粉末涂料中重金屬和有機錫含量的檢測和控制

摘要：闡述了目前粉末涂料的現(xiàn)狀和存在的問題，并著重分析了粉末涂料含重金屬和有機錫含量等污染物的監(jiān)管手段，預測了綠色環(huán)保粉末涂料發(fā)展趨勢。

引言

隨著國家工業(yè)化水平的不斷提高，涂料在人們的日常生活中扮演著越來越重要的角色，已然成為現(xiàn)代工業(yè)社會不可缺少的必需品，但它也是大氣污染物的主要來源之一。隨著環(huán)保意識的日益增強，人們對生活環(huán)境和人類健康的不斷追求，對涂料品質(zhì)的要求越來越高，故生產(chǎn)和使用對環(huán)境友好和人類健康無害的綠色環(huán)保涂料已經(jīng)成為未來涂料產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。粉末涂料作為無溶劑型涂料的代表，揮發(fā)性有機化合物（VOC）的排放量遠低于傳統(tǒng)的溶劑型涂料，且涂料利用率高，作業(yè)過程中產(chǎn)生的固廢物少、貯藏、運輸方便。因此，粉末涂料作為一種環(huán)境友好型涂料而備受關注。但粉末涂料在生產(chǎn)工藝和使用流程上依然存在一些不足和問題， 如重金屬和有機錫含量超標問題，要解決這些問題，還得從原材料的選擇、配方的更新、生產(chǎn)工藝的創(chuàng)新、制度法規(guī)的完善等方面做起。例如，相較于普通粉末涂料，應用于居家、兒童用品類等要求高的產(chǎn)品上的粉末涂料，還要嚴格規(guī)范材料篩選和配方設計，加大監(jiān)管力度。

1.粉末涂料的環(huán)保、安全、健康意識的現(xiàn)狀

大部分粉末涂料在生產(chǎn)和使用過程中，都會對環(huán)境、人體造成不同程度的不良影響。一方面，重金屬顏料以其來源廣、遮蓋力強、價格較低而得以在粉末涂料等行業(yè)廣泛應用，但由于重金屬進入人體后不能被生物降解，溶入血液后，會導致人體貧血、眩暈、動脈硬化等，兒童鉛中毒后還會導致發(fā)育遲緩、智力低下等問題。粉末涂料不僅僅在生產(chǎn)過程中會帶來負面影響，且在完成噴涂之后的產(chǎn)品也會造成危害。故在兒童用具、食品包裝、家用電器、人體長期或反復接觸的物品上使用需慎重。另一方面，有機錫化合物由于活性較高、性能好，在粉末涂料的生產(chǎn)工藝中常被用作聚酯樹脂合成的催化劑。然而，近年來發(fā)生了數(shù)起有機錫非工業(yè)性中毒事件，引起各方對有機錫毒性的關注。目前，有機錫化合物已被確認為內(nèi)分泌干擾物和重要的持久性有毒物質(zhì)。有機錫化合物毒性的高低與分子式中R 取代基的數(shù)量及種類有關，其中以二丁基錫（DBT）、三丁基錫(TBT)和三苯基錫(TPT)毒性大。部分有機錫類催化劑進入人體系統(tǒng)后，則會造成肝膽系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)損害。因此，在粉末涂料的生產(chǎn)過程中要慎重使用含錫類的催化劑。

2.粉末涂料中重金屬和有機錫的質(zhì)量監(jiān)管

現(xiàn)在粉末涂料產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，生產(chǎn)綠色環(huán)保粉末涂料的要求顯然要更加嚴格，對其產(chǎn)品質(zhì)量的控制提出了更為嚴格的要求。

