【正文】 。高固分涂料有高固體分醇酸樹脂涂料、高固體分丙烯酸涂料、聚氨酯高固體分涂料、環(huán)氧樹脂型高固體分涂料等種類。對于不同種類的高固體分涂料，是通過采用不同的技術措施，以達到降低溶劑使用量的目的。如高固體分醇酸樹脂涂料，可以從改變酯結構以降低樹脂的黏度（降低涂料中酯的相對分子質量、提高相對分子質量的均勻度、減小樹脂的極性）和使用各種助劑改善涂料的性能（使用合適的溶劑、使用活性稀釋劑）來實現。（2）主要環(huán)境、經濟指標環(huán)境方面，高固體分涂料比傳統(tǒng)溶劑型涂料固分含量更高，有機溶劑含量大大低于傳統(tǒng)溶劑型涂料，涂裝過程中產生的VOCs量大大減少，降低對大氣環(huán)境的不利影響。經濟方面，高固體分涂料在涂裝工藝、設備、檢測評價的儀器上和傳統(tǒng)的溶劑型相同，故而可降低改造的設備投資；一次涂裝的膜厚是傳統(tǒng)涂料的14倍，減少施工次數，提高生產效率，降低生產成本。2 采用低VOCs的涂裝工藝除了采用揮發(fā)性更低的涂料以外，采用低VOCs的涂裝工藝也是減少VOCs產生和排放的重要途徑。靜電噴漆、電泳涂裝等涂裝工藝均能大大降低VOCs的產生和排放，下面分別對這些工藝進行介紹。 靜電噴漆（1）技術說明目前使用傳統(tǒng)液體噴涂、人工手噴的作業(yè)方式，被油漆浪費量大、環(huán)境污染嚴重、清理困難、生產效率低、產品色差、質量不穩(wěn)定等問題困擾。而靜電噴漆可解決這些問題，它與人工噴漆相比具有效率高，浪費少，質量好，有利于工人健康等優(yōu)點。工作原理：靜電噴漆是利用高壓靜電電場使帶負電的涂料微粒沿著電場相反的方向定向運動，并將涂料微粒吸附在工件表面的一種噴涂方法。靜電噴涂設備由噴槍、噴杯以及靜電噴涂高壓電源等組成。工作時靜電噴涂的噴槍或噴盤、噴杯，涂料微粒部分接負極，工件接正極并接地，在高壓電源的高電壓作用下，噴槍（或噴盤、噴杯）的端部與工件之間就形成一個靜電場。涂料微粒所受到的電場力與靜電場的電壓和涂料微粒的帶電量成正比，而與噴槍和工件間的距離成反比，當電壓足夠高時，噴槍端部附近區(qū)域形成空氣電離區(qū)，空氣激烈地離子化和發(fā)熱，使噴槍端部銳邊或極針周圍形成一個暗紅色的暈圈，這時空氣產生強烈的電暈放電。涂料中的成膜物即樹脂和顏料等大多數是由高分子有機化合物組成，多為導電的電介質，溶劑型涂料除成膜物外還有有機溶劑、助溶劑、固化劑、靜電稀釋劑、及其他各類添加劑等物質。這類溶劑性物質除了苯、二甲苯、溶劑汽油等，大多是極性物質，電阻率較低，有一定的導電能力，它們能提高涂料的帶電性能。涂料經噴嘴霧化后噴出，被霧化的涂料微粒通過槍口的極針或噴盤、噴杯的邊緣時因接觸而帶電，當經過電暈放電所產生的氣體電離區(qū)時，將再一次增加其表面電荷密度。這些帶負電荷的涂料微粒的靜電場作用下，向導極性的工件表面運動，并被沉積在工件表面上形成均勻的涂膜。靜電噴漆的優(yōu)點有：，附著力和裝飾性均良好；，勞動條件好，多臺靜電噴槍固定安裝，實現多臺同時噴涂，易于實現半自動化或自動化，與壓縮空氣噴漆相比，生產效率比手工噴漆高10倍以上，且徹底擺脫了手工噴漆（刷漆）的繁重勞動，尤適于大規(guī)模流水線作業(yè)；，油漆材料利用率可達8090%，一般較手工噴漆節(jié)約油漆60%左右，減少漆霧飛散和污染，并改善了勞動衛(wèi)生條件；，附著力好，尤其是漆膜均勻、光潔。（2）主要環(huán)境、經濟指標環(huán)境方面，靜電涂裝涂料使用效率更高，生產同等數量產品產生的VOCs的量更少，有利于降低對大氣環(huán)境的不利影響。