什么是綠色涂料?

　　關(guān)于“綠色涂料”的概念全球沒有一個(gè)共識(shí)，這使得這一名詞跨越國(guó)界或在全球范圍內(nèi)使用時(shí)經(jīng)常造成混淆。但是，目前越來(lái)越多的項(xiàng)目和產(chǎn)品規(guī)范、規(guī)格是國(guó)際性的，不同規(guī)格的產(chǎn)品在全球采購(gòu)，材料和勞動(dòng)力來(lái)自世界各地。中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)與美國(guó)或歐盟的標(biāo)準(zhǔn)許多并不相同，而一些國(guó)家甚至沒有標(biāo)準(zhǔn)，有些國(guó)家借用其他國(guó)家或行業(yè)組織的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行立法和修訂為本國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，還有些國(guó)家在其內(nèi)部一些地區(qū)限制了許多涂料品種的使用。

　　被限制使用的涂料最常見的是根據(jù)其揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)含量而設(shè)定，然而，計(jì)算每種涂料VOCs含量數(shù)值的方法在各個(gè)國(guó)家之間有著顯著區(qū)別，有些采用理論值，有些采用實(shí)際值，二者通常變化很大。

　　建筑裝飾涂料已經(jīng)在全球范圍內(nèi)受到較嚴(yán)格的監(jiān)管，也受到政府和法規(guī)更嚴(yán)格的限制，因此許多產(chǎn)品已經(jīng)在“綠色涂料”概念范圍內(nèi)。

　　然而，功能性保護(hù)涂料，如通常用于金屬或混凝土表面的涂料產(chǎn)品，可以通過(guò)降低VOCs含量而使之成為“綠色涂料”嗎?

　　確定涂料是否是“綠色”的最常見的指標(biāo)是VOCs含量，其以g/L測(cè)量。這個(gè)值如何計(jì)算?現(xiàn)實(shí)情況是，同一品種的涂料每批次具有不同的VOCs水平;相同涂料產(chǎn)品的每種顏色將具有不同的VOCs水平。當(dāng)涂料產(chǎn)品使用顏料著色時(shí)，液體色漿通常也向涂料添加VOCs，有時(shí)甚至高達(dá)15%。這些情況進(jìn)一步使VOCs界定的問(wèn)題復(fù)雜化，VOCs可以在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)量，也可以理論上計(jì)算——但其計(jì)算結(jié)果通常相對(duì)較低。

　　另一個(gè)挑戰(zhàn)是化學(xué)家通過(guò)不同的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量或計(jì)算VOCs。大多數(shù)全球涂料制造商需要在其產(chǎn)品數(shù)據(jù)表或針對(duì)特定地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)公布其產(chǎn)品VOCs值。

　　最常用的標(biāo)準(zhǔn)如下

　　歐盟SED(溶劑排放指令)1999/13/EC——船舶涂料和OEM項(xiàng)目中常見的要求，涂料使用者也可能受到年度VOCs排放限制。

　　歐盟PPD(涂料產(chǎn)品指令)2004/42/EC(包括各種更新)——用于較小規(guī)模的項(xiàng)目，如修補(bǔ)漆和建筑涂料，但如果有國(guó)家和政府認(rèn)為必要，可以選擇SED替代此指令。該方法考慮將沸點(diǎn)大于250℃(482℉)的有機(jī)化合物作為VOCs。

　　香港已采取類似于美國(guó)加州南海岸空氣質(zhì)量管理區(qū)(SCAQMD)的規(guī)定，并與廣東在中國(guó)大陸合作，以減少VOCs排放。然而，香港現(xiàn)在使用EPA的方法24(EPAMethod24)《表面涂料中揮發(fā)性物質(zhì)含量、水含量、密度、體積固體和質(zhì)量固體的測(cè)定》來(lái)計(jì)算揮發(fā)性有機(jī)物。而中國(guó)此前則基本遵循(但沒有嚴(yán)格執(zhí)行)歐盟指導(dǎo)方針，直到2015年2月，中國(guó)財(cái)政部通過(guò)了VOCs消費(fèi)稅，但是該稅法基于EPAMethod24測(cè)量施工狀態(tài)下的VOCs含量。

