VOC

VOC_5分词条

VOC含VOC的油漆
VOC是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文缩写。
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VOC 定义种类

       

美国ASTM D3960-98标准将VOC定义为任何能参加大气光化学反应的有机化合物。美国联邦环保署(EPA)的定义:挥发性有机化合物是除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外,任何参加大气光化学反应的碳化合物。

世界卫生组织(WHO,1989)对总挥发性有机化合物(TVOC)的定义为,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。

有关色漆和清漆通用术语的国际标准ISO 4618/1-1998和德国DIN 55649-2000标准对VOC的定义是,原则上,在常温常压下,任何能自发挥发的有机液体和/或固体。同时,德国DIN 55649-2000标准在测定VOC含量时,又做了一个限定,即在通常压力条件下,沸点或初馏点低于或等于250℃的任何有机化合物。

巴斯夫公司则认为,最方便和最常见的方法是根据沸点来界定哪些物质属于VOC,而最普遍的共识认为VOC是指那些沸点等于或低于250℃的化学物质。所以沸点超过250℃的那些物质不归入VOC的范畴,往往被称为增塑剂

这些定义有相同之处,但也各有侧重。如美国的定义,对沸点初馏点不作限定,强调参加大气光化学反应。不参加大气光化学反应的就叫作豁免溶剂,如丙酮四氯乙烷等。而世界卫生组织和巴斯夫则对沸点或初馏点作限定,不管其是否参加大气光化学反应。国际标准ISO 4618/1-1998和德国DIN 55649-2000标准对沸点初馏点不作限定,也不管是否参加大气光化学反应,只强调在常温常压下能自发挥发。可将这些VOC的定义分为二类,一类是普通意义上的VOC定义,只说明什么是挥发性有机物,或者是在什么条件下是挥发性有机物;另一类是环保意义上的定义,也就是说,是活泼的那一类挥发性有机物,即会产生危害的那一类挥发性有机物。非常明显,从环保意义上说,挥发和参加大气光化学反应这两点是十分重要的。不挥发或不参加大气光化学反应就不构成危害。这也就是欧洲将溶剂按光化臭氧产生潜力来分类的原因。

VOC 来源

       

在室外,VOC主要来自燃料燃烧和交通运输:而在室内则主要来自燃煤和天然气等燃烧产物、吸烟、采暖和烹调等的烟雾,建筑和装饰材料,家具,家用电器,清洁剂和人体本身的排放等。

室内VOC的来源包括以下方面:
1.有机溶液,如油漆、含水涂料、粘合剂、化妆品、洗涤剂、捻缝胶等;
2.建筑材料,如人造板、泡沫隔热材料、塑料板材等;
3.室内装饰材料,如壁纸、其他装饰品等;
4.纤维材料,如地毯、挂毯和化纤窗帘;
5.办公用品,如油墨、复印机、打印机等;
6.设计和使用不当的通风系统等;
7.家用燃料和烟叶的不完全燃烧;

VOC 相关规定

       

从7月1日起强制执行的涂料国标《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》中VOC含量的定义是:“涂料中总挥发物含量扣减水分含量,即为涂料中挥发性有机化合物含量。”一般说来,材料中所含VOC越少,它对人体的危害就越轻微。涂料国标中对内墙涂料中VOC含量的要求是:不得高于每升200克。
  国外发达国家对涂料中VOC含量的限制很严格。以欧盟而言,一类(亚光类)涂料不得高于每升30克,二类(有光类)不得高于每升200克;而在国内,国家环保总局最新发布的水性内墙涂料环境标志产品认证要求规定,VOC不得高于每升100克;北京市制定的《室内装饰装修涂料安全健康质量评价规则》,对VOC的要求是必须在每升125克以下。

VOC 危害

       
VOC零VOC的油漆产品
随着家装市场的不断发展,各种家装中的问题也随之接踵而来。尤其是室内环境污染,由于其对人体的危害性,已经越来越引起人们的关注。而引起室内环境污染的源头——VOC,通常所说的墙面漆中对人体有害的化学物质(重金属除外)就是指VOC。这些挥发性有机化合物包括甲醛乙二醇酯类等物质。当房间里VOC达到一定浓度时,会引起头痛、恶心、呕吐、乏力等症状,严重时甚至引发抽搐、昏迷,伤害肝脏、肾脏、大脑和神经系统,造成记忆力减退等严重后果。

