文/张彰，蒋一昕，袁敏，封亚辉，杨贵斌
南京海关工业产品检测中心，江苏南京 210000
摘要：建立了粉末涂料固体废物属性鉴别方法：①采用红外光谱分析物料的主要成分；②利用X射线荧光光谱对物料中的主要无机元素和有害元素进行半定量分析；③按《热固性粉末涂料》（HG/T2006—2006）测定物料的主要质量参数；④根据《固体废物鉴别标准通则》（GB 34330—2017）相关条款，得到物料的固体废物鉴别结论。本方法可为粉末涂料固体废物属性鉴别提供参考。
关键词：粉末涂料 固体废物 属性鉴别
Study on identification of solid waste properties of imported powder coatingsZHANG Zhang JIANG Yixin YUAN Min FENG Yahui YANG Guibin（Nanjing Customs District Industrial Products Inspection Center，Nanjing Jiangsu 210000，China）Abstract：This paper establishes a method for identifying the properties of powder coating solid waste：①Analyze the main components of materials by infrared spectroscopy；②Use X-ray fluorescence spectroscopy to semi-quantitatively analyze the main inorganic elements and harmful elements in the materials；③Determine the main quality parameters of materials according to HG/T 2006—2006 "Thermosetting Powder Coatings";④According to GB 34330—2017 "Identification Standards for Solid Wastes General Rules " Clause，obtain the solid waste identification conclusion of the material. This method can provide a reference for the identification of powder coating solid waste attributes，so as to better promote the development of solid waste identification.Key words：powder coating; solid waste; property identification
0 引 言
粉末涂料是以固体树脂和颜料、填料及助剂等组成的固体粉末状合成树脂涂料。和普通溶剂型涂料及水性涂料不同，它的分散介质不是溶剂和水，而是空气。它具有无溶剂污染、100%成膜、能耗低的特点。粉末涂料以其节能环保、节省资源、减轻劳动强度和涂膜机械强度高等优点而广泛应用于家电、汽车、建筑材料及户外设施、管道及船舶防腐等各种涂装领域[1-2]。预计到2024年，国内粉末涂料行业市场规模将达到500亿元左右。
据海关数据显示，2018年，中国粉末涂料行业进口产品按金额排序，排名前三的依次是“初级形状的环氧树脂”、“未列名初级形状的聚酯”和“其他初级形状的聚对苯二甲酸丁二酯”，这3种产品的进口额占比依次是41.83%、34.37%和19.15%[3]。
目前为止，国内外尚未颁布对粉末涂料进行固体废物属性鉴别的相关规范和技术标准。对于粉末涂料的鉴别还存在诸多难点，口岸查验和实验室检测中识别率不高，鉴别手段缺乏，难以精准鉴别，时常出现不同的鉴别人员对同样的鉴别物料做出不同结论，给固废鉴别工作带来困扰。本文采用多种分析方法，并结合部分检测标准，对粉末涂料的固废鉴别方法进行研究，为固体废物属性鉴别从业人员进行粉末涂料的固体废物属性鉴别提供参考，以更好地推进固体废物鉴别工作的发展。
1 材料与方法
试样样品来源于海关工作人员现场抽样并委托进行固体废物属性鉴别的样品。均为粉末涂料，样品编号分别为1#、2#、3#、4#。样品信息等技术资料由委托单位提供。
鉴别方法主要有：
1）感官检查。通过目视方式对样品进行检查，包括但不限于样品的色泽、结团、状态、夹杂物等。
2）红外光谱分析。取样品置于傅里叶变换红外光谱仪的衰减全反射附件上，扫描红外光谱。参数如下：光谱分辨率4cm-1，样品扫描次数16，光谱范围4000~600cm-1，以空气为背景。
3）X射线荧光光谱分析。将样品置于试样架上将试样架置于X射线荧光光谱仪操作平台上，按仪器工作条件进行测定。仪器参数如下：X射线工作电压为20kV，工作电流为10mA，晶体为LiF200。
4）有害重金属含量测试。重金属总铅（pb）含量的测定按《工业防护涂料中的有害物质限量》（GB 30981—2020）进行测试。
5）硬度（擦伤）、附着力、耐冲击性、弯曲试验、杯突测试。按《热固性粉末涂料》（HG/T2006—2006）进行。
