溶剂型涂层VOCs 排放源头替代技术与规模应用

项目名称：溶剂型涂层VOCs 排放源头替代技术与规模应用

项目编号：HJJS-2021-1-05

获奖等级：一等奖

完成单位：中国科学院过程工程研究所、优美特(北京)环境材料科技股份公司

完 成 人：陈运法、张冬海、张建森、王瑞涛、张小宸、张玲、罗楠、武晓峰、古纯祥、杨玉娟

陈运法

中国科学院过程工程研究所 研究员

获奖感言：

挥发性有机物（VOCs）是细颗粒物（PM2.5）与臭氧污染协同治理的关键前体物，其减排技术的研发和创新是大气污染防治领域的重大需求之一。目前国内工业涂装行业仍以传统溶剂型涂料为主，其排放的VOCs 种类复杂、化学反应性强、环境影响显著，排放量约占工业源排放总量的21%，并有逐步增加的趋势，是城市大气污染防治的重点。VOCs 具有分布广、排放总量大但浓度低、传统治理设备运行成本高效率低等特点，难以通过传统的净化设备进行有效治理。本项目通过研发绿色环保的高性能、低VOCs 涂装材料产品，从源头上降低VOCs 排放量，成效显著。未来应在政策与相关法规的推动下，进一步推广应用环保技术，促进生态质量的改善。

◎ 时速600 公里磁浮车涂装效果

◎ 石油套管水性防锈涂料生产现场

项目简介

近年来，我国大气臭氧污染呈现快速上升和蔓延态势，多次出现大范围、长时间污染过程，成为制约空气质量持续改善的瓶颈之一。VOCs 作为形成臭氧的主要前体物，会严重危害人体健康和生态环境。目前，溶剂型VOCs 排放占比已近50%，其中涂料和涂装的VOCs 排放最为典型。溶剂型涂料在使用过程中，VOCs 排放源分散、浓度低、种类多、反应性强，致使传统后处理技术设备运行成本高、效率低。本项目立足VOCs 源头替代，围绕水性涂料存在的核心树脂原料具有性能缺陷、水性成膜机制存在技术短板、涂层性能达不到溶剂型产品水平等问题，进行了系统性创新研究，实现规模化生产并在典型行业推广应用。

本项目聚焦我国轨道车辆涂装、石油专用管道防锈等骨干制造业绿色升级和技术创新的迫切需求，经过多年研发，着力水性聚合物单体微观结构调控设计、纳米颗粒分散、有机—无机界面复合机制等核心技术创新，突破了水性树脂“软而不黏”等技术瓶颈，解决了水性涂层固化慢、耐冲击性差、防锈性能弱等共性问题，初步形成水性涂层系统技术创新体系，研制成功高性能水性涂料系列产品，经专家鉴定达到国际领先水平。本项目技术完成世界首辆碳纤维轨道车辆、复兴号智能动车组及时速600 公里磁浮车体的水性涂装应用；在石油管道行业内率先实现单组分水性涂层材料防锈规模化应用，在满足防护性能要求的同时VOCs 减排90%以上。本项目申请发明专利30 余项，已授权20 余项，相关技术获中国专利银奖、中国石油与化学工业联合会技术发明奖一等奖、中国颗粒学会科技进步奖一等奖等奖励。本项目组参与制定行业标准1 项、企业标准6 项。

本项目共计研发生产五大系列四十余种产品，建成2000—5000t/a 水性树脂生产线4 条、5000t/a 水性涂料生产线4 条，主要用户超过70 家，产品累计销售35 164t，产值51 493 万元，实现利税10 299万元，为传统溶剂型工业涂料的水性化替代奠定了技术积累和应用基础。