有机废气治理工艺及生产线低挥发性涂料及清洗剂改造技术手册模板.doc

深圳市机电制造行业有机废气治理推荐工艺及生产线低挥发性涂料及清洗剂改造技术手册

深圳市人居环境委员会
深圳市环境工程科学技术中心
04月

目 录

第1章 总论 1
1.1 编制背景 1
1.2 编制目标和内容 1
1.3 技术路线 2
第2章 涉VOCs机电行业概况 4
2.1中国电子制造业行业情况 4
2.2深圳电子制造业概况 5
2.3电子制造业中VOCs产生步骤 7
第3章 机电行业涂装 9
3.1 机电行业涂装工艺 9
3.2机电行业涂装相关设备 12
3.3机电行业涂装使用涂料 17
3.4涂料低挥发相关技术 19
第4章 机电行业有机溶剂清洗 20
4.1清洗剂分类 20
4.2机电行业包含有机清洗工序介绍 22
4.3清洗剂低挥发相关技术 28
第5章 VOCs废气末端治理技术 29
5.1活性炭吸附法 29
5.2燃烧法 32
5.3生物降解法 34
5.4 VOCs废气各治理工艺分析汇总 35
5.5机电行业VOCs末端治理技术推荐 36
附录1 机电行业涂料低挥发技术推荐 37
1 低挥发性涂料使用 37
1.1使用粉末涂料 37
1.2使用水性涂料 41
1.3使用UV涂料 43
1.4使用高固份涂料 47
2 采取低VOCs涂装工艺 48
2.1 静电喷漆 48
2.2 电泳涂装 51
3 采取低VOCs涂装装备 55
附录2 机电行业有机清洗剂低挥发技术推荐 58
1 采取水基清洗剂 58
1.1印刷电路板装配（PCBA）过程中水基清洗 58
1.2 LCD生产过程中水基清洗 62
2 研制免洗型产品 63
附录3 含VOCs废气末端治理技术推荐 64

第1章 总论
1.1 编制背景
多年来，在城市化不停推进、经济迅猛发展时代背景下，很多城市大气污染性质发生着巨大改变，形成了以煤烟型污染和光化学烟雾污染叠加新复合性大气污染，深圳就是这种城市大气污染特征经典代表。而光化学烟雾污染，和排入大气中VOCs（挥发性有机化合物）相关。VOCs在经过阳光照射，氧化后可生成臭氧，碰到适宜气候条件就可能形成光化学烟雾，危害人体及其它生物健康；臭氧也能够和灰尘等微小颗粒结合产生灰霾，进而降低能见度水平，影响空气质量，危害人体健康。加强VOCs废气治理，改善空气质量已刻不容缓。
环境保护部在“十二五”计划明确提出了“加强挥发性有机污染物和有毒废气控制”要求。深圳市也于8月，公布了《深圳市大气环境质量提升计划》（深府办〔〕19号），明确指出要加紧VOCs排放行业排放标准制订，加强关键行业VOCs治理。
1.2 编制目标和内容
现在，针对机电制造行业有机废气治理技术研究仍较少，且因为缺乏技术规范和标准，机电制造企业有机废气治理力度仍较微弱。所以，立即制订机电制造行业有机废气治理推荐工艺及生产线低挥发性涂料及清洗剂改造技术手册能够推进机电制造行业实施清洁生产工艺，指导机电制造行业有效降低有机废气，对深圳市深入缓解灰霾和改善空气质量相关键作用。
本课题关键研究内容包含：
（1）开展机电制造行业涂料使用情况、涂装工艺及有机废气治理工艺现实状况调研；
（2）开展VOCs控制技术研究，推荐适合深圳市机电制造企业有机废气控制技术；
（3）结合调查和研究结果，编制深圳市机电制造行业有机废气治理推荐工艺及生产线低挥发性涂料及清洗剂改造技术手册。