經濟方面，靜電涂裝一般采用自動化生產線，生產效率更高，從而增強經濟效益。（3）相關案例根據現場調研情況，深圳某企業(yè)生產電腦機箱內零配件即是采用靜電噴漆工藝。該產品靜電噴漆工藝生產全流程包括前處理、靜電噴漆、烘干，均采用自動線，提高了生產效率，同時也增強了油漆的使用率和便于廢氣的集中收集，有利于VOCs廢氣的控制。靜電噴漆原理示意圖及噴漆霧化裝置采用的靜電旋杯見下圖： 電泳涂裝（1）技術說明電泳涂裝是利用外加電場使懸浮于電泳液中的顏料和樹脂等微粒定向遷移并沉積于電極之一的基底表面的涂裝方法。電泳涂裝的原理發(fā)明于是20世紀30年代末，但開發(fā)這一技術并獲得工業(yè)應用是在1963年以后。該工藝具有水溶性、無毒、易于自動化控制等特點，迅速在汽車、建材、五金、家電等行業(yè)得到廣泛的應用。工藝原理：陰極電泳涂料所含的樹脂帶有堿性基團，經酸中和后成鹽而溶于水，通直流電后，酸根負離子向陽極移動，樹脂離子及其包裹的顏料粒子帶正電荷向陰極移動，并沉積在陰極上，這就是電泳涂裝的基本原理（俗稱鍍漆）。電泳涂裝是一個很復雜的電化學反應，一般認為至少有電泳、電沉積、電解、電滲這四種作用同時發(fā)生。電泳漆膜具有涂層豐滿、均勻、平整、光滑的優(yōu)點，電泳漆膜的硬度、附著力、耐腐、沖擊性能、滲透性能明顯優(yōu)于其它涂裝工藝。電泳涂裝的工藝特點有：，以水為溶解介質，節(jié)省了大量有機溶劑，大大降低了大氣污染和環(huán)境危害，安全衛(wèi)生，同時避免了火災的隱患；，涂料損失小，涂料的利用率可達90%95%；，附著力強，涂裝質量好，工件各個部位如內層、凹陷、焊縫等處都能獲得均勻、平滑的漆膜，解決了其他涂裝方法對復雜形狀工件的涂裝難題；，施工可實現自動化連續(xù)生產，大大提高勞動效率；，投資費用高，耗電量大，其烘干固化要求的溫度較高，涂料、涂裝的管理復雜，施工條件嚴格，并需進行廢水處理；，在涂裝過程中不能改變顏色，涂料貯存過久穩(wěn)定性不易控制。，科技含量較高，適用于顏色固定的生產。（2）主要環(huán)境、經濟指標環(huán)境方面，電泳涂裝采用水溶性涂料，以水為溶解介質，避免使用大量有機溶劑，減少VOCs的排放，大大降低了對大氣環(huán)境的污染危害。（3）適用范圍除了可以對傳統(tǒng)的鋼材表面進行處理外，鋁材、鎂合金甚至一些熱敏性材料(如帶塑料或橡膠的金屬零部件、鋅、鋁壓鑄材料和塑料電鍍產品等)都可以用電泳涂裝進行表面處理。局限性：適用于具有導電性的被涂物涂底漆；由多種金屬組合成的被涂物，如電泳特性不一樣，也不宜采用電泳涂裝工藝；不能耐高溫（165~185℃）的被涂物，也不能采用電泳涂裝工藝，在國外已開發(fā)成功在120℃、150℃下烘干的電泳涂料；對顏色有限定要求的涂裝不宜采用電泳涂裝，變化涂抹的顏色需分槽涂裝；對小批量生產場合（槽液更新期超過6個月）也不宜推薦采用電泳涂裝，因槽液的更新速度太慢，槽液中的樹脂老化和溶劑含量的變動大，而使槽液不穩(wěn)定。（4）相關案例下面以家用電器殼體的電泳涂裝為例，介紹相關情況。在提高家用電器殼體的表面涂層質量方面，常規(guī)涂裝工藝已經滿足不了國內名牌產品主導市場和國際市場競爭的要求，特別是家用電器殼體組件接縫、焊縫及邊角處易出現銹斑和涂層破壞。陰極電泳涂裝可以解決這些弊病，從而逐步受到家電行業(yè)的青睞。該家用電器殼體的陰極電泳及后沖洗處理工藝的主要流程及參數見表21。