Solventi organici volatili (VOC )

Solventi organici volatili (VOC )

Un sistem de acoperire este format din pigment, liant, solvent si aditivi. Acesti componenti contribuie fiecare in parte la performantele acoperirii, dar totodata pot prezenta un potential pericol atat pentru mediul inconjurator, cat si pentru cel respiratoriu [55].

● Astfel, ceata formata la aplicarea vopselei poate fi periculoasa datorita solventilor, respectiv a continutului in solventi organici volatili (VOC ) dar si prin continutul, din formularea acesteia, de pigmenti bazati pe compusi ai unor metale ca de exemplu: Plumb, Crom si Cobalt.

VOC nu sunt singurele substante utilizate in acoperiri care sunt potential daunatoare, dar ele sunt pe departe cei mai semnificativi. Odata eliberati in atmosfera, in timpul aplicarii produselor peliculogene, ei pot reactiona cu oxizii de azot sub influenta radiatiei solare, producand ozon la nivelul pamantului. Efectele acestuia includ smogurile de vara in ariile urbane, dauneaza recoltelor si provoaca probleme de sanatate ca de exemplu: astma, dureri de gat si de ochi.

Totusi, solventii, care cresc concentratia de VOC, sunt utilizati pentru a da acoperirii chiar proprietatile cerute de beneficiari: etalare, luciu, uscare rapida, durabilitate, posibilitate de revopsire, etc.

VOC reactioneaza cu oxizii de azot sub influenta radiatiei solare, producand ozon la nivelul pamantului, care la randul sau creaza smog care afecteaza orasele si suprafetele industriale. Totusi, in marea majoritate a cazurilor, solventii hidrocarbonati si cei oxigenati se descompun rapid in mediul inconjurator, in apa si bioxid de carbon. Acest fapt impiedica reformarea lor si degajarea de ozon in stratosfera. De asemenea, cativa compusi au reactivitate mica cu oxizii de azot sau nu reactioneaza deloc si prin urmare nu contribuie la crearea de ozon la suprafata pamantului. Astfel de compusi care sunt exclusi de la clasificarea ca VOC, in SUA, includ: etanul, metanul, 1,1,1-tricloretan, clorura de metilen, acetona, percloretilena, paracloro-benztrifluorura ca si acetatul de metil.

Statele Unite investigheaza caile de a stabili potentialul generator de azot al VOC, cu posibilitatea de a incorpora aceasta in legislatie. Astfel de reglementare pe baza de reactivitate va fi o alternativa pentru reglementarile existente, care in general actioneaza prin limitarea continutului total de VOC a produsilor fara a lua in considerare diferitele reactivitati ai componentilor volatili [56].

Actualmente, legislatia este in general axata atat pe reducerea solventilor in produsele de vopsire, cat si pe inlocuirea componentilor cu risc pentru sanatate, cu compusi mai putin riscanti.

In Uniunea Europeana , spre exemplu, The Environment Protection Act din 1990, revizuita in 1997, a stabilit limitele emisiilor de 250 g/l in general in grunduri si vopsele intermediare si de 420 g/l in acoperirile de suprafata, iar in Atlantic, legislatia federala a introdus in 1998 cateva limite, ca de exemplu 450 g/l pentru intretinerea industriala. Legislatia recenta, aprobata de Southern California Air Quality Management Board, introduce o limita de 250 g/l din iulie 2002 si de 100 g/l din 2006.

Elvetia a introdus o taxa pe utilizare a solventilor iar o serie de tari europene au introdus in mod voluntar planuri nationale pentru reducerea emisiilor cu pana la 50%.

Uniunea Europeana a ratificat directiva VOC care a intrat in vigoare in 2003, care a fortat utilizatorii de vopsele pe baza de solvent sa utilizeze produse peliculogene cu un continut de solvent mai mic, de exemplu: vopsele pulberi, fara solvent, high-solids si pe baza de apa. In tarile Uniunii Europene impactul directivei VOC a insemnat o reducere cu 67% in emisiile de solvent comparativ cu anii 1999. Aceasta insemna ca directiva VOC are un impact major asupra companiilor care nu pot sa-si permita sa reduca emisiile lor de solvent prin modernizari sau instalarea de filtre costisitoare sau procese de curatire [56].

● In ultimii ani, principiul reducerii solventilor a condus la vopsele high-solids, dar si la vopsele fara solvent sau vopsele pe baza de apa.

Astfel, vopselele high-solids au ca dezavantaje tendinta de a necesita solvent in plus pentru diluare la aplicare, se usuca incet. Epoxidicele high-solids sunt majoritatea bazate pe epoxidice lichide care dau alergii de contact la aplicare [26].

Acoperirile high-solids sunt in general mai vascoase decat acoperirile conventionale Prin urmare, ele necesita pentru diluare agitatoare foarte puternice, marginile vasului trebuie sa fie razuite pentru a lua toata vopseaua, astfel o cantitate mare de vopsea ar ramane pe vas si s-ar pierde. Diluantii utilizati pentru vopselele high-solids contin solventi puternici. Vopsitorul trebuie sa poarte echipamentul de protectie respiratorie corespunzator, manusi, creme protectoare si trebuie sa evite contactul vopselei cu pielea.

