浅论涂料及涂装作业的安全技术.docx

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浅论涂料及涂装作业的安全技术

浅论涂料及涂装作业的安全技术

关键词：

涂料生产 涂装作业 安全技术

涂料生产及涂装作业的过程中所使用的原料大都含有易于着火，对于人体健康有害的挥发性的有机溶剂、树脂、颜料等。

所以在涂料生产和涂装作业中始终存在着为灾，甚至会产生爆炸的可能，详见图1

   挥发性溶剂中的浓度，超过一定浓度时和长期接触一些有毒的颜料和化合物时都会使工作及操作人员发生中毒，甚至造成死亡。

（据统计表明人在火灾中，95%以上的死亡原因是由于建筑材料受热后释放出有毒性气体或烟雾，使人们窒息所造成的，以及VOC的排放会引起光化学烟雾等有害环境物质的产生。

）正因为如此，国际上对溶剂、颜料、树脂的使用，也是一年严于一年，美国从“66法规”发展到“1113法规”，美国环保局（EPA）还一次又一次地加大有害化学品的清单，向人们发出警告。

EPA十分关注一些特殊行业，他们在着力的研究着一些有机颜料在制造过程中所产生的废物的组成，研究这些化学品的毒性情况，并把一些颜料的中间体已列入有害的2800种化学品清单之中。

因此研究，了解涂料生产和涂装施工过程中安全技术，作好安全生产，是一件非常有意义的大事，理应引起各方面的高度重视。

一般涂料的不安全因素可以从涂料的组成来进行分析，一般涂料的组成如图2所示

　　1、主要成膜物质中的树脂及植物油一般来讲是无害的或者危害甚少，但一些游离的单体是有毒的，比较严重的有异氰酸酯，这些化合物主要存在于聚氨酯涂料中，这些物质对人的粘膜、上呼吸道均有刺激作用：

如：

TDI　甲苯撑二异氰酸酯

　　HDI 六甲撑二异氰酸酯

　　MDI 甲撑二苯基二异氰酸酯

   IPDI 异佛尔酮二异氰酸酯

　　XDI 间苯二甲撑二异氰酸酯

在涂料生产中很多合成树脂的原料中都存在着不少有毒有害的物质，如酚醛树脂是由苯酚、甲酚、二甲酚等与甲醛混合加热缩合而成。

酚类可以作为消毒剂，但酚蒸气由呼吸道吸入则会引起中毒，高浓度酚类可引起急性中毒，甚至可致人昏迷，死亡。

当水中含酚浓度较高时就会引起鱼类死亡；含酚废水其中浓度大于100mg/L时就会引起农作物枯死或减产。

甲醛具有破坏蛋白及杀菌作用，可引起呼吸道的炎症、接触性皮炎及损坏眼睛和角膜，它的刺激性气味，也会引起人们的反感，近年来室内装饰中对甲醛的限制，也逐渐严格起来。

北京市所制定的非强制性法规中规定游离甲醛的释放浓度要小于0.5mg/m2。

其次氨基树脂（也要使用甲醛）、醇酸树脂、聚酯树脂（要使用邻苯二甲酸酐等，邻苯二甲酸酐会引起支气管炎，眼炎，肺气肿等症状，对皮肤也有刺激），环氧树脂要用酚类与环氧氯丙烷等，固化时还要用脂肪族胺。

聚氨酯，氯乙烯树脂、丙烯酸树脂等都会对人体带来危害。

特别是涂料在建筑及工业方面的应用大幅度增加时，人民生活水平提高，家庭装饰热的一再升温和因装饰而产生对人体不利因素的增加时（有些人因装修而患病，甚至出现意外，被人们统称为装修症。

