建筑防水材料環(huán)保性能探討及改進(jìn)措施

1、建筑防水涂料環(huán)保性能探討及改進(jìn)措施孔凡坤朱海濤北京城榮防水材料有限公司上海米金商貿(mào)有限公司摘要:本文探討了國內(nèi)當(dāng)前主要建筑防水涂料的分類,發(fā)展過程;各種防水涂料對環(huán)境造成影響的成分及機(jī)制,提出了一些改進(jìn)防水涂料環(huán)保性能的建議。關(guān)鍵詞:防水環(huán)境保護(hù)結(jié)晶防水技術(shù)賽柏斯建筑防水材料從形態(tài)上分有兩大類:防水卷材和防水涂料,各有用處。本文只探討防水涂料環(huán)保性能,對防水卷材不做討論。建筑防水涂料按防水作用方式又分兩類:一類靠物理作用,通常系由合成高分子材料、瀝青、聚合物改性瀝青、有機(jī)材料等為主體,摻入適量的助劑、改性材料、填充材料等加工制成的溶劑型、水溶型、水乳型或粉末型的防水材料。即可在常溫條件下形成一

2、個(gè)連續(xù)無縫整體且具有一定厚度的涂膜防水層,靠物理作用將水隔離,從而能滿足工業(yè)與民用建筑的屋面、地下室、衛(wèi)生間和外墻等部位防水抗?jié)B要求。這類防水涂料的環(huán)保國家標(biāo)準(zhǔn)是HJ457-2010環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求-防水涂料。另外一類靠化學(xué)催化作用是水泥基滲透結(jié)晶型剛性防水材料。其不能單獨(dú)地為人們提供控制水的能力,而需要與混凝土配合,當(dāng)其滲透到混凝土內(nèi)部后,靠化學(xué)催化作用使混凝土致密化,封閉多孔性物質(zhì)混凝土上的微裂縫和能滲水的毛細(xì)孔,從而達(dá)到控制和隔離水的目的。這類防水涂料的環(huán)保國家標(biāo)準(zhǔn)是HJ456-2009環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求-剛性防水涂料。人們在選材應(yīng)用環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)該注意區(qū)別。嚴(yán)格意義上講,純無機(jī)滲透

3、結(jié)晶型防水材料肯定是綠色環(huán)保的,無論是在施工中或使用中其對生命健康都沒有任何危害?？课锢碜饔玫姆浪苛铣Ｓ玫闹饕须p組分聚合物水泥防水涂料、丙烯酸單組分防水涂料、聚氨酯防水涂料、改性環(huán)氧防水涂料、聚脲防水涂料等。筆者認(rèn)為防水涂料環(huán)保性能應(yīng)從其材料成分,制造工藝,施工和使用等四個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析。只有讓人們充分地了解其成分構(gòu)成,有害成分析出過程及結(jié)果,方能有針對性地進(jìn)行預(yù)防,阻擋和清除,從而減輕毒害或者避免受到毒害。首先來看看我國防水涂料的發(fā)展史。我國防水涂料的研制和應(yīng)用始于60年代,早期曾以各種化工下腳料為原料研制產(chǎn)品,如苯乙烯焦油防水涂料、“6511”輕屋蓋防水涂料、乳化瀝青防水涂料等,均因質(zhì)量

4、性能不穩(wěn)定而停止發(fā)展。60年代中期出現(xiàn)了氯丁橡膠瀝青防水涂料。70年代初期出現(xiàn)了再生橡膠瀝青防水涂料,并在工程上獲得較成功的應(yīng)用。1977年出現(xiàn)了水乳型再生膠瀝青防水涂料,1978年起在工程上應(yīng)用,成為國內(nèi)使用量較大的一種防水涂料。80年代隨著我國合成高分子材料工業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展,以各種優(yōu)質(zhì)合成橡膠和合成樹脂為原料研制的防水涂料,在80年代相繼投入使用:如雙組分聚氨酯防水涂料、丙烯酸酯類的淺色防水涂料、陽離子氯丁膠乳瀝青防水涂料和硅橡膠防水涂料等,使我國防水涂料發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期。橡膠瀝青類和合成高分子類防水涂料在我國防水工程應(yīng)用中,占有越來越大的比重。當(dāng)前,我國每年的防水涂料總量已達(dá)幾百萬噸

