产业思考：涂料涂装VOCs减排形势与趋势分析

　　“十二五”期间，涂料年产量从1079.51万吨增至1717.6万吨，增长1.59倍，年平均增长为14.78%;五年里涂料年利润增长了1.68倍，是产量增长的1.07倍，说明中高档涂料产品比例增加较多，也反映整个行业运行情况较好。涂料产品结构中，高固体分、辐射固化、水性、粉末等环境友好型涂料在改革开放以来的36年里(1978-2014)，在涂料总产量中占比每年约增加1.2%，“十二五”期间，每年约增长2%，进步明显。但和先进相比较仍有较大差距。如涂料产量排在我国之后2～4位的美、日、德三国，其环境友好型涂料在涂料中占比分别约为70%、65%和80%，我国环境友好型涂料在涂料总产量中占比只在50%左右，要达到国际先进水平，仍要作艰苦努力。
　　减排VOCs法律法规趋严
　　据估计涂料涂装行业挥发性有机化合物(VOCs)排放量占整个工业源的20%以上，约占VOCs总排放源的12%;北京市的估测，VOCs对本市PM2.5贡献率在16%左右。2014年，我国涂料总产量1648万吨中，含45%以上有机溶剂在涂料涂装过程中挥发至大气中，会造成污染，并浪费大量资源。毫无疑问，涂料涂装是VOCs防控的重点行业之一。
　　VOCs定义在国际上有不同的表述，我国在有关国标中采用的VOCs定义：在101.3kPa标准大气压下，任何初沸点低于或等于250℃的有机化合物。VOCs多达几千种，常见的有烷烃类(芳烃、脂肪烃)、酯类、醚类、醇类、腈类、卤代烃、醛酮类、酰胺类及聚合用单体如氯乙烯、丙烯酸、苯乙烯、醋酸乙烯、二异氰酸酯(TDI)等。这些溶剂在涂料制造与涂装中大部分能涉及到。溶剂型涂料中有机溶剂用量占涂料总量将近一半，业内减排VOCs任务较重。其中有毒有害溶剂不少，有致癌风险的乙二醇醚及酯，行业内已限用和代用;但毒害性较大的苯类溶剂，目前仍在大量使用，代用的任务不轻。取代那些有毒有害的溶剂是摆在限制VOCs排放的位。
　　近年来，限制VOCs的法规、标准连续出台。2015年1月26日财政部、税务总局联合发文(财税〔2015〕16号)：“关于对电池、涂料征收消费税的通知”，将电池、涂料列入消费税征收范围，在生产、委托加工和进口环节征收，适用税率均为4%。对施工状态下VOCs含量低于420g/L(含)的涂料免征消费税。换言之，涂料固体分要在65%左右才能免征消费税，一般涂料出厂的固体分是50%左右，提高涂料固体分难度不小。
　　北京、上海、广州、深圳、天津等地方开征涂料涂装工艺中的排污费，要从涂料生产和应用整个过程中控制VOCs排放。经过一定时期，可能要由有关部委在颁布征收涂料涂装工艺中排污费的法规，将会给涂料涂装行业带来更新的压力。
　　国内大多数涂料缺少VOCs限值标准，已有标准与发达相比也较为宽松。“十三五”期间将颁布《涂料工业大气污染物排放标准》，将规定涂料工业企业及涂装行业生产设施的空气污染物排放限值、监测和监督管理要求。
　　工业涂料涂装降VOCs有潜可挖
　　为制订《涂料工业大气污染物排放标准》，2013年，环保部开展“工业涂装污染源挥发性有机物(VOCs)排放特征及防治对策研究”，牵头单位是环保部环境规划院，涂料工业协会、中科院生态环境研究中心、北京市环保科学研究院、中日友好环保中心等4个单位协作，2014~2016年完成项目任务。项目研究目标为：掌握涂料产品与涂装行业VOCs排放及控制现状，建立涂料产品与涂装行业VOCs排放量估算方法，编制适合我国国情的涂料产品与涂装行业VOCs排放控制技术指南，并提出控制政策建议，作为制订相关标准提供依据。
　　汽车、木器、船舶、钢结构、工程机械、集装箱、卷材等七大重点工业涂装行业，其使用涂料总量占比26.3%，占溶剂型涂料50%以上，其VOCs产生量约占整个涂料涂装排放的近40%。其VOCs排放和排污管控情况在整个工业涂料涂装行业中具有代表性。
