“揮發(fā)性有機化合物(VOCs)是大氣污染中最主要的污染物之一”。它不僅僅毒性強，能夠?qū)е蚂F霾和光化學(xué)煙霧，更是屬于易燃易爆的危險化學(xué)品，溶劑型涂料(油性漆)就含有大量的揮發(fā)性有機化合物。
國家對危險化學(xué)品的使用進行了嚴(yán)格限制和管理。上海在節(jié)假日和全國兩會以及國家有重點活動期間，要求使用危險化學(xué)品的企業(yè)不得存儲危險化學(xué)品。2017年1月12日，國務(wù)院發(fā)布國辦發(fā)〔2017〕3號文《關(guān)于印發(fā)安全生產(chǎn)“十三五”規(guī)劃的通知》，提出了“推進城市安全能力建設(shè)工程”，實施危險化學(xué)品和化工企業(yè)生產(chǎn)、倉儲安全搬遷，到2020年現(xiàn)有位于城鎮(zhèn)內(nèi)人口密集區(qū)域的危險化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)全部啟動搬遷改造，完成大型城市城區(qū)內(nèi)安全距離不達(dá)標(biāo)的危險化學(xué)品倉儲企業(yè)搬遷。
VOC的使用和揮發(fā)對人類健康和大氣環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，溶劑使用企業(yè)不僅僅是回收了就可以用，國家已經(jīng)開始重拳出擊，強制治理,明確要求有關(guān)行業(yè)不得使用揮發(fā)性有機化合物。
VOCs來源以下行業(yè)：
1、煙草行業(yè)：涂料、油墨、光油、粘合劑(復(fù)合膠)等用的有機溶劑;
2、紡織品行業(yè)：鞋類制品所用的膠水等;
3、玩具行業(yè)：涂改液、香味玩具等;
4、家具裝飾材料：涂料、油漆、膠黏劑等;
5、汽車配件材料：膠水、油漆等;
6、電子電氣行業(yè)：用于電子五金的在較高溫度下使用時會揮發(fā)出VOC的清潔劑等;
7、洗滌劑、清潔劑、衣物柔順劑、化妝品、辦公用品、壁紙等裝飾品。
以政策為導(dǎo)向促進印刷、涂料行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，減少VOC的使用和排放。從國家層面，強制性的VOCs相關(guān)環(huán)保法規(guī)不斷發(fā)布實施，對印刷涂裝行業(yè)的VOC排放約束越來越嚴(yán)格，代價越來越高。比如：
1、財政部、國家稅務(wù)總局《財稅[2015]16號 <關(guān)于對電池、涂料征收消費稅的通知>》規(guī)定：自2015年2月1日起對電池、涂料征收消費稅，在生產(chǎn)、委托加工和進口環(huán)節(jié)征收，適用稅率均為4%。同時規(guī)定：對施工狀態(tài)下?lián)]發(fā)性有機物(VOCs)含量低于420克/升(含)的涂料免征消費稅。
2、從2015年10月1日開始實施的《財稅[2015]71號 <關(guān)于印發(fā)”揮發(fā)性有機物排污收費試點辦法”的通知>》規(guī)定：石油化工行業(yè)和包裝印刷行業(yè)的VOCs排污費的征收、使用和管理，適用本辦法。
3、工業(yè)和信息化部和財政部聯(lián)合印發(fā)的《工信部聯(lián)節(jié)[2016]217號<關(guān)于印發(fā)重點行業(yè)揮發(fā)性有機物削減行動計劃的通知>》規(guī)定：
對于涂科行業(yè)，重點推廣水性涂料、粉末涂料、高固體分涂料、無溶劑涂料、輻射固化涂料(UV涂料)等綠色涂料產(chǎn)品
在膠黏性行業(yè)，加快推廣水基型、熱熔型、無溶劑型、紫外光國化型、高固含量型及生物降解型等綠色產(chǎn)品，限制有害溶劑、助劑使用。
在油墨行業(yè)，重點研發(fā)推廣使用低(無)VOCs的非吸收性基材的水性油墨、單一溶劑型凹印油墨、輻射固化油墨。
在合成革行業(yè)，重點推進水性與無溶劑聚氨酯，熱塑性聚氨酯彈性體和聚烯烴類熱縮彈性體樹脂，替代有機溶劑樹脂制備人造革、合成革、超纖革;
在家具行業(yè)，推廣應(yīng)用VOCs合量低的水性漆，鼓勵“油改水”工藝和設(shè)備改造。