1.3 技术路线
本课题采取查阅文件和实地调查相结合研究方法，具体思绪以下图：
机电行业调研
经典企业调研
文件调研
行业协会调研
了解行业内喷涂及末端治理情况

了解行业内有机清洗及末端治理情况

了解企业涂料使用及清洗技术情况

了解企业喷涂工艺改造情况

了解企业有机废气末端治理情况

搜集行业研究汇报及总结

行业教授及环境保护企业咨询

编制深圳市机电制造行业有机废气治理推荐工艺及生产线低挥发性涂料及清洗剂改造技术手册

图1-1 技术路线图

第2章 涉VOCs机电行业概况
结合机电行业本身及深圳市行业特点，本手册中涉VOCs排放机电行业为包含以下生产工序企业：电子行业相关零配件涂装和包含有机溶剂清洗电子制造过程中有机清洗。
2.1中国电子制造业行业情况
中国电子产品制造业产业链大致上分为上、中、下三个层次：最上面层次是最终电子整机产品（或称电子终端产品），比如通信设备、雷达设备、广播电视设备、电子计算机、家用视听设备等，它们用户是国民经济各个领域和千家万户老百姓；中间层次是成百上千种电子基础产品，包含半导体器件（分立器件、 集成电路）、电真空器件及光电显示器件（显像管、平板显示器件）、电子元件和机电组件等，它们经过组合装配便形成了多种电子终端产品；最下面层次是支撑着电子终端产品组装和电子基础产品生产电子专用设备、电子测量仪器和电子专用材料（电子元件材料、电真空材料、半导体材料、信息化学材料等），它们是电子基础产品基础。
长久以来中国电子工业发展策略，是以电子终端产品为龙头，配之以元器件当地化配套水平，带动集成电路和电子基础产品同时协调发展，集成电路芯片则是现代电子终端产品关键技术支撑。电子终端产品（整机）尽管范围广，种类多，究其产品共同特征表现为：
电子终端产品=印制电路板+结构件+显示器/屏+机壳
这里值得指出，中国整机产品制造业发展趋势是在整个产品制造链条中不停进行分工细化和专业化。和计划经济时代“大而全、小而全” （从零部组件生产一直到整机出厂全部是自己加工生产） 生产模式不一样，现代电子终端产品制造厂形成整机总装厂模式，关键负担着产品总装、新品研发、市场开拓和售后服务，产品中零部组件，广泛采取国际流行生产外包方法，经过专业化零部组件制造商外协加工形式组织生产。由此，现代电子终端产品制造厂不包含其零部组件（如印制线路板、结构件、配套件等）生产。
2.2深圳电子制造业概况
电子信息产业是深圳支柱产业，电子信息产业产品产值占深圳高新技术产品产值90%以上，深圳有极其发达电子信息产业中游和下游市场，是中国关键电子信息产品生产基地，市场需求巨大，为电子信息材料发展提供了巨大市场空间。相关教授认为，深圳应大力发展电子信息材料，关键发展和新型平板显示产业、电子元器件及封装产业、化合物半导体产业相配套电子信息材料，在深圳形成完善电子信息产业链。
电子元件是电子信息产业基础，在中国电子信息制造业中，电子元件产业已经成为仅次于计算机行业第二大产业。深圳市雄厚电子信息产业基础为电子元器件产业提供了强大技术支持和市场需求。深圳是中国电子信息产品关键生产地，也是电子元器件关键使用地和集散地，在半导体、显示器件、光电子器件、各类组件、印制电路等领域拥有一批规模型企业，产品在全国占有一定优势地位，电子元件总体生产规模在全国领先，器件总规模居全国第四位。