2.1 合理配方的選配

生產(chǎn)綠色環(huán)保粉末涂料，在生產(chǎn)前期，要對產(chǎn)品的原材料和配方體系進行充分分析，原材料要有重金屬含量的詳細測試數(shù)據(jù)，原材料的選擇和質(zhì)量的好壞是保證粉末涂料產(chǎn)品更環(huán)保、更安全、更健康的基本條件，前面已經(jīng)說過要盡量少用含有重金屬和有機錫的原材料。如果相關產(chǎn)品是應用到兒童玩具、宜家家具等物品，建議使用特殊不含錫催化劑合成的聚酯樹脂生產(chǎn)。無機顏料中重金屬含量比較明顯的有鉛鉻黃、鉬鉻紅等,我們可以使用鐵紅與鐵黃、鈦鎳黃、釩酸鉍黃等無機顏料及一些有機顏料來代替。

2.2 生產(chǎn)工藝的控制

嚴格控制過機料、落地料、回收料的回用。有條件的盡量按要求建獨立的專用車間。

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)控

應當建立具有一定測試和監(jiān)控質(zhì)量能力的實驗室，從監(jiān)控所有原料開始到粉末涂料成品的全面質(zhì)量管理過程。這些檢測包括：通過權威的第三方外檢（如SGS、ITS、ITTC 等）和廠內(nèi)質(zhì)量自控，檢測重金屬可選用重金屬檢測儀器（X 射線熒光光譜儀）來做預篩，有疑問的再做進一步檢測或者拒收。檢測有機錫可選氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)，而作為內(nèi)部質(zhì)量控制則可選電感耦合等離子體-質(zhì)譜法(ICP-MS)及電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-OES)，生產(chǎn)廠家也可配備X射線熒光光譜儀(XRF)快速低成本測試產(chǎn)品與原材料中錫元素。自控的檢測方法，在建立完善過程中還需要不斷地與權威的第三方檢測機構進行數(shù)據(jù)比對，才能做出正確的評估。

2.4 相關案例的介紹

給某個兒童用品要求的客戶提供樣粉，該產(chǎn)品雖然未使用任何分子結構中含重金屬的原材料，但是該產(chǎn)品的重金屬含量（游離鋇）還是超標了。究其原因是，某個有機顏料（寶紅）是一種色淀顏料，使用了含有一定量的重金屬元素的無機物（氯化鋇）做載體。

曾經(jīng)在環(huán)氧樹脂的進料檢驗中檢出有機錫，如果沒有檢驗手段，單憑主觀經(jīng)驗來選材，可能會造成很大的質(zhì)量隱患

所以，質(zhì)量管控工作一定要全覆蓋、全過程地進行，確保沒有遺漏。

3 綠色環(huán)保粉末涂料的發(fā)展趨勢

當前對綠色環(huán)保涂料的要求主要表現(xiàn)在兩個方面：一方面，在涂料的生產(chǎn)和施工過程中減少VOC的排放量，減少由揮發(fā)所造成的環(huán)境危害；另一方面，有機物總量減少的同時要控制有機物的毒性，避免在生產(chǎn)、施工和長期使用過程中造成相關人員的傷害。由于粉末涂料由100 %固體成分組成，可以做到零VOC排放。因此，綠色環(huán)保粉末涂料的發(fā)展，還需要做到以下幾點：（1）限制添加有機錫作為催化劑的含聚酯樹脂的粉末涂料和其作為抗菌劑的抗菌防霉功能粉末涂料；（2）避免使用含重金屬的原材料；（3）還有安全、高效、潔凈的生產(chǎn)管理。做到以上幾點，“漆改粉”的步伐將會更快，粉末涂料的綠色之路將更加寬廣。

4 結語

從國內(nèi)外對粉末涂料的環(huán)保、安全、健康意識的角度出發(fā)，簡述了綠色環(huán)保粉末涂料發(fā)展趨勢，并著重分析了粉末涂料含重金屬和有機錫的檢測分析對綠色環(huán)保粉末涂料發(fā)展的重要性，強調(diào)粉末涂料在生產(chǎn)前、后重金屬和有機錫的檢測分析。期待綠色環(huán)保粉末涂料在中國有更好的發(fā)展，給人們生活帶來更多的切身利益。