在汽車行業(yè)，推進水性涂料、高固體分涂料替代溶劑型涂料。
4、十二屆全國人大常委會第二十五次會議2016年12月25日表決通過了《環(huán)境保護稅法》。這是我國第一部推進生態(tài)文明建設(shè)的單行稅法，將于2018年1月1日起施行。這意味著我國環(huán)保治污的法律體系進一步完善。
另外，各省市等地方部門也紛紛出臺整治方案，倒逼企業(yè)進行各方面的VOC治理工作，有的地方是直接將不符合VOCs排放的企業(yè)強制遷走。
涂料行業(yè)“油轉(zhuǎn)水”勢在必行。
本文重點提出了煙包印刷行業(yè)避規(guī)“VOCs排污收費和涂料消費稅”的“油轉(zhuǎn)水”解決方案，以符合法律法規(guī)的相關(guān)要求。山東奧德美高分子材料有限公司研發(fā)的水性轉(zhuǎn)移涂料可耐180℃高溫，耐溫性超過溶劑型轉(zhuǎn)移涂料，具有三大特點：1、無需添加固化劑和交聯(lián)劑，使用無風(fēng)險。2、烘干溫度不超120℃，節(jié)能效果好。3、走膜機速可達(dá)120米/分鐘，生產(chǎn)效率高。是轉(zhuǎn)移涂料“油轉(zhuǎn)水”最佳選擇。
二、真空鍍鋁紙
真空鍍鋁卡紙是一種金屬光澤卡紙，是近年來發(fā)展起來的一種高級、新穎的包裝材料。這種紙色澤光亮、金屬感強、印品亮麗高雅，可以代替印刷品的大面積的燙金，為商品的美化起到了錦上添花的作用。真空鍍鋁卡紙采用真空鍍鋁的方法，在卡紙表面僅覆蓋一層0.25微米-0.3微米薄薄而又緊密光亮的鋁層，即有高貴美觀的金屬質(zhì)感，又具有可降解、可回收的環(huán)保屬性，是一種綠色包裝材料。
真空鍍鋁紙主要分為：
1、光銀真空鍍鋁卡紙
真空鍍鋁紙按其生產(chǎn)工藝分為直接蒸鍍法(紙面鍍鋁)和轉(zhuǎn)移蒸鍍法(膜面鍍鋁)兩種，直接法是將紙直接置于真空鍍鋁機進行鍍鋁的方法，轉(zhuǎn)移法是將PET膜置于真空鍍鋁機鍍鋁后，涂膠與紙復(fù)合，再將PET膜剝離，鋁分子層通過膠粘作用轉(zhuǎn)移到紙板表面上去。直接蒸鍍法生產(chǎn)的鍍鋁紙，表面呈細(xì)微孔粗糙，平滑度較差，其平整度還不適應(yīng)包裝的印刷;轉(zhuǎn)移鍍鋁紙的鍍鋁層是用PET膜轉(zhuǎn)移與紙粘合的，鋁膜平整性好，金屬光澤更強，平滑度更高。
2、鐳射紙
鐳射噴鋁紙(簡稱鐳射紙)是將激光全息的圖案或文字信號通過模壓的方式加載到噴鋁紙的表面而成。轉(zhuǎn)移法可以生產(chǎn)光芒四射的任意圖案、任意文字的鐳射防偽真空鍍鋁紙或紙板。
由于轉(zhuǎn)移噴鋁法的生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，科技含量高，設(shè)備投資大，所以一般中小企業(yè)很難仿制。在防偽包裝材料上，轉(zhuǎn)移噴鋁法具有獨特的優(yōu)越性，國際包裝行業(yè)對防偽包裝材料提出五項綜合指標(biāo)：一是時效性。防偽包裝必須是最新科技成果，在一定時間里，這種科技成果一般企業(yè)很難掌握，因而難以仿冒。這一防偽的科技成果保持領(lǐng)先的時間越長，防偽效果越好。二是美觀性。三是識別性。防偽效果必須使消費者在購買時一目了然。四是通用性。先進的防偽包裝材料在印刷包裝行業(yè)中必須具有普遍應(yīng)用性。廠家無需另外添置設(shè)備，無需進行特殊培訓(xùn)即可按常規(guī)包裝材料應(yīng)用于生產(chǎn)。五是經(jīng)濟性。先進的防偽包裝材料必須科技含量高，而價格又能被市場所接受，使商品在杜絕假冒的基礎(chǔ)上為生產(chǎn)廠家增加利潤。 這五項要求極高的綜合指標(biāo)，是多年來一直困擾包裝行業(yè)的課題，而鐳射防偽真空噴鋁紙(卡)的優(yōu)異特性，與上述五項綜合指標(biāo)極為接近，是一種理想的防偽包裝材料，其應(yīng)用前景極為廣闊。
3、真空鍍鋁工藝
真空鍍鋁是在1.33×102Pa以上的高真空中，以電阻、高頻或電子束加熱，使鋁絲加熱到1400℃左右氣化后附著在紙張或者PET膜上形成的。
按其生產(chǎn)工藝可分為直接法(紙面鍍鋁)和轉(zhuǎn)移法(膜面鍍鋁)兩種。
