中國建築行業鋁型材粉末噴塗數量不斷增大,而這種粉末塗料的固化劑是以TGIC為(wéi)主的。TGIC由於其優異的物理、化學性能特別是優異的耐候性(xìng)在鋁型(xíng)材粉末塗(tú)料(liào)大量使用(yòng),目前在我國(guó)占據了超過85%的固化劑市場。我國目前(qián)噴塗鋁型材量大(dà)約200萬噸/年,而近幾年均以10%左右速(sù)度(dù)遞增。每年粉末消耗量在8萬(wàn)噸/年左右。TGIC的消費量超過3000噸/年。
隨著粉末塗料廠及鋁型噴塗工廠在環保(bǎo)技(jì)術上重視投入,含有(yǒu)TGIC固化劑的粉末塗(tú)料對操作者及環境未(wèi)造成(chéng)重大影響,僅偶爾有皮膚過敏的報告。
影響環境而(ér)導致大量汙染物的環節在TGIC的合成、後處理當中,特別在我國,新一屆政府對環境保護愈加重視,國內TGIC合成工廠(chǎng)愈來愈經常被環保部(bù)門(mén)“跟(gēn)進”,甚至有(yǒu)些較大型工廠。今年關關停停,備感壓力。
HAA- 羥烷基酰胺也是(shì)一(yī)種滿足戶外應用條件的聚酯粉末固化(huà)劑,在一般工業領域、家用電器等也得到了廣泛應用。
聚酯粉末塗料固化劑—TGIC
異氰尿酸三縮水甘油酯(TriglycidyIsocyanurate,TGIC)是一種雜環多環氧化物,CAS號:2451-62-9,學名1,3,5-三(環(huán)氧丙(bǐng)基)-均三嗪-2,4,6-三(sān)酮。TGIC有兩種異構體形式,α體構型為(R,R,S/S,S,R),熔程為103~104.5℃;β體構形(xíng)為(R,R,R/S,S,S),熔(róng)程為156~157.5℃。工業品一般為兩種異(yì)構體的混合型,其組成的比例約為3∶1。二者除熔點及溶解性外,其它理化性能基本相同。
TGIC外觀為無臭的白色結晶粉未, 理論環氧值1.01g/mol, 分子量為2 9 7. 2 7,熔(róng)點1 0 2 ~ 1 0 5 ℃,無吸濕性。
TGIC的環保和毒性(xìng)
生(shēng)產一噸TGIC產品約產生30-35立方米的廢水,廢水水質情況:COD 13490mg/L左右,環氧氯丙烷2433mg/L左右,氯化物1052mg/L左右,懸浮固體194mg/L左右。
在TGIC的生產(chǎn)過程中產生了大量的廢棄物無法進行利用,其(qí)中含有大量的對環境有(yǒu)威脅的物質,如果直接排放(fàng)到環境中,將會產生無法估量的危害。隨著TGIC工業(yè)的發展(zhǎn),廢棄物(wù)的產量也節節升高。工藝流程可以(yǐ)看出在生產TGIC產品的過程(chéng)中會產(chǎn)生兩種廢物:廢鹽和TGIC提取(qǔ)後的廢棄物。由於廢鹽中(zhōng)含有環氧氯丙烷等雜質不(bú)能直(zhí)接當工(gōng)業鹽使用,必須(xū)通過化學和物理(lǐ)方(fāng)法處理後才能得到工業用(yòng)鹽,但(dàn)處理費用(yòng)較高。而TGIC提取後的廢棄物至今(jīn)未(wèi)找到有(yǒu)效的處理方法,成為環境汙染的一大(dà)危害。
在TGIC生產過程(chéng)中(zhōng)還存在安全(quán)問題,很多廠家發生過(guò)火災,有的甚(shèn)至發(fā)生過爆炸事件。