5、,防水涂料的主要原材料大量是高分子有機(jī)化合物、有機(jī)溶劑等,其對環(huán)境和人體的危害極大,如不加以科學(xué)引導(dǎo)和適時(shí)控制,將對社會(huì)的能源、資源、環(huán)境和人類的健康造成嚴(yán)重的破壞。為推動(dòng)防水涂料行業(yè)的環(huán)保技術(shù)進(jìn)步,為建筑工程推薦節(jié)能、節(jié)材、安全、環(huán)保剛性防水涂料產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、資源和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,環(huán)境保護(hù)部已經(jīng)制定HJ456-2009環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求-剛性防水涂料和HJ457-2010環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求-防水涂料兩大行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),并將依據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)開展中國環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品防水涂料的認(rèn)證工作,這是造福子孫的一件大好事。筆者在此呼吁用戶在選用防水材料時(shí)一定要選用帶環(huán)境標(biāo)志的產(chǎn)品,抵制使用歷史落后技術(shù)生產(chǎn)的有害產(chǎn)品進(jìn)

6、入建筑工程中。為什么雙組分聚合物水泥防水涂料、丙烯酸單組分防水涂料、聚氨酯防水涂料、改性環(huán)氧防水涂料、聚脲防水涂料等防水涂料會(huì)對影響環(huán)境呢?主要是因?yàn)檫@些防水涂料本身含有一些有害成分,當(dāng)這些有害成分不能被其制造工藝很好地清除或者在應(yīng)用中會(huì)析出,揮發(fā),游離出來,他們就會(huì)造成環(huán)保問題。1、雙組分聚合物水泥防水涂料聚合物水泥基復(fù)合防水涂料(JS,由水性丙烯酸乳液和無機(jī)膠凝材料(水泥等復(fù)合而成,乳液在干燥過程中會(huì)放出游離在乳液中的甲醛;此外粉料是建筑雙組分聚合物水泥涂料的主要固體材料,為了改善涂料施工性能和硬化后的物理力學(xué)性能、耐久性能等,通常添加一定量的外加劑和礦物摻合料。這些材料中往往含有甲醛、氨

7、等環(huán)境污染物。甲醛、氨對人有強(qiáng)烈的刺激性,對人的肺功能、肝功能及免疫功能等都會(huì)產(chǎn)生一定的影響。苯及揮發(fā)性有機(jī)化合物中的多種成分都是有毒致癌物質(zhì),吸入或經(jīng)皮膚吸收一定量會(huì)引起中毒,嚴(yán)重時(shí)會(huì)對人體造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)造成損傷,甲苯和二甲苯均為無色透明液體,有毒,對皮膚和粘膜刺激性大,對神經(jīng)系統(tǒng)損傷比苯高。由于這些物質(zhì)揮發(fā)性較強(qiáng),空氣中揮發(fā)量較多,因此,對于以上污染物進(jìn)行控制是必要的。雙組分聚合物水泥防水涂料的粉料中存在天然放射性核素鐳-226、釷-232和鉀-40 等。其粉刷在墻體后會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生輻射,超過一定量時(shí)會(huì)對人體產(chǎn)生嚴(yán)重危害。因此必須嚴(yán)格限制。具體請參考GB 6566-2001標(biāo)準(zhǔn)中的要求。2

8、、丙烯酸單組分防水涂料聚合物水泥基復(fù)合防水涂料和丙烯酸防水涂料的乳液中含有部分苯二烯等有害參與單體,其對人體和環(huán)境危害較大,應(yīng)作有效控制。丙烯酸防水涂料中常加入穩(wěn)定劑(氨類和殺蟲劑(甲醛,因此必須對其也應(yīng)作控制要求。3、聚氨酯防水涂料聚氨酯防水涂料要嚴(yán)格控煤焦油聚氨酯防水涂料的使用。煤焦油是一種復(fù)雜的混合物,含有蒽、菲、咔唑、吡啶等數(shù)百種組分,眾多的揮發(fā)組分嚴(yán)重污染環(huán)境和危害人體健康。北京和上海已相繼發(fā)文禁止使用焦油聚氨酯防水涂料。此外,由異氰酸酯作為原材料之一合成得到的聚氨酯樹脂中,一般都含有2%5%的游離異氰酸酯(TDI,個(gè)別的游離異氰酸酯含量會(huì)更高,異氰酸酯對人體的最大危害是它的蒸汽,異