　　EPAMethod24是EPA和美國(guó)各州/地方監(jiān)管機(jī)構(gòu)目前接受的用于測(cè)量油漆、油墨和相關(guān)涂層產(chǎn)品中VOCs含量的唯一方法。然而有研究認(rèn)為，該方法是已知的并且已被證明具有較大測(cè)量誤差的方法，特別是對(duì)于VOCs低于50g/L涂料的測(cè)量。目前發(fā)現(xiàn)VOCs誤差的主要來(lái)源是水和非揮發(fā)性物質(zhì)測(cè)定。由于這種誤差水平，目前業(yè)界正在尋求通過(guò)氣相色譜法(GC)直接測(cè)定VOCs的各類方法研究，例如ASTMD6886和SCAQMD的方法313等。

　　韓國(guó)目前正在采取VOCs控制措施，根據(jù)其“空氣質(zhì)量保護(hù)法”控制該國(guó)涂料產(chǎn)品相對(duì)較高的VOCs含量，目標(biāo)是將允許限度從目前的最大閾值降低10%～20%。EPAMethod24也是該國(guó)計(jì)算VOCs和有害空氣污染物(HAP)的主要方法和最常用的方法。

　　可以看到，一致性和共同性不是這些標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)VOCs測(cè)定能達(dá)成的普遍認(rèn)識(shí)。為什么?雖然它們都測(cè)量變成蒸汽的溶劑，然而每種方法的數(shù)學(xué)計(jì)算公式都允許了不同的豁免范圍、不同的波動(dòng)和方差，由此本應(yīng)相同的結(jié)果卻產(chǎn)生了不同的值。一些引起計(jì)算方法沖突的因素包括：理論與實(shí)際VOCs含量;數(shù)學(xué)計(jì)算與實(shí)驗(yàn)測(cè)試及外推方法;是否排除或補(bǔ)償水、特定溶劑或容器體積。建立具有全球一致性的VOCs計(jì)算方法標(biāo)準(zhǔn)才能使得對(duì)涂料“綠色”特征的理解達(dá)成一致。

　　其他綠色指標(biāo)

　　即使涂料具有低VOCs水平，但仍有可能對(duì)環(huán)境或人體有害。還有幾個(gè)其他因素可能影響涂料的“綠色”特征，包括HAP、消耗臭氧化學(xué)品、禁用化學(xué)品、豁免溶劑和重金屬等。

　　1、HAPs

　　HAP是VOC中對(duì)健康和/或環(huán)境特別有害的化學(xué)品。HAP在許多國(guó)家受到管制，特別是在美國(guó)國(guó)會(huì)1990年修訂“聯(lián)邦清潔空氣法案”后，挑出了許多已知會(huì)導(dǎo)致或可能合理預(yù)期會(huì)對(duì)人體健康或環(huán)境產(chǎn)生不利影響的空氣污染物。最初，確定了近200種特定污染物和化學(xué)品組分為HAP，并規(guī)定了該名單可隨時(shí)間而改變。常見的HAP包括二甲苯、苯乙烯和甲苯。雖然甲基乙基酮(MEK)最初也在該名單上，但2005年受美國(guó)化學(xué)委員會(huì)的請(qǐng)求EPA將它移除。HAPs通常與VOCs分別列出，被認(rèn)為是涂料“綠色”程度的第二個(gè)常見指標(biāo)。