……）人们对涂料的毒性和应用也提出了更加严格的要求。

国外很多国家，对涂料的要求也从一般的技术标准过渡到技术标准+生物毒性，即向人亲善的健康型标准过渡。

这个标准就大大限制了很多有毒化合物的应用。

我国从1998年以来，上海、北京也在借鉴欧洲、美国室内环境标准的基础上颁布了相应的非强制性的地方法规。

这些法规中业已明确对涂料中的各类物质应用提出了限定标准，TDI也在限定之列。

过去我们的聚酯类的木器涂料中TDI的含量未加限制。

近年来，不少厂家已明确的认识到，广大群众环保、健康意识的增强，迫使他们不得不改进技术，从而生产出群众热爱的TDI含量合科要求的木器涂料新品种。

2、次要成膜物质

2-1、颜料按其生产方法来分类可分为天然颜料和合成颜料

      2-2、颜料按其组成分类

2-3、颜料按化学结构分类

 2-4、颜料按其功能分类

颜料当中对人类危害较大的是Pb（铅）Cr（铬）类的物质如防锈颜料的红丹（铅丹）Pb3O4，铬黄（PbCrO4）都是一些有毒的物质，实际上颜料中有毒的物质还有很多，美国环保局（EPA）所列出的有害的2800种化学品清单中，就含有不少无机或天然颜料及合成颜料的一些中间体（一些中间体不但有毒而且还有很强烈的刺激气味如苯胺等，所以美国EPA对颜料的中间体的毒性加大了研究力度……）。

对于和人经常接触的空间，物体所应用的涂料中，对铅、铬、汞、镉都已有了明确的限制指标。

这就明显地告知我们，要对红丹Pb3O4；铬黄PbCrO4；锌铬黄EnCrO4；淡铬黄PbCrO4昉bSO4；桔铬黄PbCrO4昉bO；铬绿（铅铬黄与铁兰的混合物）、镉红（CdS+CdSe+BaSO4）、铬黄（CdS+BaSO4）、朱砂（HgS）……等等慎重使用（含生产及施工等），否则就会给人们带来人为的灾害及难以预料的严重后果。

3、形成涂膜的添加剂

3-1、溶剂：

大多数的涂料都含有易于着火，对人体有害的挥发性物质，而所有含溶剂的涂料都是易燃的物质，并能和空气形成爆炸性混合物，所以在涂料的生产和施工过程中始终存在着火灾与爆炸危险的可能性，而引起这种因素的最大危险则来自溶剂。

因为溶剂都具有挥发性，闪点和爆炸极限。

在生产和施工现场若有自燃、明火、碰撞火花、静电等因素存在时，均会引起火灾。

所以在生产和施工场所，使用溶剂时，必须力图降低空气中的浓度，把浓度限定在规定的标准浓度之内。

为此在生产和施工场地应设有通风和排风设备，以保证溶剂浓度不超标。

     3-1-1、闪点：

又称闪燃点，表示可燃性液体性质的指标之一。

是液体表面上的蒸气和空气的混合物与火接触而初次发生兰色火焰闪光时的温度。

在测试的标准仪器中有开杯式和闭杯式两种。

开杯式主要用于测定高闪点的液体。

闭杯式主要用于测定低闪点的液体。

着火点又称燃点，表示可燃性液体表面上的蒸气和空气的混合物与火接触而发生的火焰能开始燃烧且不少于五秒钟时间时的温度。

可在测定闪点后继续在同一仪器中测定。

着火点的温度比闪点高一些（一般在5-20℃左右，但闪点100℃时，往往两者有相同的情况），可燃性液体的闪点和着火点表明了其发生爆炸或火灾可能性的大小，对我们生产、施工、贮存、运输的安全均有极大的关系。

涂料属于混合物，在考虑闪点时，应根据组成不同而区别对待。

日本根据消防规则对可燃性液体的危险分类：

第一种石油类（含原油、汽油、苯、甲苯等）闪点＜21℃的液体；第二种石油类（含煤油、柴油二甲苯等）闪点21℃-70℃的液体；第三种石油类（含重油、润滑油、杂酚油等）闪点＞70℃的液体。

根据（日）损失保险计算委员会制定的级别划分：

特别危险品闪点＜30℃的液体、B级危险品 闪点30℃-65℃的液体、A级危险品 闪点＞65℃的液体。

根据危险品船舶运输和贮存的规则划分：

易燃液体  闪点＜27℃的液体、可燃液体  闪点27℃-65℃的液体。

美国防火协会（N.F.P.A）规定的危险品类别：

Ⅰ级闪点＜-4℃的液体、2级闪点-4℃-21℃的液体、3级  闪点21℃-93℃的液体。

西德可燃液体规则的划分方法为：

A类 闪点＜100℃（不呈现B类那样的水溶性）、Ⅰ级闪点＜21℃的液体、Ⅱ级闪点21℃-55℃的液体、Ⅲ级闪点＞55℃-100℃的液体，B类闪点低于21℃，且在15℃条件下能够按任意比例溶解于水的液体。

