是用来度量产品的,还能体现科技进步,引导行业技术进步,它不仅是品管人员的一把尺子,也是技术和生产人员的目标,以《建筑涂料用水性色浆》中挥发性有机化合物V O C限量要求为例,发达国家如美国以及我国对挥发性有机挥发物V O C的限量要求分别见表2和表3。

1999年美国对平光建筑涂料、非平光建筑涂料及工业维护涂料的V O C控制分别为250 g/L、380 g/L与450 g/L(扣水),而2008年美国对这三种涂料的V O C控制分别降低到50 g/L(扣水)、50 g/L(扣水)与100 g/L(扣水)。我国以前对内墙涂料、外墙涂料及水性木器涂料、水性防水涂料等领域在挥发性有机化合物(V O C)限量方面没有严格控制,而近两年,则对该领域的V O C含量提出了更为明确的限量要求。为满足建筑涂料领域对V O C的限量要求,在本标准中强调了建筑涂料用水性色浆的V O C控制为350 g/L。生产技术人员的目标不能仅仅是达到现有标准限量要求,同时还要拿出符合标准、符合企业实情及符合产品发展趋势的研发方案,否则无法参与市场竞争。在环境要求方面,研发生产超低V O C、零V O C全环保型水性色浆是色浆行业必然的发展趋势。

4.3 运用标准
为生产符合标准或高于标准要求的产品,水性色浆生产企业的原企标在很多方面控制低于即将实施的行业标准,为此必须从体系、配方、成本(实用性、经济型)等方面全盘考虑,而不能仅考虑为达到某一指标,降低其他参数或颜料自身具备特性,如对色浆产品环境指标进行设计,需要对可以使用溶剂、助剂、辅料及其他添加剂进行测评,考核其制备色浆效果,必须以大量的试验进行验证。一方面从溶剂的选择上考虑,现有市场产品多数是以醇醚类(如丙二醇、乙二醇、丙二醇甲醚)等低沸点化合物作为溶剂使用,而这些溶剂按H J/T201-2005《环境标志产品技术要求水性涂料》标准测定均为挥发性有机化合物(V O C)排放,如果要达到品质好的色浆用量,单用该类物质作为溶剂,体系挥发性有机化合物(V O C)将严重超标,添加量小就很难保证色浆状态与应用性能。因此,必须考虑性能优异、可用于涂料体系、符合环保要求的溶剂来制备性能优越的水性色浆(如三乙醇胺、丁基二乙醇胺、甘油等),或研究开发除水以外不含其他溶剂的色浆。另一方面,在助剂的选择上,要求100%有效分或高固体分不含有机溶剂、分散润湿效率高,还要求兼容性好、经济、节能。因此,通过本标准对环境指数要求,各企业将对现有不能达到要求产品进行优化改进,选择更为合适的溶剂、助剂及其他原材料至关重要,同时配方设计是需要大量理论与试验相结合才能得出合理的方案。超低V O C、零V O C(含溶剂与除水外不含其他有机溶剂)系列产品现已经成功研发,并即将推向市场。

5 结 语
本标准的制定和实施将会引导建筑涂料用水性色浆沿着健康、有序的方向发展,对改变现有建筑涂料用水性色浆市场混乱状态,加大涂料水性化步伐起到促进作用,是色浆行业发展史上的里程碑,有着非常深远的意义。