9、氰酯酯(R-N=C-0有兩個(gè)雜“積累”雙鍵,非常活潑,極易與其它含活潑氫原子的化合物反應(yīng),能夠與人體的蛋白質(zhì)反應(yīng)生成變性蛋白,二異氰酸酯的蒸汽能與眼淚中的水反應(yīng)生胺,刺激眼粘膜,有強(qiáng)烈的催淚作用,吸入后會(huì)刺激呼吸系統(tǒng),引起干咳、喉痛等,長期吸入二異氰酸酯將嚴(yán)重?fù)p害肺部,引起頭痛、支氣管炎和哮喘等。為了避免二異氰酸酯蒸汽對人體的危害,各國對聚氨酯涂料中的游離二異氰酸酯含量進(jìn)行了限制。美國的NIOSH嚴(yán)格推薦工作場所的TWA(按每周40小時(shí)工作的濃度極限值為5ppb,即每平方米大氣中含TDI(甲苯二異氰酸酯極限值為35ug,MDI(二苯甲烷二異氰酸酯為50ug,HDI(已二異氰酸酯為35ug,IP

10、DI(異佛爾酮二異氰酸酯為45ug,HMDI(二環(huán)已基甲烷二異氰酸酯為55ug。當(dāng)空氣中的TDI 濃度達(dá)到0.11ppm就能被嗅覺,因此當(dāng)嗅覺到TDI的氣味時(shí),即表示空氣中的濃度已超過容許的濃度。歐盟規(guī)定含TDI、MDI、HDI、IPDI、HMDI產(chǎn)品的容器外壁必須標(biāo)明:a游離二異氰酸酯含量在0.5%以下者為“微害”,外壁標(biāo)明“含異氰酸酯”;b游離二異氰酸酯含量在0.5%2%之間者,標(biāo)明“有害”的警告標(biāo)志及“含異氰酸酯”;c含量在2%以上者,標(biāo)明“有毒”,附上骷髏及白骨交叉的標(biāo)志并標(biāo)明“含異氰酸酯”。日前,加拿大公布了一項(xiàng)危險(xiǎn)管理行動(dòng)提案,該提案是針對加拿大環(huán)境保護(hù)行動(dòng)(CEPA第64章中所涉

11、及的一類六種有害物質(zhì)。它們分別是:環(huán)氧丙烷、TDI、乙基環(huán)氧乙烷、兒茶酚以及對苯二酚。4、雙組分聚合物水泥防水涂料、丙烯酸單組分防水涂料、聚氨酯防水涂料、改性環(huán)氧防水涂料、聚脲防水涂料等防水涂料還有可能因?yàn)榫哂幸韵掠泻ξ镔|(zhì)污染環(huán)境、毒害健康:4.1乙二醇醚及其酯類:主要包括乙二醇甲醚、乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯。法國公共衛(wèi)生最高委員會(huì)建議禁用5種乙二醇醚類化合物,這些化合物目前經(jīng)常用在消費(fèi)品中,如油漆、清漆、家用產(chǎn)品和化妝品。它們產(chǎn)生的影響各不相同,有些對男性生殖有毒害作用。委員會(huì)建議,乙二醇醚在產(chǎn)品中的濃度降到原來加量的1/10至1/100,使含量微乎其微,甚至完