　　2、臭氧消耗化學(xué)品

　　當(dāng)某些烴類溶劑從涂層中蒸發(fā)時(shí)，它們將被分解，這通常被稱為光化學(xué)反應(yīng)性溶劑或簡(jiǎn)單的反應(yīng)性溶劑。光化學(xué)反應(yīng)性是化合物在大氣中反應(yīng)達(dá)到什么程度并有助于臭氧形成的量度。最常見的光化學(xué)反應(yīng)性溶劑是甲苯和二甲苯。SCAQMD將光化學(xué)反應(yīng)性溶劑定義為“總體積中含有超過(guò)20%的以下分類化合物的任何溶劑，或者單獨(dú)百分比(相對(duì)于溶劑的總體積)超過(guò)任何以下分類化合物限制的溶劑。

　　★具有烯烴或環(huán)烯烴類不飽和度的烴、醇、醛、酯、醚或酮的組合：5%;

　　★除乙基苯外，分子中具有8個(gè)或更多個(gè)碳原子的芳香族化合物的組合：8%;

　　★乙基苯、具有支鏈烴結(jié)構(gòu)的酮、三氯乙烯或甲苯的組合：20%。

　　除光化學(xué)反應(yīng)性溶劑外，其它溶劑也稱為非光化學(xué)反應(yīng)性或非反應(yīng)性溶劑。丙酮被分類為具有可忽略的反應(yīng)性的溶劑，意味著它對(duì)臭氧層的惡化沒有影響。MEK被歸類為低反應(yīng)性溶劑，這意味著它對(duì)臭氧層的消耗影響很小。含有非光化學(xué)反應(yīng)性溶劑的涂料通常被認(rèn)為比含有光化學(xué)反應(yīng)性溶劑的涂料更環(huán)保，但仍然可以造成健康、安全和環(huán)境(HSE)風(fēng)險(xiǎn)。

　　3、禁用化學(xué)品

　　禁用化學(xué)品包括被國(guó)家、空氣調(diào)節(jié)委員會(huì)和具體場(chǎng)合禁止的化學(xué)品。某些化學(xué)品在某些國(guó)家被禁止，但在其他國(guó)家允許使用。當(dāng)全球制造商試圖將涂料出口到某些原料被禁止的國(guó)家時(shí)，就可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。1976年，美國(guó)制定了“有毒物質(zhì)控制法”(TSCA)，所有當(dāng)時(shí)經(jīng)批準(zhǔn)并被認(rèn)為是安全的化學(xué)品隨后被列入監(jiān)控范圍。在涂料行業(yè)，來(lái)自全球的涂料原材料通常含有不符合TSCA標(biāo)準(zhǔn)或批準(zhǔn)的化學(xué)品，為此涂料制造商改變了其全球綠色涂料配方，并針對(duì)美國(guó)市場(chǎng)單獨(dú)制定配方。雖然2016年6月起這一法規(guī)已經(jīng)重新修訂，它依然可以作為確定涂料“綠色”程度的參考。

　　EPA的聯(lián)邦殺蟲劑、殺真菌劑和滅鼠劑法規(guī)(FIFRA)，其中規(guī)定了適用于船舶行業(yè)的防污涂料殺蟲劑，由此全球防污涂料中使用的許多化學(xué)物質(zhì)在美國(guó)被禁止。然而，這些涂料可境外使用(如在巴哈馬)，然后被允許進(jìn)入美國(guó)水域。涂料的“綠色”界定在不同國(guó)家之間無(wú)法統(tǒng)一。那么，為什么一個(gè)涂料在一個(gè)國(guó)家是綠色的，而在另一個(gè)國(guó)家卻被禁止?

