2.1 原材料的控制 原材料的控制主要是優選雜質少、低氣味且不會額外產生voc的原材料，包括反應單體、表面活性劑、引發劑以及ph調節劑的選擇。我們對多種單體中含有的雜質voc進行測試，結果如表3所示。 表3. 常用單體中雜質的voc含量，ppm
另外，不同生產廠家生產的單體的雜質含量也千差萬別。以ba為例，我們對三個廠家ba中雜質voc含量的測試結果如表4所示。 表4. 不同生產廠家ba中voc含量比較，ppm
除了反應單體外，另一種主要原料是表面活性劑。雖然用量較少，但是其中含有的voc對乳液的氣味和voc影響較大。表面活性劑中最常見的voc是甲醇或乙醇，經過分析，乳液合成中常用表面活性劑中voc的含量如表5所示。 表5. 常用表面活性劑中的voc，ppm
除上述兩種主要原材料以外，其他一些用量少的原料也可能會影響乳液的voc。如乳液合成中最常用的ph調節劑是氨水，但其較強的刺激性氣味使其即使在用量很小的情況下對氣味的影響卻很大。因此，一般使用naoh等硬堿或一些低揮發性的新型ph調節劑替代氨水。 因此，減少乳液的voc，原材料的選擇非常關鍵。 2.2 生產工藝的優化 原材料的優選是生產低voc/低味乳液的基礎，而先進的生產工藝更是生產低voc/低味乳液的另一個關鍵所在。 在此，生產工藝的改進主要在以下幾個方面。 (1) 降低反應溫度、減少反應時間。 一般而言，反應溫度升高、反應時間延長都會增加單體的水解程度，從而增加產品最終的voc。我們一方面通過氧化還原的引發技術來降低反應溫度，另一方面通過特有的快速冷卻工藝和殘單消除技術來縮短反應時間。 (2) 專有的殘單消除技術。 殘單消除技術可以明顯縮短反應時間，但是，如果采用通常的t-bph來消除殘余單體，卻有可能是產品的voc增加。其作用機理[1]如圖5 所示。
圖5 t-phb產生額外voc的化學原理 因此，生產低voc的乳液會選擇其它類型的氧化物，盡量減少voc的產生。 (3) 高效的物理方法去除產品中的voc。 目前，比較高效的去除voc的物理方法主要是減壓蒸餾或蒸汽脫除消除乳液中的voc。 常用的蒸汽消除法原理如圖6所示。
圖6. 蒸汽消除voc原理圖 一般每經過一次蒸汽消除，乳液中voc可減少約50%，經過2道消除后，普通乳液voc的量可減少到200ppm左右，遠遠小于未經過處理的乳液，如表6所示。 表6. 經過蒸汽消除處理的某一純丙乳液的voc(ppm)
在消除voc方面，物理脫除方法效率較高，但是對能耗的需求也較高。而更有效的方式是：首先優選原材料，盡量減少原料帶入的voc；其次，采用先進的生產工藝，減少殘余單體，并減少聚合過程中副反應所產生的voc；最后，通過高效的蒸汽消除處理工藝除去產品中的voc。 3. 羅門哈斯低味/低voc乳液產品 在對乳膠漆氣味、voc和乳液降低voc技術研究的基礎上，羅門哈斯公司采用上述系統開發出一系列凈味乳液，以純丙乳液primal? sf-128為例，其voc和氣味遠遠低于普通乳液，同時各種性能均能滿足高性能內墻乳膠漆的要求，尤其是其優異的耐擦洗和耐污漬性能，如圖7 ~圖9所示。從圖7可以看出，primal? sf-128配制的65%pvc的乳膠漆具有很好的低溫成膜性，在用0.5%肥皂水擦洗12000次后，仍然沒有擦穿。從圖9可以看出primal? sf-128 在40%pvc配方的乳膠漆中，耐疏水性污漬和耐親水性污漬性能均具有較為明顯的優勢。其中疏水性污漬包括：口紅、2＃鉛筆、圓珠筆、記號筆、蠟筆；親水性污漬包括：番茄醬、黃芥末、紅酒、咖啡、紅茶、綠茶、墨水。
圖8 65%pvc乳膠漆常溫和低溫成膜耐擦洗比較
4. 結論 乳膠漆的氣味主要來自于voc，但是其氣味的大小跟voc的高低不是簡單的正比關系。乳膠漆的氣味分為罐內氣味和施工后氣味，這兩種氣味是不同的。施工后氣味的好壞，決定于乳膠漆中voc揮發的難易程度。一些像12醇酯等的難揮發物質，會長時間影響乳膠漆施工后的氣味。在低voc的乳膠漆中，乳液氣味和voc的大小對乳膠漆氣味和voc影響較大。我們可以通過優選原材料、采用先進的生產工藝以及高效的后處理等綜合手段來最有效地降低乳液的voc。 |