依据深圳电子行业协会信息，深圳电子信息产业关键发展六大领域：
1)计算机制造业。关键发展拥有自主知识产权商业化大型计算机、网格配套零部件和周围产品等硬件制造技术和产业。代表企业有长城、联想信息、神舟。
2)通信设备制造业。关键发展固定网络设备、移动网络设备、数据通信设备；开发下一代网络设备、第三代移动通信设备、通信终端。代表企业有华为、中兴、宇龙。
3)电子元器件制造业。关键发展高端平板显示器件，包含液晶平板显示器件（TFT-LCD）等新型平板显示器件研发和产业化。代表企业有天马微、豪威、南玻、莱宝、清溢。
4)视听设备制造业。关键发展视听节目制作系统、数字电视前端播控系统、网络传输设备、用户端接收显示设备和家用娱乐信息终端设备。代表企业有康佳、创维、同洲、朗科。
5)软件业。关键发展面向应用需求、面向国际市场，关键发展集成电路设计、嵌入式软件、行业应用、移动通信和信息安全软件。代表企业有腾讯、金蝶、金证、迅雷。
6)信息服务业。关键发展电信增值业务、网络视讯和无线增值服务、交互式数字电视业务；促进互联网服务提供商（ISP）规模化发展。代表企业有航盛、元征、赛格、华强。
2.3电子制造业中VOCs产生步骤
电子制造业中产生VOCs步骤关键包含涂装和有机溶剂清洗。
（1）涂装
出于对相关零配件保护及美观考虑，电子零配件涂装常常必不可少，其中以电子产品外壳涂装最为常见，比如手机、打印机、电脑、相机等电子产品外壳通常全部需要进行涂装处理。
涂装过程中涂料中溶剂挥发直接造成了VOCs大量排放，污染了大气环境。
（2）有机溶剂清洗
电子制造业产品众多，有显示器、显像管、微型计算机、集成电路、电视机、磁盘、电缆、程控交换机、电话单体、计算器、磁头、移动电话等，这些产品生产中全部会使用到有机溶剂。
在电子工业中，电子装配中关键部分是电路板组装件，电路板上多种电子元器件经过涂敷助焊剂、焊膏，再经过波峰焊、回流焊或手工焊接后连接成为一个功效组件，在此过程中因为助焊剂、焊料和环境影响，板面上滞留下一定数量残余物，这些残余物将可能直接影响着产品质量、必需进行清洗才能确保电子产品可靠性、工作寿命和电气性能。所以电路板组装件清洗技术是一项十分关键且技术性较强工作，但清洗剂大量使用就会造成对应组分大量挥发，尤其是VOCs大量排放，造成大气污染。
另外，对于部分电子行业，比如液晶屏、手机屏等，在产品加工过程中会留下污渍，也需要进行清洗。
依据北京大学深圳硕士院环境和能源学院调研，可大致估算深圳市电子制造有机清洗VOCs排放量：
根据溶剂挥发率为50%进行计算，采取深圳市173家电子制造企业有机溶剂回收统计数据，得到深圳市电子制造行业有机溶剂清洗过程排放情况以下表2-1所表示：
表2-1电子制造行业VOCs排放情况
行业名称
VOCs排放工序
排放量（吨）
VOCs关键成份
电子制造
零件清洗
2664
酒精、天那水等
计算表明深圳电子行业清洗过程VOCs产生量大约为2664吨/年。
深圳市电子行业种类多、数量大，VOCs排放情况不尽相同。小型企业废气处理设施简陋，基础缺乏有效VOCs去除设备，关键用排风设施将废气排入大气；大型企业含有一定有机溶剂吸附、吸收、催化燃烧等处理能力，可一定程度上降低VOCs排放。