　　上述7个工业涂装部门的VOCs排放在管控上分为三类：类是以汽车涂装为代表，对涂装中产生VOCs可以回收，并且多数企业采取了防控措施;第二类以木器涂装为代表，涂装中产生的VOCs可以收集和有效防控，但多数有关企业并未实施，产生的VOCs多是无组织排放;第三类以钢结构涂装为代表，是敞开式、甚至是在露天下施工，产生的VOCs无组织排放。
　　按环保部要求，在“十三五”期间，拟提出建议，在2015年基础上，七大重点工业涂装均应实施VOCs综合治理。其中，汽车制造企业的VOCs综合减排率达到80%以上;集装箱、卷材制造企业达到70%以上;家具、工程机械制造企业达到60%以上;船舶制造企业达到50%以上;钢结构企业达到40%以上。要达到这些指标，各有关行业必须要作较大努力。
　　从源头抓起——发展环境友好型品种
　　控制涂料涂装中VOCs排放的系列法规和标准的出台，倒逼涂料生产企业要大力发展水性、高固体分、粉末和辐射固化等环境友好型涂料。根据报道，常规溶剂型涂料，VOCs含量高达560g/L;固体分72%以上的高固体分底漆VOCs为214～260g/L;固体分34%的水性涂料的VOCs是105g/L。相比之下，水性涂料对降低VOCs效率高。
　　但水性涂料在施工时受环境相对湿度、温度影响大，相对湿度高或温度低，涂膜干燥慢，往往要加吹热风或低温闪蒸炉，这要增加工序和多耗能。溶剂型高固体分涂料降低VOCs效率虽然比水性涂料低，但施工中没有水性涂料存在的不足。这要根据不同使用要求选用。辐射固化使用较多是紫外光(UV)固化，传统的典型UV固化涂料是接近无溶剂的，但现市场上有些UV固化涂料中使用大量有机溶剂，与普通溶剂型涂料没有多大区别，属非环境友好型涂料。国内正在发展的水性UV固化涂料是新型的环境友好型涂料，值得重视。
　　涂装工艺减排应综合考虑
　　减排和节能并重。国内主要乘用车自主品牌新建涂装线普遍采用水性涂料3C2B(三涂二烘)工艺、水性涂料3C1B(三涂一烘)工艺、水性涂料免中涂工艺，新建涂装线普遍开始采用全机器人外板喷涂工艺，并逐步开始使用全机器人内板喷涂工艺，新建涂装线涂装中VOCs排放指标可以达到欧盟有些规定的<35g/m2的指标。
　　2012年国内有的合资汽车公司开始应用高固体分涂料3C1B工艺，VOCs可达标排放(20~35g/m2)。同时产生的二氧化碳减少34%，节约投资、减少能耗及降低运行成本可达到30%。该工艺称为精益环境友好型涂装工艺，固体分还可提高。所用高固体分涂料有氨基聚酯和氨基丙烯酸。试验证实，当溶剂型涂料施工固体分达到45%时，其VOCs排放量和水性涂料VOCs排放量相当，并能同时节能。国内汽车高固体分涂料涂装的固体分要求提高到60%以上，可以进一步降低VOCs排放
　　。减排VOCs和综合利用结合。非密闭涂装的企业积极采用环境友好型涂料以减排VOCs;能在密闭环境下施工的企业，挥发的溶剂进行回收利用。有一定规模的卷材涂装，排放的有机溶剂集中回收焚烧，产生的热量用于固化涂膜，是一种综合利用资源的工艺。
　　迎接第二次污染源普查。国务院日前印发《关于开展第二次污染源普查的通知》，决定于2017年开展第二次污染源普查。普查对象是共和国境内有污染源的单位和个体经营户。在次污染源普查时，2007~2009年，涂料工业协会承担了“涂料、无机颜料产排污系数核算子项目”，并较好地完成了任务，笔者参加了完成项目的全过程。即将开始的第二次污染源普查，涂料生产企业与涂装企业仍是普查对象，对涂料涂装中VOCs排放及治理将带来新的动力。
       更多详细报道请关注复材网www.cnfrp.com