涂裝行業(yè)是工業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）釋放源中的重點(diǎn)行業(yè)，其VOC釋放量占整個(gè)工業(yè)源的21.6%，即占整個(gè)VOCs來(lái)源的11.9%。中國(guó)涂料行業(yè)十三五規(guī)劃提出結(jié)構(gòu)調(diào)整目標(biāo)，其中產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的目標(biāo)是，到2020年，實(shí)現(xiàn)性價(jià)比優(yōu)良、環(huán)境友好的涂料品種占涂料總產(chǎn)量的57%，水性涂料作為環(huán)境友好涂料的主要品種之一，被廣泛宣傳將用來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的溶劑型涂料。但目前為止，對(duì)于這2種涂料涂裝過(guò)程的VOCs釋放和總能耗還沒(méi)有基于實(shí)際運(yùn)行生產(chǎn)線數(shù)據(jù)的系統(tǒng)對(duì)比研究。雖然在涂料的VOCs釋放量測(cè)定方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了很多研究，建立了VOCs釋放的經(jīng)驗(yàn)和物理模型，且獲得了許多有價(jià)值的數(shù)據(jù)，但很多研究都是實(shí)驗(yàn)室模擬（小型環(huán)境艙）的結(jié)果，本文利用汽車外飾塑料件涂裝線的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)分析2種涂料在涂裝過(guò)程的VOCs釋放量和生產(chǎn)過(guò)程及涂裝過(guò)程的各類能耗（電，水，天然氣等），對(duì)2種涂料的環(huán)保性和節(jié)能性進(jìn)行對(duì)比，為水性涂料未來(lái)在汽車外飾塑料件涂裝領(lǐng)域的推廣提出科學(xué)數(shù)據(jù)支持。

涂裝過(guò)程中底漆、色漆和清漆的VOCs釋放量來(lái)自于噴涂、流平和烘烤工序。需要指出的是，目前在汽車外飾塑料件的涂裝線上尚未大規(guī)模使用水性清漆，這是由于水性清漆在成本和部分性能方面和溶劑型清漆還有一定的差距，也由于溶劑型清漆已經(jīng)能夠滿足客戶的主流環(huán)保要求。

如圖1所示，溶劑型涂料底漆VOCs含量為301.22g/kg，色漆為376.14g/kg；水性涂料底漆VOCs含量為46.4g/kg，色漆為88.76g/kg。單位質(zhì)量水性底漆VOCs含量是溶劑型底漆的15.4%。單位質(zhì)量水性色漆VOCs含量是溶劑型色漆的23.6%。由圖1可直觀地看出在水性涂料中用水代替絕大部分有機(jī)溶劑能大幅度減少涂料中的VOCs含量。水性色漆的VOCs含量比水性底漆大，主要是因?yàn)樯�漆體系使用了更多的溶劑以確保顏料、鋁粉等添加物的溶解，導(dǎo)致溶劑含量相對(duì)比底漆多。

圖1 涂料VOCs含量

圖2 涂裝過(guò)程VOCs釋放量

如圖2所示，對(duì)于涂裝過(guò)程中VOCs釋放量，溶劑型底漆為57.79g/m2，色漆為76.05g/m2，清漆為104.74g/m2；水性底漆3.27g/m2，色漆為4.16g/m2，清漆為149.19g/m2。水性底漆在涂裝過(guò)程中VOCs的釋放量是溶劑型底漆的5.7%；水性色漆是溶劑型色漆的5.5%。這表明在涂裝過(guò)程中VOCs釋放量除了受涂料本身VOCs含量的影響外，還受涂裝工藝、施工條件和溶劑型涂料與水性涂料在成膜特性上的差異的影響。

根據(jù)目前行業(yè)現(xiàn)狀，溶劑型涂料和水性涂料涂裝線對(duì)涂裝過(guò)程中釋放的VOCs的處理方式均為集中熱力燃燒裝置（RTO）。本文對(duì)比了RTO對(duì)VOCs的處理效率，結(jié)果如表1所示。

表1 熱力燃燒裝置VOCs處理效率

圖4涂裝過(guò)程能耗

綜上，預(yù)烘干和溫濕度調(diào)控使得水性涂料涂裝過(guò)程的電耗和水耗增大。除此之外，需新設(shè)預(yù)烘干（閃干）設(shè)備，導(dǎo)致占用生產(chǎn)面積增大，水的腐蝕性要求噴漆室、預(yù)烘干室采用不銹鋼材料還會(huì)導(dǎo)致投資增加。

溶劑型涂料總能耗（生產(chǎn)過(guò)程和涂裝過(guò)程水、電、天然氣和蒸汽耗之和）為1.19kgec/m2，水性涂料總能耗為1.84kgec/m2。水性涂料總能耗是溶劑型的155%，比溶劑型涂料多大約55%。生產(chǎn)過(guò)程水性涂料需要的恒溫水浴控制裝置和以水為溶劑消耗的水，涂裝過(guò)程水性涂料涂裝線增設(shè)預(yù)烘干工序且底漆、色漆、清漆噴房后均設(shè)置流平和烘房及需要消耗更多的電來(lái)控制噴涂室溫濕度來(lái)保證水性涂料漆膜質(zhì)量導(dǎo)致了水性涂料的能耗大于溶劑型涂料。

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