　　雙酚A(BPA)是生產(chǎn)環(huán)氧樹脂的原材料之一，因其對(duì)健康問(wèn)題的影響而受到許多爭(zhēng)議。BPA在體內(nèi)可化學(xué)模擬雌激素，據(jù)報(bào)道由此可影響人類的發(fā)育。具有諷刺意味的是，此前該物質(zhì)在美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生基金會(huì)(NSF)和食品藥物管理局(FDA)等組織認(rèn)證為健康和安全的許多涂料公司的飲用水級(jí)和食品級(jí)襯里涂料中被發(fā)現(xiàn)，但公眾的抗議目前已經(jīng)有效地封殺這種化學(xué)品在美國(guó)相關(guān)涂料產(chǎn)品中的使用。

　　異氰酸酯存在于所有100%固含量聚氨酯涂料中，包括一些色漿配方以及聚脲和聚氨酯襯里中。這些襯里一般被認(rèn)為是非常“綠色”的，因?yàn)槠淞闳軇┖土鉜OC水平，但實(shí)際上，它們的HSE影響可能是破壞性的!異氰酸酯現(xiàn)已在動(dòng)物領(lǐng)域并且可能在人類領(lǐng)域被分類為致癌物，暴露于異氰酸酯環(huán)境下可能引起的健康問(wèn)題包括呼吸困難、慢性哮喘、疾病和再發(fā)性皮炎。事實(shí)上，光氣，一種化學(xué)戰(zhàn)爭(zhēng)用的武器，被用于異氰酸酯的生產(chǎn)。許多人已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了異氰酸酯敏感性，并且正在治療過(guò)程中，但與此同時(shí)，在大多數(shù)國(guó)家中，上述這些涂料依然被認(rèn)為是綠色的。目前，許多項(xiàng)目已開始禁止異氰酸酯在其工廠或操作中使用，這些HSE標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定一般來(lái)自私營(yíng)組織，但也有來(lái)自政府法規(guī)。

　　當(dāng)公眾能意識(shí)到如何確定涂料或涂料組分是否為“綠色”或不再為“綠色”時(shí)，“綠色涂料”的模糊邊界將被打破。

　　4、豁免溶劑

　　當(dāng)確定某些化學(xué)品在涂料工業(yè)中需要被普遍應(yīng)用，目的是為了確保涂層能滿足基本性能要求的目標(biāo)，這時(shí)雖然降低了對(duì)工業(yè)VOC水平的要求，但是監(jiān)管機(jī)構(gòu)還是需要決定必須對(duì)監(jiān)管規(guī)則進(jìn)行例外處理。為了使涂料在對(duì)環(huán)境具有最小影響的同時(shí)能有效地發(fā)揮其功能，需要對(duì)這些化學(xué)品的使用、混合、稀釋和配制某些其他化學(xué)品進(jìn)行讓步，并且不考慮其VOCs含量。這里所提到的豁免溶劑列表更常見的一些化學(xué)品包括丙酮、對(duì)氯三氟甲苯(PCBTF)、醋酸叔丁酯(TBAc)和醋酸正丁酯等。具有諷刺意味的是，這些化學(xué)品的VOCs水平相當(dāng)高，一些甚至超過(guò)了700g/L。然而，選擇它們是因?yàn)樗鼈兙哂衅渌h(huán)境友好的特性，如非光化學(xué)反應(yīng)性或可接觸性，例如丙酮。因此雖然這類豁免溶劑不是涂料配方必須選擇的，但涂料制造商不得不在保障實(shí)現(xiàn)所需的涂層性能水平和應(yīng)用性能水平的前提下，嘗試對(duì)目前的配方進(jìn)行調(diào)整，以充分利用這類溶劑，甚至為其重新設(shè)計(jì)配方。但這已經(jīng)導(dǎo)致涂層性能的折衷，為此涂料行業(yè)正轉(zhuǎn)向通常需要較少溶劑加量的配方或高于大多數(shù)VOCs計(jì)算方法的高沸點(diǎn)溶劑(例如苯甲醇)等生產(chǎn)較高固含量涂料產(chǎn)品。