2 结果与分析
2.1 外观形状
通过目视方式对待鉴别物进行检查，1#~4#样品的外观特征和照片见图1。
由图1可知，4个样品均为松散状粉末，色泽均匀，未见明显夹杂物。1#~3#样品有大小不同的结团，结团易捏碎成粉末，结团内无任何其他颜色物质。这与《热固性粉末涂料》（HG/T2006-2006）中粉末涂料产品应呈松散粉末状的要求不符。4#样品色泽均匀、无异物，呈松散粉末状，满足标准中“色泽均匀、无异物、呈松散粉末状”的要求。
2.2 红外光谱分析
从企业的申报资料中看出，这4个样品均用于金属等表面的防护，属于热固型粉末涂料。利用FTIR分析待鉴别1#~4#样品的主要成分，4个样品的红外谱图一致，典型的红外光谱图见图2。
由图2可知：2965cm-1附近一组吸收峰对应亚甲基—CH2—的不对称伸缩振动，1717cmm-1处吸收峰是羰基C=O的伸缩振动峰，1608、1579、1507cm-1和1456cm-1为苯环骨架振动，1017cm-1是对位取代苯环的面内变形，976cm-1为—COO—面内变形，873cm-1和726cm-1为苯环—CH—的面内变形，经与标准谱库比对，与聚酯的红外谱图相匹配，与企业申报基本一致。
2.3 X射线荧光光谱分析
利用X射线荧光光谱仪对1#~4#样品进行元素半定量测定，所得结果见表1—表2。
由表1可知，1#样品含量前五的元素为Ti、Ba、Ca、Pb、Si。有害元素Pb、Cr较高，按《工业防护涂料中的有害物质限量》（GB 30981—2020）进一步测定Pb、Cr准确含量。
由表2可知，2#样品含量前五的元素为Ba、Ti、Ca、S、Pb。有害元素Pb、Cr较高，按GB 30981-2020《工业防护涂料中的有害物质限量》进一步测定Pb、Cr准确含量。
由表3可知，3#样品含量前五的元素为Ti、Ba、Ca、Fe、Pb。有害元素Pb、Cr较高，按GB 30981—2020《工业防护涂料中的有害物质限量》进一步测定Pb、Cr准确含量。
由表4可知，4#样品含量前五的元素为Al、Si、P、Ru、Fe。未检出异常有害元素。
2.4 有害重金属含量测试
现行有效的《工业防护涂料中的有害物质限量》（GB 30981—2020），从2020年12月1日起实施，其中将有害重金属含量要求由2014版的推荐性改为强制性，涂料品种中明确要求包括粉末涂料。对元素半定量测定中，有害元素异常的1#~3#样品按《工业防护涂料中的有害物质限量》（GB 30981—2020）进行测定，所得结果见表5。
由表5可知，1#~3#样品重金属铅（Pb）含量超标，不符合强制性国家标准要求。超过国家标准《工业防护涂料中有害物质限量》（GB 30981—2020）规定的要求：总铅（Pb）质量分数≤0∶001，不符合强制性国家标准要求。
2.5 性能指标分析
按《热固性粉末涂料》（HG/T2006—2006）测试1#~4#样品的硬度、附着力、耐冲击力、弯曲试验和杯突等项目。测试结果如表6所示。
由表6可知，1#样品的耐冲击力、弯曲试验和杯突项目不合格，2#样品的杯突项目不合格，3#样品的耐冲击力、弯曲试验和杯突项目不合格，4#样品各项目均合格。耐冲击力、弯曲试验与杯突测试结果不符合标准限量要求，表明涂料与基材形成的涂层抗变形、开裂与剥离的防护功能较低。
3 样品属性鉴别
1#~3#样品为含铅重金属有害物质污染的不合格粉末涂料，粉末涂层易于变形、开裂与剥离，基本丧失防护功能与原有使用价值，根据《固体废物鉴别标准通则》（GB 34330—2017）4.1条之规定判定属于固体废物。
4#样品为聚酯/环氧树脂与无机物共混均质粉末涂料，粉末形态均匀，无机械杂质，未检出异常有害物质与挥发性有害物质，理化指标合格，根据《固体废物鉴别标准通则》（GB 34330—2017）判定样品不属于固体废物。
4 结 论
粉末涂料的固体废物鉴别可按下列步骤进行：
①通过外观特征，分析样品是否均匀、有无明显夹杂物；
②利用红外光谱分析物料的主要成分，看是否与申报一致；
③利用X射线荧光光谱半定量分析物料的主要无机元素和有害元素，对于有害元素含量高的可疑物质，按《工业防护涂料中的有害物质限量》（GB 30981—2020）进行准确的定量测定；
④按HG/T2006—2006测定样品的主要质量参数，分析是否为合格品，看能否按照原用途使用；⑤根据GB 34330—2017相关条款，得到物料的固体废物鉴别结论。
按上述步骤，对海关工作人员现场抽样的4种样品进行固体废物属性鉴别，结果表明，其中3种样品因存在重金属有害物质含量超标，耐冲击力、弯曲试验、杯突等项目不合格，丧失原有使用价值，属于我国禁止进口的固体废物。本文研究结果可为粉末涂料固体废物属性鉴别提供参考。
参考文献
[1] 许伟坤,王慧丽,董亿政,等.低温固化粉末涂料的研究进展[J].涂料工业,2021,51(3) 76-81.
[2] 冯素兰,张昱斐.粉末涂料[M].北京:化学工业出版社,2004:1-64.
[3] 李敬.我国全面禁止固体废物入境[J].生态经济,2021,37(2):9-12.
本文转载自《工业安全与环保》2023年第49卷第3期
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