第3章 机电行业涂装
深圳市机电行业零配件涂装包含手机、相机、打印机、电器等外壳塑胶件涂装，还包含电脑机箱外壳、通讯设备柜、配电柜等金属件涂装，本章将对机电行业涂装工艺、设备、涂料使用及低挥发改造技术进行介绍。
3.1 机电行业涂装工艺
因机电行业喷涂既包含包含手机、相机、打印机、电器等外壳塑胶件涂装，还包含电脑机箱外壳、通讯设备柜、配电柜等金属件涂装，且同类材质表面涂装工艺参数也多个多样，本手册只对塑胶件和金属件表面涂装工艺作通常性介绍。
（一）电子塑胶零配件涂装工艺
塑料材料因其密度小、价格低廉、制造方便等优点在工业中应用越来越广泛，如手机、计算机、摄影机、仪器仪表、音响设备、电视机、工艺品外壳及汽车挡泥板、摩托车部件等全部使用塑料。依据深圳行业特点，电子零配件涂装以手机、打印机、电脑、相机等电子产品外壳涂装工艺居多，这类涂装基材基础为塑胶件，故而相关涂装工艺也以塑胶件涂装工艺为主。
塑料件喷涂后，可取得以下效果：
（1）可遮盖成型后制件表面缺点；（2）因塑料件本身着色比较困难，可利用喷涂取得多个色彩；（3）使塑料件静电性能得到改善，降低灰尘吸附；（4）增强了塑料件硬度和耐擦伤性；（5）提升了塑料件耐候性；（6）使塑件件表面光泽任意调整；（7）砂纹漆、绒毛漆等部分特殊漆，可取得很好外观及手感。
塑胶喷涂工艺步骤通常为：退火、除油、消除静电、除尘、喷涂 烘干。下面为各步骤通常性介绍。
（1）退火：塑料成型时易形成内应力，涂装后应力集中处易开裂。可采取退火处理或整面处理，消除应力。
（2）除油：塑料件表面常沾有油污、手汗和脱模剂，它会使涂料附着力变差，涂层产生龟裂、起泡和脱落。涂装前应进行除油处理。对塑料件通常见汽油或酒精清洗，然后进行化学除油化学除油后应根本清洗工件表面残留碱液，并用纯水最终清洗洁净，晾干或烘干。
（3）除电及除尘：塑料制品是绝缘体，表面电阻通常在1013Ω左右，易产生静电。带电后轻易吸附空气中细小灰尘而附着于表面。因静电吸附灰尘用通常吹气法除去十分困难，采取高压离子化空气流同时除电除尘效果很好。
（4）喷涂：通常要喷涂2-3道才能完成。
（5）烘干：涂完后可在室温下自干，也可加温烘干。
常见塑胶件喷涂工艺通常经过底漆喷涂、底漆晾干、底漆烘干、底漆打磨、面漆喷涂等多个步骤。
（1）底漆晾干：底漆喷涂后，湿漆膜中含有大量有机溶剂，若直接进入烘干室烘干，就会因溶剂挥发过快造成涂膜表面针孔、气泡等缺点。所以在底漆喷涂后必需进行底漆晾干，在晾干过程中，伴伴随溶剂挥发，油漆得以充足流平、展开；晾干时间、风速对流平效果影响较大，控制不妥易产生流平不良、桔皮等漆膜缺点。
（2）底漆烘干：塑料件使用底漆涂料多为双组分涂料，现在使用底漆涂料由快干型和一般型两种；快干型底漆涂料可自然干，但一般型底漆涂料施工后其本身不能快速固化，因为需要采取加热固化方法，目标是为了缩短涂料烘干时间和提升图层性能，同时要考虑到塑料件本身耐热性能及易变形特点，烘干温度不宜过高，通常控制在80℃左右。
（3）底漆打磨：底漆喷涂过程中表面或多或少存在诸如颗粒、流挂、少漆等油漆缺点，为了给下道工序提供良好油漆图层表面，有必需对底漆件表面进行打磨处理。
（二）金属件涂装工艺
此部分涂装关键包含电子行业中电脑主机机箱、通讯设备柜等涂装。
金属件涂装假如选择合适涂料，可使金属零件表面得到优良机械性能，如防锈抗蚀、坚硬耐磨等，而其喷涂工艺成本远比电镀、化学镀简单低廉。
金属喷涂工艺步骤通常为：预处理→喷涂→干燥。预处理为使涂膜附着力强，不易脱落，寿命长，喷涂前必需对零件表面预处理。不一样金属材料零件预处理方法不尽相同。钢铁件关键是除油、除锈、磷化等处理，常见水剂清冼液去污除油，用机械或化学法除锈，磷化是将零件浸入酸性稀释液(密度1-1.1，pH=1-3)，二者界面处会发生反应。在零件表面生成一层致密磷化膜，从而提升漆膜结协力和防锈力。铝及其合金件关键是除油、去氧化膜处理，除油方法和钢件相同，经过酸洗去除氧化膜，再用化学转化处理形成转化膜，假如零件表面要求不高，也能够不进行转化处理。
喷涂依据涂料品种、性能和固化条件不一样，喷涂工艺、方法也不一样。金属表面喷涂使用涂料种类有油脂涂料、天然树脂、环氧树脂、酚醛树脂等十多个涂料，可依实际情况选择。喷涂方法有手动、自动、静电、电泳等多个方法，可按零件批量、形状大小及现有装备选择。