　　在2016年，SCAQMD決定審查他們?cè)趯⒔昵白龀龅臎Q定，以重新考慮是否允許TBAc保持在油漆和涂料VOCs豁免溶劑清單中。當(dāng)TBAc最初于1997年被化學(xué)公司提出豁免地位時(shí)，它被授予豁免資格，但也被要求須注意隨著時(shí)間的推移研究和審查其長(zhǎng)期健康影響。而在21世紀(jì)初，研究發(fā)現(xiàn)TBAc有可能是一種致癌物，進(jìn)一步研究已經(jīng)引起了人們對(duì)其毒性和對(duì)人類健康潛在風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)注。然而，EPA最近卻宣布允許TBAc免于報(bào)告其產(chǎn)生的VOC。雖然TBAc似乎對(duì)空氣質(zhì)量沒有顯著的負(fù)面影響，但既然有研究認(rèn)為其可能對(duì)生產(chǎn)、使用含有它的涂料的工人和使用者造成嚴(yán)重的健康風(fēng)險(xiǎn)，因此依然存在失去豁免資格的可能。如果這樣，行業(yè)就必須使用替代溶劑，這將對(duì)涂料行業(yè)產(chǎn)生不利的新增成本影響，因此業(yè)界正在密切關(guān)注著TBAc這一曾一度被認(rèn)為是“完美的綠色溶劑”的產(chǎn)品審查過(guò)程，以確定它是否真的能延續(xù)其“綠色”特征。

　　5、重金屬

　　鉛是一種重金屬，曾在幾十年里被大量用于涂料著色，以及在涂料和襯里產(chǎn)品中用于抗腐蝕顏料，然而多年前其對(duì)健康的負(fù)面影響就已有被發(fā)現(xiàn)。鉛與另一種重金屬，鉻(如鉻酸鉛等)，都是涂料產(chǎn)業(yè)曾經(jīng)的“伙伴”，在涂料油漆中作為顏料被大量使用，因?yàn)槠淠墚a(chǎn)生明亮、豐富的顏色。在20世紀(jì)70年代后期，美國(guó)開始逐步淘汰含鉛涂料在消費(fèi)領(lǐng)域的應(yīng)用，但鉛依然被用于許多工業(yè)涂料的底漆以及軍用涂料配方，甚至在直到21世紀(jì)初依然在交通涂料中被應(yīng)用。事實(shí)上，在全球范圍內(nèi)鉛和鉻酸鹽目前依然在多種涂料產(chǎn)品中獲得使用。21世紀(jì)初，中國(guó)出口的嬰兒玩具以及鋼桁架產(chǎn)品中陸續(xù)被檢測(cè)出含鉻酸鉛，因此受到歐美國(guó)家的封殺，為此，中國(guó)開始制定較為嚴(yán)格的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，限制鉛、鉻等重金屬產(chǎn)品在涂料中的含量，并規(guī)范含鉛涂料及其涂裝產(chǎn)品的出口。然而，2016年5月，聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)發(fā)布的《全球法律限制含鉛涂料報(bào)告》指出：人們?nèi)栽谙U涂料的道路上努力前進(jìn)。2016年初，全球196個(gè)國(guó)家中70個(gè)國(guó)家(36%)已經(jīng)發(fā)布了具有法律約束力的限制鉛涂料條例。大部分國(guó)家出臺(tái)了強(qiáng)制規(guī)定對(duì)鉛涂料的使用進(jìn)行控制，以確保執(zhí)行效果，然而只有17個(gè)國(guó)家要求對(duì)涂料油漆含鉛量進(jìn)行測(cè)試和認(rèn)證。

　　創(chuàng)建全局標(biāo)準(zhǔn)

　　鑒于對(duì)“綠色”產(chǎn)品的界定存在許多爭(zhēng)議，因此國(guó)務(wù)院《生態(tài)文明體制改革總體方案》中提出要求，將目前分頭設(shè)立的環(huán)保、節(jié)能、節(jié)水、循環(huán)、低碳、再生、有機(jī)等產(chǎn)品統(tǒng)一整合為綠色產(chǎn)品，建立統(tǒng)一的綠色產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證、標(biāo)識(shí)等體系。在2016年7月質(zhì)檢總局審議審議通過(guò)《綠色產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證、標(biāo)識(shí)整合方案》，“涂料”被確定為第一批制定“綠色產(chǎn)品評(píng)價(jià)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)”的產(chǎn)品，由全國(guó)涂料和顏料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)牽頭承擔(dān)。

