|
近日，日本东京多摩地区自来水水源被检测出含有可能致癌的有机氟化合物（PFAS）的消息引发广泛关注。当地的一个市民团体6月8日发布的调查结果显示，在650名受检者中，超过半数血液中有机氟化合物超标，健康受到严重威胁。 这种情况并非首次被发现。根据日本媒体报道，2018年和2019年多摩地区多个水源都曾检出严重超标的有机氟化物。目前，嫌疑最大的污染源指向地处多摩地区的美军横田基地，2010年至2017年曾发生过大量含有机氟化物的泡沫灭火剂泄漏到土壤中的事件。 日本东京多摩地区一个市民团体6月8日举行新闻发布会通报有关调查结果 无独有偶，在地处西半球的欧洲，有机氟化物最近也卷入一场“危机”当中。今年1月13日，丹麦、德国、荷兰、挪威和瑞典当局将一份共同编写的、旨在减少向环境中排放PFAS的提案提交给欧洲化学品管理局（European Chemicals Agency，简称ECHA），后者随即对该提案开展了一系列的评估和磋商。一旦该提案获得通过，将有上万种PFAS物质将被禁止或者限制使用。由于涉及面很广，有关这一提案的审查工作预计将延宕数年。 但一个很明确的信号已经得到释放：含有有机氟化物的相关产品即将或者已经遭到“围剿”。在涂料行业，顾名思义，防腐领域使用甚广的氟碳涂料便“首当其冲”——它以氟树脂为主要成膜物质，应用比较广泛的氟树脂主要有聚四氟乙烯（PTFE）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、氟烯烃-乙烯基醚共聚物（FEVE）三大类型。 有业内人士评论说：“搞不好，氟碳涂料就要退出江湖了。”这可能并非危言耸听。究竟氟碳涂料的发展会不会因此走向终章，已经成为一个需要行业重视的问题。 1、历史：优势渐显 要想搞清楚氟碳涂料在这场正在全球蔓延的“PFAS危机”中的真实处境，那么就需要对它的发展历程有一个全面的了解。 含氟涂料的问世最早可以追溯到1938年，当年美国杜邦公司（Du Pont）合成聚四氟乙烯树脂（PTFE），开发出“特氟龙”不粘涂料。“特氟龙”主要应用于不粘涂层，如不粘锅内涂膜、聚合反应釜内衬，而非用于工业防腐。因此，说它是“最早的氟碳涂料”略显牵强。 直到20世纪60年代，德国埃尔夫阿托化学公司（Elf Atochem）开发出以“Kynar500”为商标的聚偏二氟乙烯（PVDF）氟碳树脂，随后被应用于氟碳涂料之中。它具有优良的耐候性、耐水性、耐污染性、耐化学品性，尤其用于建筑物的外部装饰有其他涂料无法比拟的优点。但由于PVDF树脂不溶于普通溶剂，涂膜的形成需要230-250℃的高温烧结成膜，所以只能应用在有固定加工场所的、有烘烤设备的铝幕墙板、铝型材、彩钢板等耐高温的外墙装饰材料的基材上，限制了它的使用。 氟碳涂料在防腐领域的应用更加广泛 1982年，日本旭硝子公司（Asahi Glass，简称AGC）开发出氟烯烃-乙烯基醚共聚物（FEVE）树脂，该树脂在氟烯烃的基础上引进了溶解性官能团、附着性官能团、交联固化性官能团、促进流变性官能团，不仅秉承了氟树脂的所有优良品质，而且还具有在常温下溶解于芳烃、脂类、酮类等常规溶剂、常温下交联固化等性能。