从以上资料不难看出各国各地和不同行业对于可燃液体的认识和要求，不是完全一致的。

但闪点低，易于燃烧，会引起公众的安全警觉性这一点则是完全一致的。

3-1-2、爆炸极限

爆炸：

是指物质发生的变化不断急剧增速并在极短时间内放出大量能量的现象。

日本北川彻三所编著的化学安全工学中指爆炸，就是由于化学变化而形成压力急剧上升的现象。

爆炸主要是由化学反应或核反应所

引起的，爆炸发生时，温度和压力突然升高，产生爆破作用或推动作用。

特别猛烈的爆炸称曰爆轰。

爆炸极限：

是指一种可燃气体或蒸气和空气的混合物能发生爆炸的范围。

空气中含有一定浓度的可燃性气体或蒸气，遇到火花就会使火蔓延而发生爆炸，其最低浓度称为爆炸下限，最高浓度为爆炸上限。

可燃性气体或蒸气的浓度若超过或低于这一范围都不会发生爆炸。

在可燃物的生产、使用、贮存、运输时，都必须注意爆炸极限以保证生产、使用、贮存及运输的安全。

有害物质从涂装作业场所，向大气的排放量，在国外也有严格的限制与明确的规定。

如德国规定涂料车间涂料使用量在小于50kg/h时，车间的废气可以不加净化，可用通风方式将其浓度冲淡至300mg/m3的排放浓度，即可排放。

美国洛杉矶规定：

有机溶剂与火焰接触或在氧中热固化的烘干室中，其每日的废气的排放量不能超过6.8kg/天，对于不加热的喷室，仅对具有光化学反应的有机溶剂加以限制，其排放量不能超过18kg/天。

日本政府对排放标准没有统一的规定，但各地政府均有自己的标准：

如神奈川二甲苯为150ppm甲苯100ppm苯25ppm和歌山二甲苯为140ppm甲苯140ppm苯100ppm。

我国目前尚无有机物排放标准，上海市采用萨顿经验公式制定了有害物允许排放量的标准，根据不同排放高度推算出上海市居民区有害浓度排出口的允许排放量标准。

（如表6）

3-1-3、最小点火能量：

为点燃爆炸混合气体或空气中飞扬的爆炸性粉尘必需有一个最小的点火能量。

（表7为涂料常用溶剂的最小点火能量）

3-1-4、明火及最低点火温度

日本劳动者把工厂的火灾主要着火源分为如下几类

A生产火：

直接与生产作业有关的烟火。

如喷灯、焊剂、生产用炉等。

B非生产火：

与生产无直接关系的烟火。

如暖炉、火盆、火柴、香烟等。

C火炉：

象锅炉、加热炉、电炉等。

D干燥装置：

用直接火源或电加热的干燥装置。

E烟囱烟道：

烟囱烟道过热，喷出火焰或火星而引起火灾。

F机械设备：

由于发动机的发热，机械的冲击、磨擦等发热而引起的火灾。

G自燃（自然发火）：

是指最广义的自燃现象，即不依靠外部火源，而依靠本身的自然发热起火的现象。

H其他火源：

如雷击、放火、飞火等。

在企业内部如何处理好可产生明火的源头，把它与危险性物质，易燃易爆物质恰当地管理好，使它们无法造成起火的条件，对于防火爆炸的产生是至关重要的，特别是化工企业，尤为重要。

（高温表面与明火有极其相似之处，理应加以同等对待），大多数化合物的燃烧与爆炸范围都会受到外界温度的影响。

掌握化合物与空气或氧气形成混合气时最低点火温度，对我们预防火灾的产生也有一定的现实意义。

（图4为对点火源而言事故发生主要因素图）

表8仅列出了部分与涂料生产施工有关的化合物的最低点火温度，供现场工作人员参考。

    3-1-5、电火花及静电

高电压火花放电：

当电极带高压时，在电极周围，部分空气绝缘被破坏产生电晕放电，当电压继续升高时，会出现火花放电。

短时间弧光放电：

是指在开闭回路，断开配线，接触不良、短路、漏电、打坏灯泡等情况下发生极短时间的弧光放电。

接点上的微弱火花：

是指在自动控制用的继电器接点上或电动机整流子，滑环等器件上，随着接点的开闭产生的微小火花。

高压电火花放电在静电喷涂装置中可以在高压电器上产生火花或在静电入电时产生火花，产生短时间弧光放电和接点上的微弱火花（如静电喷漆、静电喷粉、其电压一般为20kv-700kv,有的甚至高至100kv），是在工厂中经常可以看到的，虽然这些电火花的放电能量是很小的，但对需要点火能量很小的可燃性气体，易燃液体蒸气、可爆炸的粉尘等也可带来极大的威胁。

