来源:《现代涂料与涂装》 作者:王卉 渠毅
摘要：总结了不同国家地区对VOCs的定义及理解,介绍了国内涂料行业在汽车原厂、汽车修补、家具制造、工程机械、船舶制造等应用领域的VOCs排放现状及相关政策法规,并对可行性减排方案进行了分析,同时就国内相关政策法规中相关VOCs的限量与其他国家进行了对比,提出了涂料行业VOCs控制未来发展方向.
引言
21世纪以来，中国的经济发展迅速，2011年正式超过日本成为全球GDP第二高的国家，中国创造的经济奇迹让世界惊叹。但是在光环背后还是有诸多隐忧，其中以环境问题较为严重。针对环境问题，我国加强了对各行各业环境污染的监督和控制力度，并且制定和推行了一系列相关的政策法规作为坚实的理论依据与法律保障。对于我国工业发展的重要行业之一，涂料行业在不断推动我国生产制造行业向前发展迈进的同时，其庞大的污染量也一直成为国家的心病，希望本文的总结及对比分析能对国家进一步制定相关政策起到积极作用。
1、VOCs定义
目前国内对于VOCs的管理分为不同角度，从物理特性角度有蒸气压（0.01kPa）和沸点（250℃或260℃）2种表述方式，主要应用于工业界，对VOC产品（如涂料、油墨等）进行描述或测试。从环境保护角度有狭义（如光化学反应性、健康毒性、臭味等）和广义（全部气态有机化合物）2种表述方式，主要应用于环境界，VOCs作为污染物，反映它们的健康和环境效应。从检测方法角度有NMHC（HJ/T38—1999非甲烷总烃测量方法）和TVOC（GB/T18883—2002），侧重可操作性，测量确定的有机化合物。
1.1美国VOCs定义
除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物或碳酸盐、碳酸铵外，任何参与大气光化学反应的碳化合物。定义附有7条补充条款，需要排除光化学反应活性可忽略的有机化合物，如甲烷、乙烷、二氯甲烷、丙酮、四氯乙烯等52种（不断更新中）。
1.2欧盟VOCs定义
在标准压力101.3kPa下初沸点小于或等于250℃的全部有机化合物（2004/42/EC）。
1.3世卫组织TVOC定义
熔点低于室温而沸点在50~260℃之间的挥发性有机化合物的总称（杀虫剂除外）（WHO1989）。
2、现阶段我国涂料行业的发展及VOCs情况
2016年1—6月，我国涂料制造规模以上型企业产量达841.49万t，同比增长6.43%。与《涂料工业行业年度报告（2015版）》排名情况对比，前三位依然是：广东省，产量146.91万t，同比增长1.88%；江苏省，产量109.79万t，同比增长2.54%；上海市，产量91.68万t，同比增长0.16%。而涂料行业在不断蓬勃发展的同时，也带来了巨大的VOCs排放量，当前我国涂料行业中近六成为溶剂型涂料，而在生产过程中溶剂型涂料将会挥发大量的有毒物质，在涂装过程中一半以上的VOCs将会直接排放到大气当中。
3、涂料各应用领域VOCs排放现状、适用法规及减排可行性技术方案
3.1汽车原厂涂料
3.1.1汽车原厂涂料使用情况及VOCs治理现状工业和信息化部2011年11月4日发布了《乘用车生产企业及产品准入管理规则》，要求乘用车生产企业符合清洁生产的要求，具有必要的环境保护和职业安全卫生设备、设施。国务院2012年9月27日批复实施的《重点区域大气污染“十二五”规划》（环发[2012]130号）针对涂料及涂装行业提出把VOCs污染控制作为建设项目环境影响评价的重要内容，采取严格的污染控制措施：新建机动车制造涂装项目，水性涂料等低VOCs含量涂料占总涂料使用量比例不低于80%，小型乘用车单位涂装面积的VOCs排放量不高于35g/m2[2]。因此近几年汽车原厂涂料的水性化及水性紧凑型工艺得到了大力发展，除罩光清漆外，底漆、中涂、色漆都可实现水性化。在涂装工艺中，烘干部分大都采用RTO、TAR装置或四元燃烧器，而涂装部分则大部分直接排放，少部分企业采用浓缩转轮加燃烧法收集处理。
3.1.2汽车原厂涂料VOCs相关法规其限值
汽车原厂涂料VOCs相关法规及限值见下图。
3.1.3减排可行性技术方案
源头控制与过程管理相结合，对新建汽车涂装生产线，选择高固含3C1B、水性3C1B、水性免中涂等具有达标排放能力的涂装工艺。已建汽车涂装生产线实施改造升级，改造成高固含3C1B工艺是经济可行的方案，改造周期短，施工简单，投资运行成本低，具有达标排放的能力。提高喷涂自动化，增加机器人内板喷涂以提高涂着效率。深化溶剂型涂料喷涂环节VOCs末端治理，建设溶剂回收系统，建立废气VOC处理系统。
3.2汽车修补涂料