居室中的VOC主要来源于乳胶漆、墙纸、地面、绝热材料、粘结剂等装修材料。中国的《室内装饰装修材料有害物含量》规定:墙面漆中的VOC含量须≤200克/升;环境标志认证标准也要求墙面漆除水后的VOC含量要≤80克/升;发达国家的标准则更严苛,如欧盟标准中墙面漆的VOC含量须≤75克/升。墙面漆中的VOC来自于它所采用的原材料,所以控制原材料的VOC含量至关重要。作为消费者应该选择那些不含VOC或含低VOC的高品质墙面漆。鉴于VOC的高挥发性,在选用VOC含量低的优质墙面漆的同时,还应将新装修的房子空置一段时间保持通风,减少VOC在空气中的残存量。

VOC是一种挥发物质,其中的甲醛、苯、二甲苯等有害物质会慢慢挥发出来,它的侵害过程缓慢,而又不太容易引起人们的注意,等到发现身体出现了严重不适的感觉时,有害物质对人体的侵害程度已经相当严重了。主要危害如下:
1.甲苯、二甲苯:在溶剂分类中属于中等毒性溶剂,对人体具有麻醉、刺激作用。高浓度时对神经系统有毒害作用,但在人体内残留毒性低,一般可以代谢排泄掉。长期接触甲苯、二甲苯的人不宜饮白酒,更不宜过量饮用高度白酒,因为酒精会延长其在人体内滞留的时间,对健康极为不利。所以,在工作场所应该保持空气流通以降低其在空气中的浓度。根据最新的研究资料表明,甲苯、二甲苯进入大气层后会产生一定的光电反应,对臭氧层有一定的破坏作用。

2.苯:属于剧毒溶剂,少量的吸入也会对人体造成长期的损害。苯能在神经系统和骨髓内蓄积,使神经系统和造血组织受到损害,引起血液中白血球、血小板数量减少,长期接触可引起白血病。

3.乙二醇醚类溶剂:乙二醇醚类溶剂在人体内经代谢后会形成剧毒的化合物,对人体的血液循环系统和神经系统造成永久性的损害,长期接触高浓度的乙二醇醚类溶剂会致癌。另外,乙二醇醚类溶剂会对女性的生殖系统造成永久性的损害,造成女性不育。

VOC零VOC的油漆产品
4.TDI(甲苯二异氰酸酯):TDI具有低的蒸汽压,对人体眼角膜有强烈的刺激作用,造成眼部红肿。TDI蒸汽进入人体后,会损害人体肝、肾功能,长期接触高浓度的TDI蒸汽会致癌。在聚氨酯(PU)类木器漆中,只有游离TDI低于0.5%,才对人体不会造成毒害作用;因为在低浓度下,游离TDI不易从体系中逸出,形不成对人体产生毒害的TDI蒸汽。在现行的国家标准中,对游离TDI规定为油性漆调配之后低于0.7%,那么单就固化剂组来讲实际上仍属于剧毒级,因为国内TDI聚合工业的水准问题,目前与发达国家差距甚大,所以从保护民族工业的角度出发,国家制定的标准范围较宽。

5.甲醛:甲醛是一种刺激性气体,主要存在于粘合剂和油性木器漆中,会损害呼吸道及内脏。

6.在我国油漆行业每年向大气排放约300万吨有机挥发物,直接对大气环境造成污染,破坏人类生存环境,造成巨大的资源浪费。

VOC 限量标准

       

我们国家陆续出台了相关的法律法规,其中有关VOC控制的法规是强制性国标GB 18582-2001和环境标志认证标准HBCl2-2002,具体内容见表1。
表1 关于VOC限量标准的内容
标准号 内 容 水性内墙涂料VOC限量/g/L
GBl8582-2001 内墙涂料中有害物质限量 VOC<200
HBCl2-2002 环境标志产品认证标准 TVOC

VOC 计算公式

       

VOC是指"1升涂料中含有有机挥发物的重量",而TVOC是指"1升涂料中除去水的物质当中含有机挥发物的重量",它们的计算公式分别是:

按GB18582-2001 VOC的公式计算 VOC=(Vρ-VH2O)×样×103

按HBC12-2002 VOC的公式计算:

VOC(图)VOC

VOC 改良方法

       
VOC零VOC的油漆产品
实际上,要满足国标GBl8582-2001对VOC的限量非常容易,但是满足环标就很困难。按公式推导,满足国标时可以添加挥发性有机溶剂大约是配方含量的12.5%~15%,而要满足环标却只能添加到3%~3.5%左右。把VOC降低到限制范围后,会对内墙涂料产品的成膜性能和防冻性能产生较大的影响,所以必须采取必要的方法才有可能适应。通过实验,归纳出以下几种方法。