该树脂应用到氟碳涂料中，使得氟碳涂料的应用领域扩大到了不耐高温的PVC型材、塑钢型材、玻璃钢、有机玻璃等有机材质；无法进入烘箱的大型钢板、钢结构；需要现场施工的道路桥梁结构、建筑外墙；以及有色金属、玻璃材质、陶瓷制品、石头木器材质等等，极大地推动了氟碳涂料在市场上的应用。 20世纪90年代中后期，水性氟碳乳液树脂又被成功应用于氟碳涂料之中。它的高耐候性、耐水性、耐污染性、耐化学品性与溶剂型氟碳涂料相比毫不逊色，同时兼具环保性和易施工性，因而很快就成为建筑涂料发展的主要方向。 目前全球氟树脂生产厂家20多家，分布在十几个国家。比较来看，国外在氟碳涂料行业的起步较早、产品工艺较成熟、市场运作较规范、应用经验较丰富、实验数据较健全；而国内的氟碳涂料行业起步较晚，但发展很快，在短短十几年的时间里，不仅开发出了国外已经应用很久的“特氟龙”不粘涂料、高温烘烤型PVDF涂料，而且还成功推广了FEVE型可常温固化氟碳涂料。 2、弊端“藏”不住了 当含氟产品被使用了近一个世纪之后，人们在享受着它带来的便利的同时，也开始关注到潜在或者逐步表面化的弊端，以此重新审视含氟产品的环保性和健康性。 由于有美军横田基地的存在，其使用的消防泡沫含有PFAS物质，并可能对周边的地下水造成可能的污染，因此日本东京多摩地区对于地下水的含氟量及其对人体的危害的调查，最早可以追溯到2000年。然而尽管多年来调查的结果令人触目惊心，但由于种种原因的存在，并没能将污染源头确定。 而在氟碳涂料方面，虽然正常的使用并不会造成太大的危害，但溶剂型氟碳漆对施工条件和配套的材料要求高，其含有大量的有机挥发物（VOC），对人体产生危害，对环境还会造成污染；更需要警惕的是，当建筑物发生火灾时，氟碳漆会因为受热，分解产生剧毒的光气、氟烯烃等十几种有害气体，会对人体产生严重的危害。 但这还不是最重要的原因。PFAS之所以在日本和欧洲遭到“围剿”，更关键的原因是它的“顽固性”。日本媒体指出，PFAS被称为“永远的化学品”，其化学属性十分稳定的同时，也很难被分解，因此能够在环境中长时间残留，并通过水和食物轻易进入人和动物体内蓄积，容易诱发癌症以及影响婴儿出生时的体重。 这些也成为丹麦、德国、荷兰、挪威和瑞典当局向ECHA提交限制PFASs提案的主要理由。报道显示，该提案范围内的所有PFAS在环境中都具有很强的持久性，如果不尽量减少它们的释放，人类、植物和动物将会越来越多地接触到，将会达到对人类健康和环境产生负面影响的水平。提案估计，除非采取行动，否则在未来30年内，约有440万吨有机氟化物将进入环境。 “这一由五个国家提出的里程碑式的建议支持了欧盟化学品战略和零污染行动计划的雄心。现在，我们的科学委员会将开始他们的评估和意见形成。虽然评估这样一个包含数千种物质和多种用途的广泛提案将具有挑战性，但我们已经做好了准备。”ECHA的风险评估主任彼得·范德赞特（Peter van der Zandt）认为，此次提案是一项“里程碑式的提议”，将有助于欧盟在2050年前实现无毒环境的目标。 尽管这份提案仍需要一个较为漫长的审议程序，最终结果能否通过欧盟委员会严苛的审查尚不明朗；但至少在涂料行业，已经有一些先行者出现——据了解，已有不止一家欧洲涂料企业就氟碳涂料的后续生产的必要性发起研讨，甚至制定了氟碳涂料的退出时间表——这也意味着，哪怕ECHA最终没有对上万种PFASs做出严格的限制要求，但氟碳涂料的生存空间的也必然得到一定程度上的压缩。 “事实上，随着弊端的明显化，氟碳涂料存在的合理性和必要性必然受到审视。至少在欧洲市场会是这样。”一名与氟碳涂料相关的从业人士这样说道。 3、可替代性 如果从1938年“特氟龙”问世算起，氟碳涂料已经在市场上存在85年，尽管存在对环境造成不可逆的或然损害的天然缺陷，但跟它自身的优点相比，可能还不至于造成退出市场的局面；压在氟碳涂料身上的最后一根稻草，则必然是更好的替代品的出现。 “现在，聚硅氧烷正在市场上兴起，已经出现取代氟树脂的趋势。”前述行业人士告诉《涂料经》记者：“尤其是在PFAS四面楚歌的当下，聚硅氧烷的替代性会受到越来越多的重视，应用技术的发展将得到更大的推力，有望加速氟树脂的退场。” 氟碳涂料在建筑外墙中得到越来越广泛的使用，但在火灾、高温等极端环境下它仍潜藏巨大的风险，成为它的“致命短板” 在室温下保持液体状态的线型聚硅氧烷产品也即人们熟知的硅油，一般分为甲基硅油和改性硅油两类，其中甲基硅油最常用。相比起氟树脂，硅油有许多特殊性能，如温粘系数小、耐高低温、抗氧化、闪点高、挥发性小、绝缘性好、表面张力小、对金属无腐蚀、无毒等。 由于这些特性，硅油可以应用在许多方面而具有卓越的效果——它不仅作为航空、尖端技术、军事技术部门的特种材料使用，而且也用于国民经济各部门，其应用范围已扩大到：建筑、电子电气、纺织、汽车、机械、皮革造纸、化工轻工、金属和油漆、医药医疗等等。 尤其是在防腐涂料领域，聚硅氧烷已经成为各类企业的“标配”。据介绍，以聚硅氧烷为主要成膜物质的改性聚硅氧烷涂料，具有与氟碳涂料相当的耐候性和耐盐雾性，在环保性、光泽、施工性上更是优于氟碳涂料，是氟碳涂料的理想替代品，成为近年来高性能钢结构防腐面漆的“新宠”。 “而且聚硅氧烷涂料符合所有现行的VOC法规，且不含铅、铬等重金属，不含异氰酸盐。作为高性能抗腐蚀涂料系统的一部分，这种涂料强效防腐长达20年以上，第一次维修前的使用寿命很长。聚硅氧烷涂料视觉效果好，能适合对美观要求高的领域，如桥梁、海上开采设备、储槽区等，以及美观性非常关键的普通工业和商用钢铁结构。” 当然，作为一种新兴的材料，跟发展了80多年的氟碳涂料相比，聚硅氧烷涂料如今价格依然偏高，成为它进一步扩大市场应用面的掣肘。但这种限制是“可逆”的，随着科技的进步和成熟，以及越来越多的企业基于氟碳涂料市场萎缩的预判（PFAS限制危机便是一个明显的信号）加速生产转型，聚硅氧烷涂料从氟碳涂料手中抢到越来越多的市场份额也在预料当中。 外墙氟碳漆施工 尾声 “至少在欧洲，氟碳涂料的前景已经越来越窄了。”前述行业人士表示，考虑到欧盟对于化学品管理的高强度，以及欧洲涂料巨头的惯性操作，当它们决定了一件事情之后，剩下的可能就只是时间问题了。 然而他也指出，考虑到市场的差异化，中国市场是否能跟上欧洲的步伐尚不可知：“毕竟氟碳涂料在中国的发展要晚很多，相关企业的规模也普遍中小型，让它们一下子转型未免有点苛刻。只是如果欧美大厂率先抛弃氟碳涂料，国内厂商很难置身度外，建议还是时刻关注，早做准备。” 一个不争的事实是：当PFAS进入“人人喊打”的境况，氟碳涂料必然受到波及而变得“风声鹤唳”——如今，这只是一个还不算明显却已十分清晰的信号。 |
|
|