直接法是預(yù)先對紙表面進行涂覆處理，以提高紙張表面平整性、光亮度，然后將紙直接置于真空鍍鋁機進行鍍鋁的方法。這種方法對紙張要求高，適用于40～120g/m2 的銅版紙、白板紙、卡紙等紙型。
轉(zhuǎn)移法是以PET、BOPP薄膜為轉(zhuǎn)移基材，經(jīng)涂布、上色、噴鋁、復(fù)合、剝離等工藝處理，使具有金屬光澤的噴鋁分子層通過膠粘作用轉(zhuǎn)移到紙或紙板表面的方法。
轉(zhuǎn)移法生產(chǎn)的鍍鋁紙，鍍鋁層是用PET膜轉(zhuǎn)移與紙粘合的，鋁膜平整性好、金屬光澤強、平滑度較高，比較適應(yīng)包裝印刷。相比直接法，轉(zhuǎn)移法具有以下特點：(1)鋁層附著力牢固可靠，可以生產(chǎn)任意厚度(40～450g)的紙或紙板的鍍鋁紙(2)可以充分利用PET膜的平整度使紙面金屬光澤更加光亮，外觀質(zhì)量大為提高;(3)可以生產(chǎn)各種圖案的鐳射防偽真空鍍鋁卡紙。
三、水性聚氨酯鍍鋁轉(zhuǎn)移涂料的研發(fā)
1.實驗部分
1.1原材料
聚酯二元醇(M=2000北京材料供應(yīng)商提供)、聚碳酸酯二元醇(M=2000上海沂慶)、聚四氫呋喃醚二醇(M=2000日本三菱)、耐高溫聚酯二元醇(M=2000自制)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、異氟爾酮二異氰酸酯(IPDI)、HDI、H12MDI、DMPA、1，4丁二醇、二甘醇、TMP、丙酮、T9、三乙胺、乙二胺、異氟爾酮二胺，無機硅改性樹脂，流平劑、消泡劑、潤濕劑等。
1.2實驗儀器及分析設(shè)備、試劑
三口燒瓶、冷凝管、溫度計、增力電動攪拌機、蒸餾瓶、蒸餾頭、循環(huán)水式真空泵、燒杯等。電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、分析天平、50%乙醇溶液等
1.3樹脂的合成
在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計的三口燒瓶中分別加入定量的聚酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚四氫呋喃醚二醇、耐高溫聚酯二元醇和任意二種的混合物、120℃脫水1小時，降溫投入定量的異氰酸酯和TMP，90℃保溫2小時。降溫加入DMPA，各小分子醇，少量丙酮，80℃保溫1小時。降溫加入T9，丙酮、NMP，60℃保溫2小時，測-NCO含量達(dá)到規(guī)定值，降溫，加胺中和，加水強力攪拌，然后用異氟爾酮二胺或乙二胺擴鏈，滴加無機硅改性樹脂(自制)，升溫脫除溶劑，得到硅改性水性聚氨酯樹脂。
1.4分析與測試
1.4.1 —NCO含量的測定
本實驗用二正丁胺法測試—NCO的含量，測定步驟為：準(zhǔn)確稱量3克左右的樣品放入干凈錐形瓶中，加入20ml無水甲苯，使樣品溶解，用移液管加入10ml二正丁胺-甲苯溶液，搖晃使瓶內(nèi)液體混合均勻，室溫放置20-30min，加入40-50ml異丙醇或乙醇，加入幾滴溴甲酚綠為指示劑 ，用0.5mol/L HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，當(dāng)溶液由藍(lán)色變黃色為終點，并作空白試驗。其計算公式為：
W-NCO=(V0-V1)×C×42/1000m×100%
式中：
V0、V1-----空白滴定和樣品滴定消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，ml
C----------鹽酸溶液的濃度，mol/L
m----------樣品量，g
42---------NCO基團的摩爾質(zhì)量，g/mol(注)
1.4.2涂膜制備
將乳液倒入聚四氟乙烯板做的盒子里面(6cm×6cm×1cm)放置60℃的電熱恒溫鼓風(fēng)干燥烘箱內(nèi)，12小時后取出，室溫自然冷卻1小時。、
1.4.3耐高溫性試驗
(1)取以上制備的涂膜(2cm×2cm)2塊，重疊狀放入烘箱內(nèi)，上面壓1kg重物，120℃保持30min，取出放置室溫下自然冷卻，觀察其是否粘連。
