項(xiàng)目名稱：溶劑型涂層VOCs 排放源頭替代技術(shù)與規(guī)模應(yīng)用

項(xiàng)目編號(hào)：HJJS-2021-1-05

獲獎(jiǎng)等級(jí)：一等獎(jiǎng)

完成單位：中國科學(xué)院過程工程研究所、優(yōu)美特(北京)環(huán)境材料科技股份公司

完 成 人：陳運(yùn)法、張冬海、張建森、王瑞濤、張小宸、張玲、羅楠、武曉峰、古純祥、楊玉娟

陳運(yùn)法

中國科學(xué)院過程工程研究所 研究員

獲獎(jiǎng)感言：

揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）是細(xì)顆粒物（PM2.5）與臭氧污染協(xié)同治理的關(guān)鍵前體物，其減排技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新是大氣污染防治領(lǐng)域的重大需求之一。目前國內(nèi)工業(yè)涂裝行業(yè)仍以傳統(tǒng)溶劑型涂料為主，其排放的VOCs 種類復(fù)雜、化學(xué)反應(yīng)性強(qiáng)、環(huán)境影響顯著，排放量約占工業(yè)源排放總量的21%，并有逐步增加的趨勢，是城市大氣污染防治的重點(diǎn)。VOCs 具有分布廣、排放總量大但濃度低、傳統(tǒng)治理設(shè)備運(yùn)行成本高效率低等特點(diǎn)，難以通過傳統(tǒng)的凈化設(shè)備進(jìn)行有效治理。本項(xiàng)目通過研發(fā)綠色環(huán)保的高性能、低VOCs 涂裝材料產(chǎn)品，從源頭上降低VOCs 排放量，成效顯著。未來應(yīng)在政策與相關(guān)法規(guī)的推動(dòng)下，進(jìn)一步推廣應(yīng)用環(huán)保技術(shù)，促進(jìn)生態(tài)質(zhì)量的改善。

◎ 時(shí)速600 公里磁浮車涂裝效果

◎ 石油套管水性防銹涂料生產(chǎn)現(xiàn)場

項(xiàng)目簡介

近年來，我國大氣臭氧污染呈現(xiàn)快速上升和蔓延態(tài)勢，多次出現(xiàn)大范圍、長時(shí)間污染過程，成為制約空氣質(zhì)量持續(xù)改善的瓶頸之一。VOCs 作為形成臭氧的主要前體物，會(huì)嚴(yán)重危害人體健康和生態(tài)環(huán)境。目前，溶劑型VOCs 排放占比已近50%，其中涂料和涂裝的VOCs 排放最為典型。溶劑型涂料在使用過程中，VOCs 排放源分散、濃度低、種類多、反應(yīng)性強(qiáng)，致使傳統(tǒng)后處理技術(shù)設(shè)備運(yùn)行成本高、效率低。本項(xiàng)目立足VOCs 源頭替代，圍繞水性涂料存在的核心樹脂原料具有性能缺陷、水性成膜機(jī)制存在技術(shù)短板、涂層性能達(dá)不到溶劑型產(chǎn)品水平等問題，進(jìn)行了系統(tǒng)性創(chuàng)新研究，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)并在典型行業(yè)推廣應(yīng)用。

本項(xiàng)目聚焦我國軌道車輛涂裝、石油專用管道防銹等骨干制造業(yè)綠色升級(jí)和技術(shù)創(chuàng)新的迫切需求，經(jīng)過多年研發(fā)，著力水性聚合物單體微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控設(shè)計(jì)、納米顆粒分散、有機(jī)—無機(jī)界面復(fù)合機(jī)制等核心技術(shù)創(chuàng)新，突破了水性樹脂“軟而不黏”等技術(shù)瓶頸，解決了水性涂層固化慢、耐沖擊性差、防銹性能弱等共性問題，初步形成水性涂層系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新體系，研制成功高性能水性涂料系列產(chǎn)品，經(jīng)專家鑒定達(dá)到國際領(lǐng)先水平。本項(xiàng)目技術(shù)完成世界首輛碳纖維軌道車輛、復(fù)興號(hào)智能動(dòng)車組及時(shí)速600 公里磁浮車體的水性涂裝應(yīng)用；在石油管道行業(yè)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)單組分水性涂層材料防銹規(guī)模化應(yīng)用，在滿足防護(hù)性能要求的同時(shí)VOCs 減排90%以上。本項(xiàng)目申請(qǐng)發(fā)明專利30 余項(xiàng)，已授權(quán)20 余項(xiàng)，相關(guān)技術(shù)獲中國專利銀獎(jiǎng)、中國石油與化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、中國顆粒學(xué)會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)。本項(xiàng)目組參與制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1 項(xiàng)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)6 項(xiàng)。

本項(xiàng)目共計(jì)研發(fā)生產(chǎn)五大系列四十余種產(chǎn)品，建成2000—5000t/a 水性樹脂生產(chǎn)線4 條、5000t/a 水性涂料生產(chǎn)線4 條，主要用戶超過70 家，產(chǎn)品累計(jì)銷售35 164t，產(chǎn)值51 493 萬元，實(shí)現(xiàn)利稅10 299萬元，為傳統(tǒng)溶劑型工業(yè)涂料的水性化替代奠定了技術(shù)積累和應(yīng)用基礎(chǔ)。