保证在挥发性溶剂含量不变的情况下,适当提高产品的体积固含量 .无论是从定义来分析还是由公式推算,在保证挥发性溶剂含量不变的前提下,提高产品的体积固含量能降低体系的TVOC,但是会略微提高VOC,因为涂料的比重增大了。提高体积固含量有效的途径是用部分粉料替代配方当中的水,或者整体提高配方当中的固体含量。

 使用高效的成膜助剂,降低溶剂添加量.目前传统的成膜助剂是Texanol、醇醚、溶剂汽油及苯甲醇等溶剂,这些溶剂要么助成膜效率一般,要么本身气味较大,都很难圆满地解决问题。为此,国内外溶剂厂商陆续推出了一些高效的成膜助剂,能够保证成膜效率的基础上降低TVOC。

 直接降低抗冻剂的用量,或利用保护性助剂提高乳液的抗冻能力,降低抗冻溶剂的添加量.前乳胶漆的抗冻性能主要还是有乙二醇或丙二醇等抗冻剂来提供,这些都属于VOC范畴。降低它们的添加量就可以降低TVOC和VOC,但会对体系的抗冻性能产生影响。因此,选择保护性助剂能够解决这个矛盾。这些助剂包括低分子量的纤维素乳化剂等。

使用低温成膜的乳液.作为内墙涂料品种,降低VOC是提高产品环保性能的主要课题。国内低VOC或零VOC内墙乳胶漆尚处于研发阶段,目前还没有关于低VOC内墙乳胶漆的标准或概念,而且在零售市场上还没有注明属于低VOC的产品。而国外在这一领域已经比较成熟,特别是国外低VOC乳胶漆在零售市场上处于重要地位,并在产品包装标志上注明VOC的含量。实际上,这些低VOC或零VOC的产品就是选择了成膜温度界于(0~3)℃,而且具有一定的低温稳定性的乳液。这样一来,在配方当中就可以不添加或少量添加成膜助剂和抗冻剂,真正地实现低VOC或零VOC,但产品性能多少受到一些限制。如果在这种体系中重新添加适量的成膜。助剂和抗冻剂,既满足了TVOC的限量要求,又能保证涂料的性能。

VOC 污染治理方法

       


目前国内有机废气的治理技术主要以吸收法、吸附法、焚烧法和催化燃烧法为主。
吸收法是利用气液两相中VOC的浓度梯度,吸收气体中的VOC到溶液(水或者溶剂)中,该工艺不需要其余的能源消耗、成本低廉,但是存在处理效率低、溶液消耗大以及废水处理量大等缺点。
吸附法是利用活性碳等吸附剂吸附废气中的VOC,同吸收法一样,具有处理效率较高、能耗低的特点,但吸附材料的吸附容量有限,需要频繁再生等缺点。
焚烧法是利用高温去除VOC,分解为CO2与H2O,具有处理效率高、处理时间短等特点,但反应温度高,能耗高,会产生NOx等二次污染物。
催化燃烧法是利用催化剂使VOC在低于着火点温度下焚烧完全,分解为CO2与H2O而消除污染,具有处理效率高、处理时间短、处理量大的优点,但运行成本高。

VOC 评论

       

国家化学建筑专家组副组长石玉梅教授指出voc是挥发性有机化合物的英文简称。众所周知,涂料是一种化学产品,其中含有很多能参加光学反应的有机化合物,也就是voc。当居室中的voc超过一定浓度时,在短时间内人们会感到头痛、恶心、呕吐、四肢乏力。如不及时离开现场,会感到以上症状加剧,严重时会抽搐、昏迷,导致记忆力减退。voc伤害人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统甚至会导致人体血液出问题,患上白血病等其他严重的疾病。

中国环境科学院副院长兼总工程师夏青教授谈到voc对人体的危害时认为:由于婴幼儿有90%的时间是在室内度过的,所以有毒涂料中的有害物质对儿童的侵害时间最长、最大,而儿童的身心特征又使得这种危害的后果要比成人更为严重。

VOC 相关词条

       

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VOC 参考资料

       

[1].涂料与油墨 http://coatings.specialchem.com.cn/technical-information/articles/index.aspx?ReturnUrl=%2ftechnical-information%2farticles%2farticle.aspx%3fid%3d13325

[2].天津装潢网 http://tianjin.shzh.net/zixun/newsShow.asp?newsCode=140544

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涂料与油墨
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