Pe piata, marea majoritate a vopselelor high-solids sunt cele care reticuleaza prin reactie chimica (de exemplu vopselele epoxidice si cele uretanice). Totusi, pot life-ul acoperirilor high-solids adesea este mai scurt decat in cazul vopselelor conventionale. Aceasta inseamna ca este ceruta o planificare atenta astfel incat sa se tina seama de timpul de amestecare si cel de aplicare.

Un avantaj al acoperirilor high-solids fata de cele conventionale, il constituie posibilitatea de aplicare in mod normal la o grosime a filmului mai mare, si anume 250 microni sau mai mult intr-un strat.

Deoarece, cantitatea de solvent care trebuie evaporata in timpul reticularii vopselelor high-solids este mai mica, acestea dau o mai buna putere de acoperire/litru de vopsea, la o grosime egala a filmului decat o acoperire conventionala.

Vopselele pulbere sunt avantajoase pentru protectia mediului deoarece nu sunt utilizati solventi. Tehnologia are totusi o mare limitare pentru protectia anticoroziva industriala, deoarece vopseaua trebuie sa fie polimerizata in cuptor. Aceasta exclude toate constructiile mai mari care necesita protectie anticoroziva si care reprezinta majoritatea pietei. Totusi vopselele pulberi vor deveni cu timpul dominante pe piata.

● Emisiile in mediul inconjurator, care pot rezulta nu numai la aplicarea, dar si la prepararea lacurilor, vopselelor, cernelurilor si adezivilor, nu se reduc numai la VOC, ci si la alte emisii care sunt in atentia directivelor Uniunii Europene [48].

Pentru statele membre ale Uniunii Europene a fost adoptata in septembrie 1996, The European Integrated Pollution Prevention and Control ( IPCC ) Directive ( Directiva Europeana de Control si Prevenire a Poluarii Integrate ), care a stabilit cadrul pentru un Registru European de Emisii poluante ( Polluting Emissions Register - EPER ). Comisia Europeana a dat in circulatie la sfarsitul lui iulie 2000 o decizie referitoare la implementarea acestui registru. Conform acestei decizii, statelor membre ale Uniunii Europene li se va cere sa raporteze comisiei date asupra emisiilor provenite de la toate unitatile de productie [56]. Astfel de activitati includ:

instalatii pentru tratamentul de suprafata al produselor care utilizeaza solventi organici ( > 200 t/an ): aplicare de vopsele, degresare, industrie de cerneluri;

instalatii chimice pentru productia produselor chimice de baza, prepararea produselor chimice organice si a produsilor organici pe baza de solventi;

instalatii pentru productia de produse chimice anorganice de baza.

Raportul trebuie sa includa emisiile in aer si in apa pentru toti poluantii pentru care sunt depasite pragurile limita. Exista 50 de poluanti , din care cativa sunt listati in Tabelul 1.

Tabelul 1. Cativa dintre poluantii listati la decizia Comisiei Europene

Statele membre trebuie sa raporteze Comisiei la fiecare trei ani, data primului raport fiind iunie 2003, date asupra emisiilor din 2001 (sau 2000 sau 2002 atunci cand datele din 2001 nu au fost valabile ).

La sfarsitul lunii iunie 2000 a fost semnat un acord care se refera la directiva asupra pragurilor de emisie nationale pentru anumiti poluanti atmosferici. Aceasta stabileste praguri nationale de emisie pentru bioxidul de sulf, oxizi de azot, VOC si amoniac, care nu vor trebui depasite dupa 2010. Majoritatea valorilor prag agrementate recent sunt diferite de cele continute in propunerea initiala.

Tabelul 2. ne da pragurile de emisie nationale agrementate pentru fiecare tara [57].

Tabelul 2. Limitele emisiilor nationale admise pentru fiecare tara

(septembrie 2000) - cifrele din paranteze reprezinta limitele propuse initial

In Europa, Catalogul European al Deseurilor (European Waste Cataloque), completat cu Lista deseurilor periculoase ( the Hardous Waste List ), desemneaza ca riscante urmatoarele deseuri:

deseuri de lacuri si vopsele continand solventi organici sau alte substante periculoase;

deseuri provenind din indepartarea lacurilor si vopselelor continand solventi organici sau alte substante periculoase;

substante folosite la spalarea recipientilor si decaparea filmelor de lacuri si vopsele.

Deseurile de vopsea vor trebui reciclate la maxim, fara mult efort si fara sa creeze si alte deseuri.

In Romania functioneaza deja o legislatie foarte bogata de mediu, multe dintre reglementari fiind in consens cu legislatia europeana [55].