12、全禁用。國外研究業(yè)已表明,部分乙二醇醚及其酯類對人體有害,嚴(yán)重的可引起血液病變和胎兒畸形。4.2鄰苯二甲酸酯類:主要包括鄰苯二甲酸二辛酯(DOP、鄰苯二甲酸二正丁酯(DBP。鄰苯二甲酸酯(phthalate esters, PEs是一類脂溶性人工合成有機(jī)化合物,多數(shù)鄰苯二甲酸的酯類化合物,對人體健康有不同程度的危害,是全球性的環(huán)境污染物,廣泛存在于空氣、水體、土壤及生物體內(nèi)。該類化合物與我們的日常生活密切相關(guān),可通過飲水、進(jìn)食、皮膚接觸(化妝品和呼吸進(jìn)入人體,在對嚙齒類動(dòng)物的研究中發(fā)現(xiàn)PEs具有致癌、致畸、致突變的作用。在室內(nèi)用溶劑型涂料中目前主要使用鄰苯二甲酸二辛酯(DOP、鄰苯二甲酸二正丁

13、酯(DBP作為增塑劑,因此對這兩種物質(zhì)必須進(jìn)行控制。4.3正己烷:正己烷經(jīng)呼吸道及皮膚進(jìn)入人體,其代謝產(chǎn)物2,5-己二酮具有周圍神經(jīng)毒性,可引起以感覺運(yùn)動(dòng)型多發(fā)性周圍神經(jīng)病為主要臨床表現(xiàn)的慢性中毒。慢性中毒性神經(jīng)病一般于接觸正己烷1至數(shù)月后發(fā)病,起病隱匿,患者常先感覺食欲不振、四肢乏力,繼而出現(xiàn)四肢對稱性的感覺異常,如發(fā)麻、刺痛,并出現(xiàn)感覺遲鈍。檢查會(huì)發(fā)現(xiàn),患者四肢的觸覺、痛覺、震動(dòng)覺和位置覺等均減退,并且以遠(yuǎn)端為重。重者可出現(xiàn)垂腕和垂足、站立和行走困難以及肌肉萎縮、手足皮膚溫度降低、跟腱反射消失?；颊咴诿撾x接觸正己烷后3個(gè)月內(nèi)病情仍可繼續(xù)惡化。一般病程為630個(gè)月,恢復(fù)緩慢。處理迄今,慢性正

14、己烷中毒性神經(jīng)病尚無特效藥物治療。4.4異佛爾酮:可燃性液體,但蒸發(fā)速度慢,難著火。蒸氯毒性比簡單的脂肪族酮大,但常溫下蒸氣壓低,故危害性較小。大鼠試驗(yàn)結(jié)果表明異佛爾酮是毒性強(qiáng)的酮類之一,能引起腎臟障礙,損害眼角膜。人接觸后有煩燥感。當(dāng)蒸氣濃度達(dá)141mg/m3以上,對眼、鼻有刺激。脫脂作用強(qiáng),應(yīng)避免與皮膚接觸。4.5鹵代烴:屬低毒類,但具有高揮發(fā)性、高脂溶性,并有蓄積作用。毒作用為對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的輕度抑制作用,對皮膚粘膜的刺激作用。長期接觸可致多發(fā)性周圍神經(jīng)病變。60年代末,鹵代烴中毒成為西歐各國繼苯之后的另一重大職業(yè)衛(wèi)生問題,僅氯代烴引起的中毒性肝病,即達(dá)194人;1973年10月,西歐各

15、國在漢堡召開會(huì)議,正式將鹵代烴類有機(jī)溶劑中毒的治理及研究列入工作議題。近年來,我國一些企業(yè),尤其是小型民營企業(yè)中,因防護(hù)不周已發(fā)生多例職業(yè)性鹵代烴中毒事件。4.6可溶性重金屬:重金屬化合物主要來源于涂料生產(chǎn)用原材料中的顏料及某些助劑。眾所周知,重金屬(鎘、鉛、鉻(、汞、砷及其化合物是常見的有毒污染物,其可溶性物質(zhì)對人體有明顯的危害,它可經(jīng)呼吸道和皮膚粘膜侵入人體引起中毒,而且其毒性具有累積性。也就是說:每次有吸入微量的該類物質(zhì)后,能逐漸存于體內(nèi),到一定程度,就會(huì)出現(xiàn)中毒現(xiàn)狀。這類物質(zhì)引起中毒時(shí),會(huì)損害肝臟、脾臟、腎臟、神經(jīng)系統(tǒng)、肺部等,鉛對生殖功能、胚胎、胎兒及出生后的發(fā)育都有不良影響。近來,