干燥为使涂层性能优良、坚硬、耐磨，必需待其充足干燥后使用。涂层干燥按涂料本身性质分物理干燥和化学干燥。物理干燥指溶剂挥发和熔融固化干燥；化学干燥指氧化、热聚合、催化聚合、辐射聚合干燥。用户可依据零件形状、大小、批量及设备选择。实际中为快速干燥，常选择溶剂挥发型涂料或热固化涂料，经过自然干燥或简单烘干工艺就能达成理想效果。
3.2机电行业涂装相关设备
（一）喷枪
空气喷涂原理是将压缩空气从喷枪空气帽中心孔喷出，在涂料喷嘴前端形成负压区，使涂料容器中涂料从涂料喷嘴喷出，并快速进入高速压缩空气流，使液-气相急剧扩散，使涂料形成微粒，呈漆雾状飞向并附着在被涂物表面，涂料微粒快速集聚成连续漆膜。空气喷涂含有涂装效率高、适应性强、漆膜质量好等优点，至今仍是应用最广泛涂装工艺之一。
喷枪是空气喷涂关键工具。喷枪可按很多方法进行分类，按混合方法可分为内混式和外混式喷枪。内混式喷枪涂料和空气在空气帽内侧混合后喷出，可用于喷涂油性漆、多色美术漆和涂装小物件，喷雾图形也仅限于圆形。外混式喷枪涂料和空气在空气帽外侧混合，这种喷枪用途广泛。
外混式喷枪按涂料供给方法又可分为吸上式、重力式和压送式三种。
吸上式喷枪涂料罐安在喷枪下方，喷嘴通常比空气帽中心孔稍向前凸出，压缩空气自喷嘴周围喷出，在喷嘴前端形成负压区，从而吸出涂料并雾化。这类喷检涂料喷出量受涂料黏度和密度影响较大，且和喷嘴口径关系亲密，通常见于非连续作业。
重力式喷枪涂料杯安在喷枪上方，涂料靠本身重力流到喷嘴，和压缩空气混合后喷出，这类喷枪结构和吸上式类似，不过漆料轻易流出，涂料喷出量较大。而且在涂料使用量大时可将涂料容器挂在高处，以胶管连接喷枪，经过改变涂料罐高度调整涂料喷出量。
压送式喷枪是从另设增压罐供给涂料，提升增压罐压力能够同时向几支喷枪提供涂料。这类喷枪喷嘴和空气帽在同一平面或稍凹部分，在喷嘴前端无须形成负压，适适用于涂料用量大工业涂装。
内混式喷枪有两个供气系统，一个用于涂料混合雾化，另一个用于给涂料容器中涂料增压，涂料供给方法属于压送式。空气帽形状是长橄榄形，故喷雾图案为椭圆形。这种喷枪没有侧面空气孔和辅助空气孔，所以没有喷雾图形调整机构，要改变喷雾图形尺寸必需更换空气帽。
（二）喷漆室
喷漆室是专供喷涂液态涂料涂装室，它是工业涂装车间关键设备之一。起初它仅仅是有排风装置（安装在壁上风扇），无漆雾捕集功效简易涂装室；伴随工业涂装量扩大，涂装品质要求提升，并考虑到操作人员安全卫生及预防漆雾污染厂房内外环境，喷漆室配置了漆雾捕集装置、供排风系统；为适应优质高装饰性涂装需要，喷漆室空气必需经空调除尘、调温、调湿，并在喷漆室周围设洁净间，确保喷涂作业空间高度洁净。
喷漆室含以下功效：
⑴排气：换气并立即排掉漆雾和溶剂蒸气，预防它们污染厂房内外环境和被涂面，确保安全生产；
⑵除尘：除掉排出空气中漆雾（尘埃）；
⑶供风：按喷涂环境条件供给空调（调湿、调温、除尘）过洁净空气，确保作业人员安全卫生和作业环境高度洁净；
⑷照明：照亮被涂物表面。
喷漆室按供排风方法和捕集漆雾方法分类情况以下。
⑴按供排风方法分类，分为敞开式和封闭式（供风型）。敞开式仅装备有排风系统，而无独立供风装置，直接从车间内抽风，适适用于通常涂装。封闭式装备有独立供排风系统，从厂房外吸新鲜空气，不干扰涂装车间内换气和采暖体系，适适用于装饰性涂装。供排风方法有垂直层流气流模式（即上供下抽式）和水平层流气流模式（即侧供、侧抽或侧下角方向抽风）。
⑵按捕集漆雾方法分类，分为干式喷漆室和湿式喷漆室。前者是借助挡漆板、过滤层（袋）捕集漆雾，后者借助于循环水系统清洗喷漆室排气，捕集漆雾，循环水中添加有涂料凝聚剂，使漆雾失去黏性，在循环水槽中漂浮或沉淀。湿式喷漆室捕集漆雾原理是使带漆雾喷漆室排气经过漩涡作用和水充足混合，利用不一样风速、挡水板和风向数次转换，使水和漆滴和空气分离，带漆渣水流回循环水槽，过滤后再循环使用，除掉漆雾空气经过排风机排向室外或送往除VOCs二次净化设备处理。湿式漆雾捕集装置（又称排风洗涤装置或气水混合分离室）有多个结构和洗涤方法。按水洗涤方法又可分为喷淋式、水幕式、漩涡式（含文丘里型、水旋动力管型和漩涡型等多个）。它是喷漆室关键装置，直接影响喷漆室关键性能——漆雾捕集率（或称除尘埃效率）。
（三）烘干设备
