data-full-width-responsive="true"> 涂料生命周期评价的研究及开发何琴1,王洪涛1,朱永光2,王志慧1,黄娜1,范辞冬1( 1. 四川大学建筑与环境学院,成都610065; 2. 成都亿科环境科技有限公司,成都610065)随着我国经济的发展和基础设施的建设,涂料行业也高速发展起来,我国有近万家涂料企业,规模以上的建筑涂料生产企业也有200 多家, 2010 年我国涂料总产量已超过960 万t,稳居世界第1 涂料生产大国,建筑涂料产量为379 万t。涂料的原料主要是石油化工产品、二氧化钛、无机原材料,而这些上游产品的生产原料石油、钛精矿、碳酸钙矿石皆是不可再生资源,而在生产过程中需要消耗大量的能源,还有CO2、SOx和COD 的排放,其中的二氧化钛更是高污染高能耗的产业,对环境和人体健康造成危害。因此,定量评价涂料的环境影响状况非常重要,而生命周期评价( Life Cycle Assessment,LCA) 正是目前进行此项研究应用最为广泛的方法,在本研究中开发出了中国本地化的涂料原材料数据库和LCA 评价软件,为LCA 方法在我国涂料产品中的应用奠定了坚实的基础。国内对生命周期评价的研究起步较晚,在建筑材料方面,目前我国对水泥、玻璃、建筑陶瓷生命周期评价研究较多[1],而对涂料的研究却还很少,这主要是因为涂料相对于水泥等产品,
它在生命周期模型中排在后面,涂料的上游还需要有石油开采、矿石开采、石油炼制、石油化工、二氧化钛生产、及其
他原材料生产等一系列的生命周期流程框。另一方面,涂料的原材料种类繁多,仅乳液生产的原材料就达十多种,LCA 方法要在涂料行业应用,必须要有中国本地化基础数据库作为支持,但这正是目前我国LCA 研究最为欠缺的一方面。本研究根据四川大学提出的建立中国LCA 数据库的基本方法[2],在已经公布的中国生命周期参考数据库( Chinese referencelife cycle database,CLCD) 的基础之上,展开实际的数据收集、建模、计算,初步建立了中国涂料行业基础原材料生命周期数据库,并应用于某典型涂料实际生产中。本研究可为涂料行业的生态设计提供数据支持和模型基础。1 涂料生命周期评价的数据库涂料是由几种或多种物质组成,各组成材料在涂料中的功能各异,相互组合在一起,使涂料具有保护、装饰和特殊功能等基本性能。水性涂料一般由乳液、颜料、填料、成膜助剂四大类组成。乳液的种类繁多,我国经常使用的就有苯乙烯- 丙烯酸酯共聚乳液、醋酸乙烯- 丙烯酸醋共聚乳液、醋酸乙烯酯均聚乳液、丙烯酸乙烯酯均聚乳液、纯丙烯酸酯共聚乳液、氯乙烯-偏氯乙烯共聚乳液、叔碳酸乙烯酯共聚乳液等十多种类,而每个乳液生产厂家根据乳液单体配比的调整生产出各种不同牌号的乳液产品。所以,在本研究中不建立各种牌号的乳液数据库,而是建立乳液单体数据库。而二氧化钛是使用最广泛的白色遮盖型颜料,重钙是最具有代表性的体质颜料。本文建立了乳液单体生命周期基础模型、硫酸法二氧化钛生命周期模型、重钙生命周期模型,采用专业软件eBalance 计算获得了涂料需要的乳液单体数据库、颜料数据库、体质颜料数据库。1 1 乳液单体数据库1 1 1 乳液单体生命周期基础模型常见的乳液单体有: 醋酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯。因此,本研究从这些产品出发,追溯其上游生产过程直至资源获取阶段,初步建立了包括石油、天然气等资源开采,石油炼制、石油化工等过程的乳液单体生命周期模型( 如图1 所示,其中红色虚框即低压蒸汽、电力混合与传输、天然气开采,被下游流程使用太多,为图片的可读性,而隐藏了3 个框与其他框的连线。图1 还可为中国基础石化生命周期研究提供参考) 。电力、重油、常减压柴油、常减压石脑油、煤炭开采等数据来自于CLCD,其他过程均是实际收集计算后得到的中国市场平均数据。