16、各國都在控制或禁止重金屬及其化合物的使用,如歐共體生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)99/10/EC規(guī)定:不準(zhǔn)使用鎘、鉛、鉻(、汞、砷及其化合物;德國“藍(lán)色天使”標(biāo)準(zhǔn)(Low-Pollutant Varnishes. January 1997規(guī)定:不得使用含鉛、鎘、鉻(及其化合物,作為原料中的雜質(zhì),鉛含量不得超過0.02%。4.7 VOC :當(dāng)前的防水涂料大多為溶劑型。防水涂料中含有大量的有機(jī)揮發(fā)物,在配漆和施工過程中,大量VOC排向大氣,造成污染。同時(shí)施工人員在施工過程中不可避免地會(huì)吸入部分VOC。VOC對人體的健康危害很大。它們不但對皮膚具有侵蝕作用,而且對人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)、造血器官、呼吸系統(tǒng)有刺激和破壞作用，可引

17、起頭疼、惡心、胸悶、乏力、嘔吐等癥狀，嚴(yán)重時(shí)會(huì)抽搐、昏迷 甚至死亡。因此，世界上主要的涂料生產(chǎn)國紛紛出臺(tái)了限制 VOC 排放的法規(guī)。 生產(chǎn)低 VOC 對環(huán)境友好的防水涂料已是大勢所趨。通常實(shí)現(xiàn)低 VOC 的途徑有 3 種：用水代替揮發(fā)性有機(jī)溶劑； 提高固含量；發(fā)展粉末涂料。 如何防控雙組分聚合物水泥防水涂料、丙烯酸單組分防水涂料、聚氨酯防水 涂料、改性環(huán)氧防水涂料、聚脲防水涂料等防水涂料污染環(huán)境，毒害健康呢？筆 者建議采取以下措施： 1、查看防水涂料有無環(huán)境標(biāo)志。 2、直接向生產(chǎn)商索要材料質(zhì)量保證書，強(qiáng)調(diào)環(huán)保要求。 3、查看原料安全數(shù)據(jù)單（ MSDS） 。即化學(xué)品安全說明書。MSDS 為化學(xué)物

18、 質(zhì)及其制品提供了有關(guān)安全、健康和環(huán)境保護(hù)方面的各種信息，并能提供有關(guān)化 學(xué)品的基本知識(shí)、防護(hù)措施以及泄漏應(yīng)急救護(hù)處置等方面的資料等方面的信息。 西方發(fā)達(dá)國家均有大量與 MSDS 相關(guān)的法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、化學(xué)品組成、理化 特性、反應(yīng)活性、毒理和生態(tài)環(huán)境信息、急救、防護(hù)等的資料、文獻(xiàn)和數(shù)以千計(jì) 的數(shù)據(jù)庫。2000 年，我國已經(jīng)依據(jù) ISO 11014-1 對 GB 16483-1996 進(jìn)行了修訂， 頒布了 GB 16483-2000 化學(xué)品安全技術(shù)說明書編寫規(guī)定（ General rules for preparation of chemical safety data sheet） ，在一定程度上促進(jìn)了 MSDS 在我國的 推廣，規(guī)范了化學(xué)品的管理。 4、按標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)產(chǎn)品 （1）雙組分聚合物水泥防水涂料、丙烯酸單組分防水涂料為水性產(chǎn)品，其 揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）含量的檢測按照 HJ/T 201-2005 的方法進(jìn)行， 而環(huán)氧防水涂料、聚脲防水涂料、聚氨酯防水涂料為中揮發(fā)性有機(jī)化合物 （VOC）含量的檢測按照 HJ/T 414-2007 的方法進(jìn)行。 （2）產(chǎn)品中殘余單體含量的檢測按照 GB/T 20623-2006 的方法進(jìn)行。