3.2.1汽车修补涂料使用情况及VOCs治理现状
虽然汽车修补涂料在整个涂料市场占比份额不大，但是由于汽车修补施工过程大部分为无组织排放，且其为民生工程，因此汽车修补行业产生的VOCs对环境的影响不容小觑。汽车修补涂料中色漆水性化比较成熟，中涂、底漆及清漆由于涂料技术及施工便捷性的影响依然以溶剂型为主。
3.2.2汽车修补涂料国内外法规对比分析
主要地区汽车修补涂料VOCs法规限值见表2。
由于在不同的法规中对是否去除水来计算VOCs方法不一，造成有些法规限值相差较大。北京、深圳的地方标准中VOCs限值的规定在借鉴国外相关法规的同时，考虑了中国的国情并充分听取了国内企业的意见，这点值得提倡。后续希望对特殊涂料领域如亚光清漆、底盘涂料、瑕疵修复涂料完善相关法规。
3.2.3减排可行性技术方案
为了达到降低VOCs的目的，色漆可以实现水性化，中涂和清漆则可以通过改用高固含涂料来实现。高固含涂料的使用与溶剂型涂料相同，无需喷涂工艺上的改变，但是为了配合水性色漆的升级换代，需要对设备、施工工艺进行调整。增加喷涂设备如带气压表的水性漆专用喷枪和专用吹风装置，改善施工环境，对基材进行前处理，严格调配比例，使用正确的调枪方法和灵活的喷涂手法。
3.3家具涂料
3.3.1家具涂料使用情况及VOCs治理现状
国务院2012年9月27日批复实施的《重点区域大气污染“十二五”规划》（环发[2012]130号）中指出：家具等行业新建涂装项目，水性涂料等低挥发性有机物含量涂料占总涂料使用量比例不低于50%，禁止生产、销售、使用挥发性有机物含量超过700g/L的溶剂型木器家具涂料。
2014年3月31日国家环保部修订了HJ/T201—2005《环境标志产品技术要求水性涂料》发布了对水性涂料新的环境标志产品的技术要求HJ2537—2014《环境标志产品技术要求水性涂料》，这些都大大推动了家具涂料的转型升级，各个涂料生产企业为了提高产品竞争力，对产品中VOCs及限制物质又做了进一步改进以满足客户对于不同国家法规或绿色环保产品的要求。
同时也应该看到，家具制造企业80%以上为小型企业，集中度低，涂装工艺差异较大，仅有部分大中型家具企业采用水性涂料与收集后处理装置，小型企业家具制造过程中的排放比较无序，缺乏监管。
3.3.2家具涂料VOCs相关法规及其限值
家具涂料VOCs相关法规及限值见表3。
3.3.3减排可行性技术方案
对于平面板式木质家具，推广使用UV涂料、水性涂料等低VOCs含量的涂料，配套使用辊涂等高效涂装技术。对于形状不规则的木质家具，可实施部分或全部水性化，溶剂型涂料应密闭喷涂，配套建立有机废气收集及燃烧、吸附、吸收等末端处理装置。
3.4工程机械涂料
3.4.1工程机械涂料使用情况及VOCs治理现状
工程机械制造企业集中度高，以大型企业为主，但是目前普遍采用溶剂型涂料，且多数构件形状不统一，无法实现自动化涂装。部分处于环保严格地区的企业实现有组织收集后处理，并试用高固含涂料。
3.4.2减排可行性技术方案
由于工程机械制造厂自动化程度较低，涂装环节较汽车涂装差，水性化不是非常适用，而升级使用高固含涂料从设备到施工工艺都不需要进行大的改造，更适合工程机械涂装行业。
3.5船舶制造涂料
3.5.1船舶制造涂料使用情况及VOCs治理现状
船舶制造企业规模较大，涂装VOCs排放集中度高，但是船舶涂料均为溶剂型涂料，分段涂装所用涂料量占比较大，不同船舶分段数量与大小不同，船舶越小分段越少，单位吨位排放量越大。
3.5.2船舶制造涂料国内法规要求
国内船舶制造涂料VOCs相关法规及限值见表4所列。
3.5.3减排可行性技术方案
在钢板预处理、车间底漆等生产工序，实施密闭式自动化喷涂，加装有机废气收集系统和处理装置，推广使用水性无机富锌车间底漆技术。在分段、整船涂装等生产阶段，大幅度提高船舶分段涂装率，提高涂料的固含量，推广使用高压无气喷涂、空气辅助无气喷涂等高涂着效率喷涂技术，分段涂装工序力争做到密闭作业，加装有机废气收集系统和处理装置。
4、结语
目前，国内新发布的VOCs排放标准特点为：管控项目大幅增加，重点区域增设了特别排放限值，无组织排放受到极大重视。2016年7月8日，工信部财政部发布了《重点行业挥发性有机物消减行动计划》，根据该计划制定的目标，到2018年工业行业VOCs排放量比2015年消减330万t以上，低（无）VOCs的绿色涂料产品比例达到60%以上。在涂料行业的主要任务是原料替代工程，在涂装领域实施生产过程封闭化、连续化、自动化技术改造，实施回收及综合治理工程，真正做到“源头控制，过程管理，末端治理”。