表21 家用電器殼體陰極電泳及后沖洗處理工藝工序名稱處理方式時間(s)溫度(℃)壓力(MPa)陰極電泳浸漬18028177。1——0次槽上UF沖洗噴淋10室溫1次循環(huán)UF沖洗噴淋30室溫2次循環(huán)UF沖洗噴淋30室溫3次新鮮UF沖洗噴淋10室溫去離子水洗噴淋30室溫去離子水直噴噴淋10室溫表22 家用電器殼體陰極電泳涂裝工藝參數項目參數電泳液特性固體分(%)1520pH值漆溫(℃)2832MEQ(g固體)2228/100電導率(μS/cm)10001600溶劑量(%)陽極液導電流(μS/cm)500800電泳條件時間(min)23電流密度(A/m2)1020庫侖效率(mg/L)40177。10標準膜厚(μm)1035沉積電壓(V)180350破壞電壓(V)400經電泳涂裝后的漆膜性能情況如下：(1)工件表面外觀平整、光滑，無縮孔；(2)工件內表面漆膜厚：1218μm，工件外表面漆膜厚:1820μm；(3)漆膜耐鹽霧實驗1000 h(5%NaCl噴霧，35℃)；(4)漆膜耐堿性240 h( mol/LNaOH)；(5)附著力：一級。對于電泳后的烘干，為保證最佳的漆膜性能，最低的烘干溫度和時間設定為165℃，15 min；為了防止漆膜中水分急劇揮發(fā)而產生針孔和桔紋，要求升溫段工件表面的平均溫升速度為20℃/min；為避免工件表面的漆膜產生色差，要求橫切面的溫度均勻性即工件表面上中下溫度差≤℃。該電泳線經過多年的運行和檢測，工藝參數穩(wěn)定,設計配套合理，涂膜質量好，涂料利用率高，生產效率高，生產安全，使用維護方便，工作環(huán)境良好，技術指標達到了規(guī)定的要求。電泳相關設施圖如下： 前處理設施 電泳系統(tǒng)3 采用低VOCs的涂裝裝備根據現場和文獻調研，在低VOCs的涂裝設備相關改造方面，噴漆室的封閉化設計、改進噴槍、實現設備自動化等技術改造尤為重要。（1）噴漆室的封閉化設計雖然噴漆室基本上不具有去除噴漆室排氣中所含的VOCs的功能，但它承擔了噴漆室產生的含VOCs廢氣的集中收集任務，故而其收集能力的強弱對于VOCs的控制也頗為重要。噴漆室按供排風方式分類，分為敞開式和封閉式（供風型）。敞開式僅裝備有排風系統(tǒng)，而無獨立的供風裝置，直接從車間內抽風，故而敞開式噴漆室由于不封閉容易造成漆霧和溶劑氣體逸散到車間甚至大氣中，造成VOCs污染大氣環(huán)境的情形。而封閉式噴漆室有獨立的供排風系統(tǒng)，從廠房外吸新鮮空氣，不會出現廢氣逸散情形，保證廢氣的充分收集乃至末端處理，從而在控制VOCs逸散至車間甚至無組織排放方面起到很大作用。（2）改進噴槍傳統(tǒng)噴槍油漆利用率僅為30%左右，造成大量涂料浪費，污染環(huán)境，而使用高流量低壓力（HVLP）噴槍代替?zhèn)鹘y(tǒng)噴槍，油漆利用率可達到60%以上，大幅提高噴涂傳遞效率并節(jié)省油漆用量，從而可有效減少噴涂工序產生含VOCs的廢氣，降低對大氣環(huán)境的不利影響。 傳統(tǒng)噴槍 HVLP噴槍（3）實現設備自動化實現涂裝設備自動化在減少VOCs產生排放方面具有以下作用：1）涂裝采用自動線可改變人工噴涂不精確性帶來的涂料使用浪費，可實現涂料的精準使用并大大減少浪費，從而降低相應的VOCs的產生量。2）涂裝采用自動線便于將廢氣集中、充分地收集并直接送往末端設施處理，改變人工噴涂有機溶劑大量逸散至整個車間內甚至車間外的情形，減少VOCs對大氣環(huán)境的不利影響。