涂料固化方法有很多个，通常分为三类：自然固化、加热固化和辐射固化，常见固化设备以下。
1、热风循环固化设备
热风循环固化机理是应用对流传热原理对工件涂层进行加热固化，它以热空气为载体。它特点是加热均匀、适用面广、设备庞大、防尘要求高等。热风循环固化设备通常按加热空气介质方法分为直接加热和间接加热两种形式。直接加热是将燃油或燃气在燃烧室中燃烧所产生高温空气送往混合室，和来自烘干室循环空气混合，然后送往烘干室加热工件涂层使之固化，其热效率高、但气体不纯净。间接加热烘干室是利用热源加热空气，经过循环风机在烘干室进行循环，加热工件涂层，其热效率低，空气纯净。
热风循环固化设备通常由烘干室室体、加热器、空气幕和温控系统等组成。
2、远红外辐射固化设备
远红外辐射固化设备关键由烘干室室体、辐射加热器、空气幕和温控系统等组成。常见辐射加热器有电热式和燃气式两类，电热式辐射加热器又分为旁热式、直热式和半导体式三种。
3、紫外光固化设备
紫外光固化设备是专供光固化涂料固化用紧外线发射装置。紫外线照射设备由光源、反射板、灯具、电源装置、冷却装置、传感器等组成。
（四）水帘柜
水帘柜能把喷漆时剩下漆沫直接打在水箱里或水帘板上，同时使喷漆时产生废气及少许漆沫经过多层过滤后经过排风机排放到室外，从而起到净化工作环境作用。
（五）自动喷涂线设备
自动喷涂线是指由喷涂、烘干等设备组合而成自动完成生产喷涂生产线，它能够降低涂料浪费，有利于废气集中搜集处理，同时可大大提升生产效率。
3.3机电行业涂装使用涂料
（一）电子塑胶件涂装常见涂料
现在塑料种类关键有聚烯烃、PS、ABS、PC、PMMA、聚酰胺和聚醚塑料等。其中，聚烯烃、ABS 和PS 塑料应用最为广泛。因为不一样塑料底材结构、极性有很大差异，所以不一样塑料底材要选择不一样涂料体系。
表3-1 不一样塑料底材对应涂料体系
塑料类别
特点
所用涂料类型
PE
耐药品、耐溶剂、比重轻、
耐磨、电气特征好
丙烯酸系、环氧、聚氨酯、氯
化聚烯烃系
PP
耐药品、耐溶剂、比重轻、
耐磨、电气特征好
丙烯酸系、环氧、聚氨酯、氯
化聚烯烃系
PVC
难燃、耐候、耐药品、电
绝缘
丙烯酸系、聚氨酯、氯化聚
烯烃系
PS
刚性、透明、不结晶、加
工性好、电绝缘
丙烯酸系、聚氨酯、过氯乙烯
ABS
机械强度高、加工性好、
注塑成型性佳
丙烯酸系、环氧、聚氨酯
PMMA
透明、耐候、表面硬度高、
电气特征好
丙烯酸系、硝基
PC
透明、耐热、电气特征好、
耐冲击
双组分聚氨酯、丙烯酸系有
机硅
PET
长久耐热、耐磨、耐冲击、
耐疲惫、表面光泽度高
聚酯、聚氨酯
PPO
强韧、耐燃、耐久性好
丙烯酸系、聚氨酯
塑胶件涂装使用涂料应含有以下性质：
①涂料对塑料底材必需有良好结协力；②涂料不能过分溶蚀塑料表面；③涂料应含有一定硬度和韧性，以克服涂料日常磨损；④依据塑料底材需要配置性能各异、色彩鲜艳、丰满光亮、耐候性强涂料；⑤施工方便，常温自干，干燥速率要适宜，且能掩盖塑料制品成型过程中所产生小缺点。
要使涂膜和塑料底材有良好附着力，涂料充足润湿底材同时，涂料中溶剂对塑料要有轻微溶解，使涂料和塑料表面有一个互溶层，这么就使涂料和底材结合在一起，产生良好附着力。但涂料也不能过分溶蚀塑料底材表面，不然塑料底材表面会凸凹不平，漆膜起皱，流平性不好，外观难看。
溶剂型涂料使用过程中，溶剂大量挥发，影响生产人员健康安全同时，也污染了大气环境。
（二）金属件涂装常见涂料
金属件表面涂装使用涂料有：天然高分子涂料、合成树脂涂料（如聚氨酯涂料、丙烯酸酯涂料、醇酸树脂涂料、氨基树脂涂料）等，具体涂料选择将依据金属件材质及市场用户需求进行确定，通常使用溶剂型涂料居多，故而会产生污染大气环境挥发性有机物。
3.4涂料低挥发相关技术
涂料低挥发相关技术关键包含使用低挥发性涂料、采取低VOCs工艺、设备等方面，本节只对相关技术进行汇总，各技术具体情况见<附录1：机电行业涂料低挥发技术推荐>。
涂装过程中低挥发改造相关技术汇总情况见表3-2。
表3-2 涂装过程中低挥发改造相关技术汇总
类别
改造技术种类
低挥发性涂料使用
使用粉末涂料
使用水性涂料
使用UV涂料
使用高固分涂料
采取低VOCs涂装工艺
静电喷漆
电泳涂装
采取低VOCs涂装设备
喷漆室封闭化设计
改善喷枪
实现设备自动化