● Reducerea emisiei de VOC este de o importanta particulara pentru industria acoperirilor. Cercetarile din ultimii ani s-au axat preponderent pe inlocuirea produselor pe baza de solventi cu produse pe baza de apa. Astfel, in 2000 produsele de acoperire pe baza de apa detineau peste 50% din volumul total al pietei de vopsele si peste 70% din volumul total al pietei de acoperiri decorative. Se preconizeaza ca in anul 2007, in toate domeniile de productie, cantitatile de solvent permise pentru consum sa fie reduse la un sfert fata de consumul de pana acum [26].

Cercetarile din ultimii ani s-au axat pe dezvoltarea unor noi clase de produse peliculogene pe baza de rasini emulsionate, produse care sa inlocuiasca produsele pe baza de solventi, care in Romania inca detin 50% din piata si care sa corespunda normelor Uniunii Europene referitoare la reducerea poluarii.

Este adevarat ca anumite proprietati ale produselor peliculogene pe baza de solventi nu pot fi inca atinse de produsele peliculogene pe baza de apa, insa se fac eforturi importante pentru rezolvarea acestor probleme.Obtinerea unei compozitii pigmentate apoase implica folosirea a circa 0 - 15 componenti, care interactioneaza, influentand astfel proprietatile produsului lichid sau ale peliculei obtinute din aceasta

In Europa, se asteapta o crestere a segmentului de piata pentru sistemele pe baza de apa de la 13% in 1994 la aproximativ 22% in 2005 ( date raportate la intreaga piata europeana de vopsele ) [56].

Figura 1. Piata europeana de vopsele, 1994

Figura 2. Piata europeana de vopsele, 2004

Datorita directivelor Comunitatii Europene, se asteapta in 2007 o reducere cu aproximativ 55% a sistemelor conventionale pe baza de solventi, comparativ cu anul 1998.

Sistemele pe baza de apa prezinta cea mai inalta rata de crestere comparativ cu alte sisteme alternative de acoperire.

Scaderea productiei industriale in ultimul deceniu a influentat semnificativ structura cererii pe piata de vopsele. In acelasi timp, consumul din industria constructoare si din domeniul " do-it-yourself " a crescut substantial. Figurile 3. si 4. prezinta prin comparatie structurile pietei in anul 1990 si 1998.

Figura 3. Structura pietei romanesti de vopsele in anul 1990

Figura 4. Structura pietei romanesti de vopsele in anul 2000

Din ce in ce mai mult sunt cerute produse cum ar fi: vopsele pentru interior si exterior, sisteme de protectie moderne, vopsele pentru lemn, grunduri si vopsele cu utilizare universala, vopsele pentru marcaje si adezivi pentru industria de constructii. Astfel, au aparut intreprinderi mici si mijlocii cu capital privat care au fost in stare sa raspunda cerintelor pietei si sa-i imprime sistemului economic cel putin patru proprietati importante:

flexibilitate si viteza;

calitate;

un climat concurential sanatos;

modalitati de plata moderne (in conformitate cu perioada actuala).

Cu toate ca legislatia in domeniul economiei nu a fost prea stimulatoare (scutiri vamale pentru materii prime, neimpozitarea profitului), intreprinderile mici si mijlocii sunt practic singurii concurenti pentru ofertantii straini. Dinamica schimbarilor in structura producatorilor din domeniul vopselelor, este prezentata in Figurile 5. si 6.:

Figura 5. Structura proprietatii fabricilor in 1990

Figura 6. Structura proprietatii fabricilor in 2000

Diferenta dintre intreprinderile mici si cele mari este data de numarul de salariati. Intreprinderile mici au mai putin de 50 de angajati, iar cele mijlocii sau mari, peste 50. Comparatia dintre cifrele de afaceri ale diferitelor intreprinderi [56].

productive in anul 1998, prezentate in Figura 7. , ar putea clarifica unele aspecte.

Figura 7. Cota-parte a cifrei de afaceri in functie de forma de proprietate in anul 1998

Analiza acestor date subliniaza cea mai importanta parte a reformei, si anume modificarea aproape totala a formei de proprietate in functie de cerintele pietei.

Producatorii externi de lacuri si rasini, nu s-au grabit sa investeasca, din pacate, in unitati de productie. In Romania, ei se ocupa in principal cu comercializarea produselor importante.

Cresterea pietei de specialitate, precum si a celei din domeniul DIY, inseamna nu numai cantitati mai mari, ci si cerinta de produse de calitate. Vechiul proverb "sunt prea sarac pentru a cumpara produse ieftine ", descrie actuala mentalitate a clientilor care se intereseaza din ce in ce mai mult de proprietatile vopselelor, cum ar fi: rezistenta la frecare, protectia UV, ingalbenirea, valori VOC si asa mai departe.

Cele mai importante puncte din reforma industriei si a pietei de vopsele, au fost realizate. O reforma integrala va fi insa posibila doar atunci cand " gaurile negre " din economia romaneasca vor fi disparut [57].

Romania, ca tara ce vizeaza aderarea la Uniunea Europeana, beneficiaza la momentul actual de o legislatie pe probleme de mediu intr-o continua dinamica, incercand a se apropia in timp de exigentele si criteriile Comunitatii Europene [55].