UV涂裝自動生產線涂裝實現自動化在實現環(huán)保、降低人員勞動量、保證產品質量的穩(wěn)定一致等方面具有人工操作無法比擬的優(yōu)勢，但同時自動化程度越高，個別設備損壞導致停產的風險也就越大。因此，自動化技術應用應是建立在高度設備可靠性和更高的設備維護能力基礎上的自動化。附錄2 機電行業(yè)有機清洗劑低揮發(fā)技術推薦1 采用水基清洗劑（PCBA）過程中的水基清洗（1）技術說明印刷電路板裝配（PCBA）過程中的水基清洗工藝是以水為清洗介質，在水中加入水溶性清洗劑對PCB進行清洗的技術，其工藝流程包括清洗、漂洗、干燥三個工序。首先用水基清洗劑配合加熱、刷洗、噴淋噴射、超聲波清洗等物理清洗手段對印刷電路板進行批量清洗然后再用純水或去離子水進行23次漂洗，最后進行熱風干燥。水基清洗工藝的關鍵是水基清洗劑，就是為了提高清洗效果而在水中添加少量的表面活性劑、洗滌助劑、緩蝕劑等化學物質（含量在2%10%）組成的清洗劑。水基清洗劑的配方可以靈活多樣、適應性廣，根據需要可隨意組合配方針對固體微粒、有機薄膜、油脂等污垢取得需要的清洗效果。水基清洗劑對水溶性污垢有很好的溶解作用，再配合加熱、刷洗、噴淋噴射、超聲波清洗等物理清洗手段，能取得更好的清洗效果。在水基清洗劑中加入表面活性劑可使水的表面張力大大降低，使水基清洗劑的滲透、鋪展能力加強，能更好地深入到緊密排列的電子元器件之間的縫隙之中，將滲入到印制電路板基板內部的污垢清除。利用水的溶解作用與表面活性劑的乳化分散作用也可以將合成活性類助焊劑的殘留物很好地清除，不僅可以把各種水溶性的污垢溶解去除，而且能將合成樹脂、脂肪等非可溶性污垢去除。對于使用松香基助焊劑或水溶性助焊劑焊接的電子線路板還可在水基清洗劑中加入適當的皂化劑，皂化劑是在清洗印刷電路板時用來與松香中的松香酸、油脂中的脂肪酸等有機酸發(fā)生皂化反應，生成可溶于水的脂肪酸鹽（肥皂）的化學物質。這是許多用于清洗印刷電路板上助焊劑、油脂的清洗劑中常見的成分。（2）應用現狀近年來國內外有關PCB的清洗技術基本都傾向于朝著水基清洗工藝的方向發(fā)展。但是，迄今有關PCB水基清洗技術只有國外少數幾個大型公司擁有，如美國陶氏化學公司（DOW Chemical Limited Co.）的微乳液清洗技術，英國Syfer Technology Limited公司的Kerry Microclean清洗技術，德國ZESTRON公司的MPC（微相清洗，Micro Phase Cleaning）技術，以及ZESTRON公司最新研發(fā)的、采用最新一代原料制造表面活性劑的創(chuàng)新技術—FAST技術（快效表面活性劑技術，Fast Acting Surfactant Technology）等，都代表了目前世界PCB的水基清洗技術的最高水平。且電子清洗僅僅是電子產品生產過程中的一道工序，我國大多數電子產品生產企業(yè)對電子清洗的技術和設備，一般都是隨電子產品生產線一道引進，或者是消化吸收國外先進的技術成果再自行改造，很少有專門針對電子清洗而自主設計研發(fā)的，因此我國電子行業(yè)在 PCB 組件水基清洗劑技術與國外先進技術之間還有很大的差距。（3）技術參考推薦理想的清洗劑應滿足以下特征：1）對不同類型的污染物的溶解能力要強，不留殘跡和斑痕；2）與被清洗的基板及元器件不產生溶解、反應及腐蝕；3）在清洗工藝過程中物理化學性質穩(wěn)定，易于回收處理；4）在清洗工藝條件下安全、無毒、非易燃易爆且環(huán)保。對于印刷電路板裝配（PCBA）過程中的有