第4章 机电行业有机溶剂清洗
4.1清洗剂分类
清洗剂依据含水量，能够大致将其分为有机溶剂清洗剂、水基清洗剂及半水基清洗剂三种类型。
（一） 有机溶剂清洗剂 有机溶剂清洗剂关键是指成份中不含有水有机类溶剂，多以烃类(石油类)、氯代烃、氟代烃、溴代烃、醇类等作为清洗主体。有机溶剂关键用于溶解部分不溶于水物质( 如油脂、蜡、树脂、橡胶、染料等)和多个有机类污垢，其特点是在常温常压下呈液态，流动性好，粘度也较小，含有较大挥发性，清洗过后在物质表面残留较少，在溶解过程中，溶质和溶剂性质均无改变。因为有机溶剂易挥发进入环境中，不仅污染了空气，又含有脂溶性，轻易对人体造成毒害作用，所以多年来探索研发低挥发、低毒性有机溶剂清洗剂为研究人员研究方向。
有机溶剂清洗剂清洗机理是经过和有机污垢相同相溶方法让污垢溶解从而剥离物体表面，清洗剂本身性质较为稳定，不会因为其它一些原因影响而改变溶解性质，清洗条件温和，工艺步骤简单方便，含有很高清洗效率，不过因为本身可燃性又限制了它使用范围，含有一定操作危险性，挥发性大，毒性较高，对环境污染和人体健康全部有一定威胁，经济上因为有机溶剂本身价格昂贵，废液处理回收上也价格不菲，愈加限制了它批量应用，只能用在部分需要高级清洗作业情况。
（二） 水基清洗剂 早期水基清洗剂关键是部分碱性较强无机碱或无机盐，如氢氧化钠、碳酸钠、硅酸盐、磷酸盐等。这类清洗剂因为成份单一、碱性强，清洗工艺简单，存在很大不足，现在应用已经不多。现在使用最多也发展最快是以表面活性剂为主，结合部分化工助剂水基金属清洗剂。
水基清洗剂清洗机理不仅利用了水本身就是良好极性溶剂特点，还经过表面活性剂改变表面张力对有机污垢进行乳化渗透降低污垢对物体附着力从而达成洗脱效果，和有机溶剂清洗剂相比，水基清洗剂稳定性要差些，在部分条件下乳化渗透能力会发生改变，清洗效果也会受到牵连，所以在进行清洗时候需要确保清洗条件适宜，另外在稍微加热条件下能够提升清洗效果，不过清洗工艺较为复杂，需要进行多步操作，清洗效果也比有机溶剂要稍差些，不过在安全性和环境影响性和人体健康方面水基清洗剂全部要比有机溶剂清洗剂表现得愈加友好，在经济成本上也较为低廉，适合一般大众化清洗作业，废液处理方面则需要部分特殊处理，不过伴随生物易降解成份出现处理费用也会越来越廉价。
（三） 半水基清洗剂 半水基清洗剂和有机溶剂清洗剂不一样是其向有机溶剂中加入了水和表面活性剂。其清洗机理包含了表面活性剂水基清洗剂和溶剂清洗剂结合机理。半水基清洗剂既保持了原溶剂型清洗剂对油污清洗力强，对基体润湿渗透好优点，又提升了对水性污垢去除能力，和有机溶剂清洗剂相比，拓展了在无机污垢方面清洗能力。因为水加入，提升了清洗剂闪点，降低了挥发性，提升了原溶剂安全性，应用范围更广泛。
半水基清洗剂综合了有机溶剂清洗剂和水基清洗剂清洗机理，也是因为成份复杂化缘故，使得半水基清洗剂稳定性是三者中最差，清洗条件和清洗工艺全部综合了前两种清洗剂特点，适用范围较广，而且在克服了对应安全隐患同时保持了很高清洗效率，降低了对环境影响和人体健康威胁，集中了前两种清洗剂优点，不过半水基清洗剂经济成本也较高，处理费用也较大，限制了它普遍推广使用。
综上，因为清洗对象不一样，污垢性质及沾污程度不一样，清洗作业环境条件不一样，清洗后对表面缓蚀或防锈要求也不一样，所以，选择清洗剂应对具体条件进行分析，择优综合选择。
4.2机电行业包含有机清洗工序介绍
有机清洗剂在电子制造行业中关键应用于PCB线路板集成、LCD、半导体硅片、LCM模块、电脑主板、显卡、微型马达、LED等。
在电子制造业中，清洗是很关键步骤。清洗根本是否直接影响到该电子产品可靠性及使用寿命。比如：SMT线路板清洗，假如污染物清洗不根本，就会腐蚀元件及电路、造成电接触不良、漏电，后果不堪设想。
电子行业包含电子产品众多，且包含生产过程中有机清洗工序也很之多，结合深圳市产业结构等原因，本节我们选择印刷电路板装配（PCBA）和液晶显示器（LCD）生产过程中有机清洗作为代表性工序进行关键介绍。
4.2.1印刷电路板装配（PCBA）