(2)將制備的產(chǎn)品涂到銀卡紙上，裁成10cm×10cm的方塊，背面朝下摞在一起上面放5kg重物放到70℃烘箱內(nèi)保持12小時，取出，觀察是否會粘到一起，或者涂層是否會失光。
(3)將樹脂涂布到真空鍍鋁紙上，干燥，裁成8cm×20cm大小，濟南蘭光熱封儀測試。
1.4.4剝離性測試
將涂料涂布到PET膜上，烘干，用3M膠帶拉，測試剝離性。
2.結(jié)果與討論
2.1二元醇的種類對產(chǎn)品性能的影響
實際試驗中用不同的聚酯(醚)二元醇以及進行數(shù)量配比上的調(diào)整，發(fā)現(xiàn)用聚碳酸酯二醇和耐高溫聚酯二元醇按照6比4的比例參與反應(yīng)所制得的樹脂耐溫性和剝離性最接近要求，其他單種二元醇做出的產(chǎn)品耐溫性與易剝離性能不能做到統(tǒng)一，有的難剝離，有的耐溫性差。
2.2多異氰酸酯種類對性能的影響
本實驗保持多元醇的種類和數(shù)量不變，改變異氰酸酯的種類，發(fā)現(xiàn)對耐溫性能有明顯提高的是H12MDI。其剝離強度也可以接受。
2.3 n(-NCO)/n(-OH)值對性能的影響
在反應(yīng)中固定多元醇的數(shù)量，改變異氰酸酯的數(shù)量，發(fā)現(xiàn)隨著體系中n(-NCO)/n(-OH)的增大，膜的拉伸強度增加，柔韌性變剛性，硬度增加，韌性增加，耐折性降低，但耐溫性能提高。這是因為隨著比值的增大，體系中的硬段以及脲鍵等含量也增加，所以耐折性降低而抗熱粘花性提高。綜合各種因素，n(-NCO)/n(-OH)控制在1.1-1.2之間為比較合適。
2.4小分子醇對性能的影響
通過實驗發(fā)現(xiàn)，用1,4丁二醇和TMP配合用，產(chǎn)品的耐溫性和剝離強度能做到有效統(tǒng)一，單用1,4丁二醇耐溫差，單用TMP剝離強度高，其中1,4丁二醇和TMP的數(shù)量比為2.1-2.5:1時性能符合使用要求。
2.5無機硅改性樹脂的影響
對比實驗發(fā)現(xiàn)，無機硅改性樹脂的加入對產(chǎn)品最終的超低剝離強度產(chǎn)生了明顯的幫助，通過實驗，無機硅改性樹脂與本配方按照1：9的比例，加入流速為1kg/分鐘，15℃保持?jǐn)嚢?小時，性能及儲存穩(wěn)定性最優(yōu)。
四、水性聚氨酯鍍鋁轉(zhuǎn)移涂料的特點及應(yīng)用
1、上機特點：
(1)單組分自交聯(lián)產(chǎn)品，不需添加任何固化劑和交聯(lián)劑，生產(chǎn)無風(fēng)險。
(2)烘箱溫度最高120℃左右，烘干溫度低，節(jié)能效果好。
(3)走膜機速可達(dá)120米/分鐘，生產(chǎn)效率高。
2、技術(shù)指標(biāo)：
(1)外 觀： 有藍(lán)光半透明液體，無機械雜質(zhì)。
(2)固體含量： 25±2%
(3)pH 值：6.5-9
(4)黏度：15±3秒 (涂4杯25℃時)
(5)VOCs符合煙草包裝類最新國家標(biāo)準(zhǔn)《YCT/207-2014》，無疑似苯峰值。
3、應(yīng)用工藝：
(1)涂布車間環(huán)境最好達(dá)到如下條件：25℃左右，相對濕度≤60%。
(2)建議選用陶瓷輥涂布，250線左右，干料涂布量約1.2-1.4g/平方米，也可根據(jù)設(shè)備及工藝情況而定。基材為各種型號的PET等薄膜。
(3)建議上機黏度12-15秒(涂-4杯)，也可根據(jù)設(shè)備工藝情況而定。
(4)建議烘干溫度依次為65℃，90℃，110-120℃，90℃，適宜機速120m/min。
4、注意事項
(1)本產(chǎn)品不能加入硬度較高的自來水，可用<80%濃度的酒精稀釋。
(2)本產(chǎn)品為陰離子型，如需添加其他物質(zhì)，可加入非離子型或者陰離子型物質(zhì)，不可加入酸性或者陽離子型物質(zhì)，加入任何物質(zhì)請做小試確認(rèn)。
(3)如需攪拌，轉(zhuǎn)速不能超過600轉(zhuǎn)/分，攪拌時間不超過30分鐘。
(4)本產(chǎn)品可加入陰離子或非離子型水性染料進行染色。
(5)本產(chǎn)品涂布烘干后，建議放置熟化24h之后測試評價各項性能指標(biāo)(耐溫、剝離性)。