　　近年來(lái)國(guó)內(nèi)在“綠色涂料”產(chǎn)品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方面政出多門，部分行業(yè)組織爭(zhēng)相介入這一項(xiàng)目，給企業(yè)和下游用戶造成極大的困惑。新的《綠色產(chǎn)品評(píng)價(jià)涂料產(chǎn)品》項(xiàng)目2017年完成后，將會(huì)形成《綠色產(chǎn)品評(píng)價(jià)涂料產(chǎn)品》(送審稿)、《國(guó)內(nèi)外綠色涂料產(chǎn)品調(diào)研及測(cè)試分析》、《綠色涂料產(chǎn)品國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)比對(duì)分析》等成果和報(bào)告，標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)施后將會(huì)有效促進(jìn)中國(guó)“綠色涂料”規(guī)范的統(tǒng)一。

　　“綠色”標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)具備的共同點(diǎn)

　　“綠色涂料”標(biāo)準(zhǔn)制定需要行業(yè)供應(yīng)商、業(yè)主、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和HSE專家共同參與，必須找到共同的基礎(chǔ)作為起點(diǎn)，通過(guò)在相似性和標(biāo)準(zhǔn)化方法方面獲得統(tǒng)一意見，可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化規(guī)則，這既包計(jì)算方法，也包括標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后在調(diào)節(jié)市場(chǎng)和遵守目標(biāo)方面的一致。

　　最小化“例外”

　　如豁免溶劑等，標(biāo)準(zhǔn)必須有例外，但如果它們可以被標(biāo)準(zhǔn)化并最小化為少數(shù)，而不是市場(chǎng)的多數(shù)現(xiàn)象，這些例外將更容易理解和被遵守。同樣，來(lái)自行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的主要參與者的投入對(duì)于制定既實(shí)用又可實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)將至關(guān)重要。

　　消除不一致

　　行業(yè)需要具有實(shí)際論證價(jià)值的VOCs計(jì)算方法和基準(zhǔn)水平，而不是任意創(chuàng)建或簡(jiǎn)單參照的公式和VOCs標(biāo)準(zhǔn)取值，這將為隨后的VOCs綠色認(rèn)證提供充分的理由和行業(yè)認(rèn)可。必須承認(rèn)，目前國(guó)外業(yè)界認(rèn)可的100g/L或250g/L的VOCs值是一個(gè)綠色涂層認(rèn)證的全球基準(zhǔn)線，但必須讓業(yè)界、用戶和監(jiān)管當(dāng)局認(rèn)識(shí)到，這些基準(zhǔn)線并非唯一的“綠色”參考，目前企業(yè)宣傳的VOCs值在99g/L的涂料不一定比107g/L的涂料的更“綠色”，特別是如果計(jì)算方法不同呢?

　　創(chuàng)建一個(gè)全球綠色標(biāo)準(zhǔn)

　　只有全球能開發(fā)一個(gè)公認(rèn)的VOCs含量計(jì)算方法并統(tǒng)一達(dá)成一致，統(tǒng)一識(shí)別HAPs，并達(dá)成關(guān)于豁免和禁用化學(xué)品的一致協(xié)議，這樣才能對(duì)“綠色涂料”在全球范圍內(nèi)平等地進(jìn)行比較。目前雖然在國(guó)內(nèi)外有多個(gè)組織宣布自己是“綠色的證明者”，但實(shí)際上他們的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)通常是自我宣傳和出于商業(yè)價(jià)值的考慮。創(chuàng)建一個(gè)全球統(tǒng)一的“綠色涂料”標(biāo)準(zhǔn)的道路并不平坦。