TGIC毒性:用國際通用的化學藥品(pǐn)白鼠經口急性毒性半致死量(LD50)的毒性劃分標準(zhǔn),TGIC 應劃入中等毒性一檔,然而這僅僅(jǐn)是宏觀(guān)毒性,關鍵還在於微觀毒性,Ames誘變(biàn)試驗(致畸性)結果TGIC有誘變作用。TGIC 口服產(chǎn)生(shēng)中等的急性(xìng)毒性,直接接觸眼和皮膚後產生嚴重的眼刺激和過敏性皮膚(fū)反應。最重要的是TGIC 吸入後,導致對測(cè)試鼠的分子遺(yí)傳傷(shāng)害。這就產生了問題:TGIC 是否會影響(xiǎng)雄性的生育能力,導(dǎo)致繁殖突變或其它不利的懷孕後果(死(sǐ)胎或怪胎)。因此提(tí)出(chū)了(le)在工作場所其濃度不得超過0.025 mg/m3 的安全要求(qiú)。
鑒於此(cǐ),歐盟在1998 年將TGIC 定為劇毒品,作出了限用決定:規定在應用TGIC 的粉末塗(tú)料(liào)包裝袋標上危險品標誌(骷髏),還要(yào)跟蹤記錄在案。2010年中國工信部將(jiāng)TGIC粉末塗料列入淘汰產品(pǐn)目錄。
因(yīn)環保問題,有些地方政府強迫企(qǐ)業(yè)關閉了TGIC製造(zào)工廠,有些工(gōng)廠被限產,使我國TGIC供應緊張,市場供應嚴重不足。
TGIC的替代(dài)物—羥烷基(jī)酰胺(HAA)
HAA(Hydroxyalkylamide)是一種含多羥基官能團的活性化合物,CAS號:6334-25-4,化學名為:N,N,N,N—四(β-羥乙基)己二(èr)酰胺,外觀(guān):白色或黃色粉末狀固體,分子量(liàng):320,.38,熔點:120-126℃,羥值:620-700mgKOH/g。
HAA的(de)環保和毒性
在HAA生產(chǎn)過程中將產生(shēng)甲醇副產品,由於甲醇的(de)純度較(jiào)高,可以直接在其(qí)他化工(gōng)企業使用。溶劑可以循環使用。所以在整個HAA生產過程中基(jī)本不產生環境汙染。
HAA的毒性:用國際通用的化學藥品白鼠(經口)急性毒性半致死量(LD50)的(de)毒性劃分標準(zhǔn),HAA劃入實際無(wú)毒(dú)。
關於遺傳學及環境影響方麵,羥烷基(jī)酰胺在消極的Ames誘變試驗及玻璃質(zhì)細胞遺傳試驗結果,表明它沒有(yǒu)產生遺傳毒性的危險,在(zài)生態毒性(xìng)研究中,HAA對鮭(guī)魚,水(shuǐ)蚤及水藻幾乎無(wú)毒性。這一切表明,HAA對遺傳學及生物環境幾乎無任何不利影響。因(yīn)而2008年HAA及HAA粉末塗料已被美國FDA(食品藥物管理局)認可允許直接接觸食物。
TGIC與HAA的塗料和塗膜的性能
由於TGIC含有三個環氧基團,固化反應交(jiāo)聯緊密,因此有優良的(de)耐高溫性能,耐熱可達到250℃。又由於其主體為三嗪環(huán),所以化學穩定性高,有優良的耐光老化和耐候性(xìng)。同時TGIC的含氮量高達14%,故具(jù)有自熄性,並有優良的耐電(diàn)弧性。
β-HAA與羧基間通過形成噁唑啉結構的中間體增強反應性,末端羧基聚(jù)酯和HAA的酯化反應是自(zì)身通過噁唑啉鹽中間產物進行,不需要催化劑或促進劑(jì),在150℃就可以(yǐ)進行反應。HAA除了固化溫度比TGIC低外,HAA型粉末塗料優於TGIC型粉末塗料(liào)的(de)其他性能包括,優異的帶電性和較好的塗料貯存穩定(dìng)性,便塗(tú)裝成本和粉末塗(tú)料的(de)使用成本降低。
HAA在歐洲得到廣泛使用,成功取代了TGIC在羧基聚酯粉末塗料中交聯劑的位置。