事实上在存在危险品的场所中，由于动力、照明、所使用的电气设备而引起的电火花所产生的火灾、爆炸事故是屡见不鲜的。

必须引起我们工厂管理及操作人员的高度重视。

静电和静电火花对溶剂及有机化合物来说所带来的火灾和爆炸事故也是很多的。

（附表7、表8）

据有关资料表明在空气中可燃气体的最小点火能量为2×10-4焦耳左右，所以当可燃气体在空气中达到一定浓度时，遇有静电的积聚在空气中放电，产生火花时，就很容易发生着火的危险。

资料表明大部分易燃液体的绝缘性能都很高，不管是脂肪烃，还是芳香烃，其电阻率都在1013欧姆·厘米左右。

文献表明电阻率大于1012欧姆·厘米的液体，一般都能呈现带电现象，而小于109欧姆·厘米的液体则几乎不呈现带电现象。

据上所述，苯、汽油、二硫化碳、乙醚、醋酸乙烯单体等易燃液体，发生静电火灾也就不足为奇了。

（附表9）   在有溶剂的场所中，防止电火花的产生及静电的聚积，是安全生产的基本保证。

   3-1-6、综上所述，涂料中的溶剂在涂料生产和施工中始终存在着火灾和爆炸危险的可能性。

除此之外，不少溶剂对人的健康还有着直接的危害。

大家都知道苯可引起苯中毒，专家们把苯称为具有特殊芳香气味的杀手，世界卫生组织还把苯确定为致癌物质。

甲苯、二甲苯在工厂中一般认为是危害不大的易燃物，事实证明当人们在短时间内若吸入高浓度的甲苯、二甲苯就会出现中枢神经系统麻痹的症状，轻者会头晕、头痛、恶心、胸闷、乏力，重者会出现昏迷以致呼吸

衰竭而死亡……

溶剂性涂料中含有50%或50%以上的有机溶剂，所以从安全生产和人体健康的角度上来看，都是应该引起人们高度重视的。

因此在涂料的发展方向上，为了节约资源、节约能源，减少环境污染和安全生产，保护人体健康及提高产品的经济效益等诸多方面，都要求减少溶剂的使用，以水代剂的研发路线，也正是由此而生。

3-2、添加剂如含铅的催化剂、胺类、酸酐类的固化剂等，如乙二胺，它们不但具有易挥发，易燃易爆的危险，而且还具有毒性，对人体有这样和那样的危害，有些还具难闻的刺激性气味。

在海洋防污涂料中所采用的防污剂多是属有机锡的化合物，因其有较大的毒性和会对海洋造成污染而被禁用。

4、小结

近年来，我国在涂料生产及涂料施工过程中，发生人身中毒事件、火灾爆炸事故、真可谓是频频不断。

给国民经济、人身安全均带来了巨大的损失。

理应加强对涂料生产及涂装作业的安全教育和管理。

应在全国上下对各个行业（特别是涂料、涂装及其相关行业）进行防范事故发生及安全素质等方面的教育。

笔者认为应尽快完善以下工作，才会堵绝恶性事故的频频发生。

4-1、结合入世的契机，尽快加强在涂料生产和涂装施工中的安全立法工作。

结合我国的实际情况，尽快组织有关专家制定一系列的安全法规及标准。

4-2、呼吁国家和企业加大对安全科研经费方面的投入，加大事故防范对策等方面的研究，组织安全方面科研成果的交流。

加强安全规范的贯彻实施和全民安全意识方面的教育，是提高我国全民安全意识、全员安全素质的基本保证，也是堵绝人为灾害和减少恶性事故发生的基础。

4-3、在涂料生产上应加大新产品的开发力度，在涂装方面应大力推广新技术、新工艺、采用新设备、大力发展具有高科技含量、高附加值、高质量的环保型涂料和其配套的涂装技术及堵绝和减少有毒、有害、易燃易爆化合物的应用，是消灭火灾爆炸事故和毒害人体健康恶性事故的根源所在；加强事故源头治理是消灭事故，保证安全生产的关键。