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            分析粉末涂料中重金屬和有機錫含量的檢測和控制
            發布日期:2019-1-1

            闡述了目前粉末涂料的現狀和存在的問題,并著重分析了粉末涂料含重金屬和有機錫含量等污染物的監管手段,預測了綠色環保粉末涂料發展趨勢。


            引言

            隨著我國工業化水平的不斷提高,涂料在人們的日常生活中扮演著越來越重要的角色,已然成為現代工業社會不可缺少的必需品,但它也是大氣污染物的主要來源之一。隨著環保意識的日益增強,人們對生活環境和人類健康的不斷追求,對涂料品質的要求越來越高,故生產和使用對環境友好和人類健康無害的綠色環保涂料已經成為未來涂料產品的發展趨勢。

            粉末涂料作為無溶劑型涂料的代表,揮發性有機化合物(VOC)的排放量遠低于傳統的溶劑型涂料,且涂料利用率高,作業過程中產生的固廢物少、貯藏、運輸方便。因此,粉末涂料作為一種環境友好型涂料而備受關注。

            但粉末涂料在生產工藝和使用流程上依然存在一些不足和問題,如重金屬和有機錫含量超標問題,要解決這些問題,還得從原材料的選擇、配方的更新、生產工藝的創新、制度法規的完善等方面做起。例如,相較于普通粉末涂料,應用于居家、兒童用品類等要求高的產品上的粉末涂料,還要嚴格規范材料篩選和配方設計,加大監管力度。


            1、粉末涂料的環保、安全、健康意識的現狀

            大部分粉末涂料在生產和使用過程中,都會對環境、人體造成不同程度的不良影響。一方面,重金屬顏料以其來源廣、遮蓋力強、價格較低而得以在粉末涂料等行業廣泛應用,但由于重金屬進入人體后不能被生物降解,溶入血液后,會導致人體貧血、眩暈、動脈硬化等,兒童鉛中毒后還會導致發育遲緩、智力低下等問題。



                粉末涂料不僅僅在生產過程中會帶來負面影響,且在完成噴涂之后的產品也會造成危害。故在兒童用具、食品包裝、家用電器、人體長期或反復接觸的物品上使用需慎重。另一方面,有機錫化合物由于活性較高、性能好,在粉末涂料的生產工藝中常被用作聚酯樹脂合成的催化劑。然而,近年來發生了數起有機錫非工業性中毒事件,引起各方對有機錫毒性的關注。


                目前,有機錫化合物已被確認為內分泌干擾物和重要的持久性有毒物質。有機錫化合物毒性的高低與分子式中R取代基的數量及種類有關,其中以二丁基錫(DBT)、三丁基錫(TBT)和三苯基錫(TPT)毒性*。部分有機錫類催化劑進入人體系統后,則會造成肝膽系統和神經系統損害。因此,在粉末涂料的生產過程中要慎重使用含錫類的催化劑。


                2、粉末涂料中重金屬和有機錫的質量監管


                現在粉末涂料產品質量的要求越來越高,生產綠色環保粉末涂料的要求顯然要更加嚴格,對其產品質量的控制提出了更為嚴格的要求。


                2.1相關標準的解讀


                各地法規、各類產品的要求多種多樣不盡相同,一定要向客戶了解清楚,合理制定配方、生產和檢測規劃,做到有的放矢,準確把控。部分法律法規簡介如表1。


            粉末涂料中重金屬和有機錫含量的檢測和控制


            粉末涂料中重金屬和有機錫含量的檢測和控制


                由于標準方法的不同,某些項目在不同的標準中,限值不一樣、測試數據也不一樣,比如有機錫項目,詳見表2。


            粉末涂料中重金屬和有機錫含量的檢測和控制


            粉末涂料中重金屬和有機錫含量的檢測和控制


                2.2合理配方的選配


                生產綠色環保粉末涂料,在生產前期,要對產品的原材料和配方體系進行充分分析,原材料要有重金屬含量的詳細測試數據,原材料的選擇和質量的好壞是保證粉末涂料產品更環保、更安全、更健康的基本條件,前面已經說過要盡量少用含有重金屬和有機錫的原材料。如果相關產品是應用到兒童玩具、宜家家具等物品,建議使用特殊不含錫催化劑合成的聚酯樹脂生產。無機顏料中重金屬含量比較明顯的有鉛鉻黃、鉬鉻紅等,我們可以使用鐵紅與鐵黃、鈦鎳黃、釩酸鉍黃等無機顏料及一些有機顏料來代替。


                2.3生產工藝的控制


                嚴格控制過機料、落地料、回收料的回用。有條件的盡量按要求建獨立的專用車間。


                2.4產品質量的監控


                應當建立具有一定測試和監控質量能力的實驗室,從監控所有原料開始到粉末涂料成品的全面質量管理過程。這些檢測包括:通過權威的第三方外檢(如SGS、ITS、ITTC等)和廠內質量自控,檢測重金屬可選用重金屬檢測儀器(X射線熒光光譜儀)來做預篩,有疑問的再做進一步檢測或者拒收。


                檢測有機錫可選氣相色譜-質譜聯用法(GC-MS),而作為內部質量控制則可選電感耦合等離子體-質譜法(ICP-MS)及電感耦合等離子體發射光譜法(ICP-OES),生產廠家也可配備X射線熒光光譜儀(XRF)快速低成本測試產品與原材料中錫元素。自控的檢測方法,在建立完善過程中還需要不斷地與權威的第三方檢測機構進行數據比對,才能做出正確的評估。


                2.5相關案例的介紹


                給某個兒童用品要求的客戶提供樣粉,該產品雖然未使用任何分子結構中含重金屬的原材料,但是該產品的重金屬含量(游離鋇)還是超標了。究其原因是,某個有機顏料(寶紅)是一種色淀顏料,使用了含有一定量的重金屬元素的無機物(氯化鋇)做載體。


                曾經在環氧樹脂的進料檢驗中檢出有機錫,如果沒有檢驗手段,單憑主觀經驗來選材,可能會造成很大的質量隱患。


                所以,質量管控工作一定要全覆蓋、全過程地進行,確保沒有遺漏。


                3、綠色環保粉末涂料的發展趨勢


                當前對綠色環保涂料的要求主要表現在兩個方面:一方面,在涂料的生產和施工過程中減少VOC的排放量,減少由揮發所造成的環境危害;


                另一方面,有機物總量減少的同時要控制有機物的毒性,避免在生產、施工和長期使用過程中造成相關人員的傷害。由于粉末涂料由100%固體成分組成,可以做到零VOC排放。因此,綠色環保粉末涂料的發展,還需要做到以下幾點:


                (1)限制添加有機錫作為催化劑的含聚酯樹脂的粉末涂料和其作為抗菌劑的抗菌防霉功能粉末涂料;


                (2)避免使用含重金屬的原材料;


                (3)還有安全、高效、潔凈的生產管理。做到以上幾點,“漆改粉”的步伐將會更快,粉末涂料的綠色之路將更加寬廣。


                4、結語


                從國內外對粉末涂料的環保、安全、健康意識的角度出發,簡述了綠色環保粉末涂料發展趨勢,并著重分析了粉末涂料含重金屬和有機錫的檢測分析對綠色環保粉末涂料發展的重要性,強調粉末涂料在生產前、后重金屬和有機錫的檢測分析。期待綠色環保粉末涂料在中國有更好的發展,給人們生活帶來更多的切身利益。

             
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