伴随现代电子产品快速地向短、小、轻和薄等方向发展及产品复杂程度提升，在电子制造工艺过程中引入了越来越多非极性污染物（松香/树脂和油等）、极性污染物（助焊剂活性剂和盐等）及颗粒状污染物，假如这些污染物得不到立即有效清除，会直接造成印制板和元器件表面漏电、短路、断路或形成腐蚀造成失效，肯定会影响到工艺顺利实施或产品质量和可靠性。所以，必需在工艺实施很多步骤导入清洗工序，使用清洗剂及配套清洗设备。
表面贴装技术（SMT）和双列直插式封装技术（DIP封装）全部是在PCB板上集成零件方法，其关键区分是SMT不需要在PCB上钻孔，在DIP需要将零件PIN脚插入已经钻好孔中。
（1）表面贴装技术（SMT）
表面贴装技术（SMT），是Surface Mount Technology缩写。表面贴装技术（SMT）工艺步骤以下：
锡膏印刷--> 检测-->零件贴装-->检测--> 回流焊接(采取热风回流焊进行焊接)--> 检测--> 维修--> 分板(手工或分板机进行切板)
锡膏印刷：将锡膏呈45度角用刮刀漏印到PCB焊盘上，为元器件焊接做准备。所用设备为印刷机（锡膏印刷机），在SMT生产线最前端。
零件贴装：将表面组装元器件正确安装到PCB固定位置上。所用设备为贴片机，在SMT生产线中印刷机后面。
回流焊接：将焊膏融化，使表面组装元器件和PCB板牢靠焊接在一起。所用设备为回流焊炉，在SMT生产线中贴片机后面，对于温度要求相当严格，需要实时进行温度量测。
AOI光学检测：对焊接好PCB板进行焊接质量检测。所使用到设备为自动光学检测机（AOI），位置依据检测需要，能够配置在生产线适宜地方，有在回流焊接前，有在回流焊接后。
维修：对检测出现故障PCB板进行返修。所用工具为烙铁、返修工作站等。配置在AOI光学检测后。
分板：对多连板进行切分，使之分开成单独个体，通常采取V-cut和 机器切割方法。
工艺步骤中存在有机溶剂清洗造成VOCs产生工序有：回流焊接后清洗、维修过程中手工焊接后有机清洗、印刷钢网清洗等。
（2）双列直插式封装技术（DIP封装）
DIP封装，是dual inline-pin package缩写，也叫双列直插式封装技术、双入线封装。指采取双列直插形式封装集成电路芯片，绝大多数中小规模集成电路均采取这种封装形式，其引脚数通常不超出100。
DIP封装工艺步骤为：插件-->波峰焊-->装配-->焊接维修。
其中波峰焊和焊接维修均存在后续有机清洗，从而造成有机溶剂挥发和VOCs产生、排放。
（3）印刷电路板装配（PCBA）工艺实例
以深圳市某大型通讯设备制造企业为例，其生产内容中即包含印刷电路板装配（PCBA）完整步骤。
该企业印刷电路板装配工艺步骤及VOCs产生步骤以下：
1）钢网室：钢网清洗设备使用有机溶剂，产生VOCs；
2）SMT工序：上板—印锡（钢网有机清洗产生VOCs）—AOI印锡检测—贴片—AOI贴片检测—SMT回流焊（焊后有机清洗产生VOCs）—AOI检测—维修（手工焊接清洗产生VOCs）；
3）插件封装：插件—波峰焊（焊后有机清洗产生VOCs）—装配—波峰焊炉后焊接维修（手工清洗产生VOCs）—托盘有机清洗产生VOCs。
据现场调研和数据统计，该企业印刷电路板装配（PCBA）工序上使用有机清洗剂种类和数量见下表：
表4-1 某电子企业印刷电路板装配中清洗剂使用情况
序号
清洗剂名称
年 用 量
单位
关键成份
使用步骤
1
钢网清洗剂
52260
L
直链烷烃、异丙醇、酮类、酯类
钢网室清洗钢网
2
工业酒精
29277
L
乙醇
印刷机
3
无铅手机维修用清洗剂
1235
L
丙烷、丙酮
炉后维修单板
4
化学纯酒精
130
L
化学纯乙醇
手机线维修单板清洗
5
微波清洗剂
740
L
——
单板清洗
6
助焊剂清洗剂
9000
L
正构烷烃、醇醚
设备保养
7
精密电子仪器清洗剂
989
L
石油精馏脱芳烃溶液
设备保养
8
专用炉膛清洗剂
310
kg
溶剂、表面活性剂等
设备保养
9
水基清洗剂
2600
L
N,N-二甲基乙醇胺
清洗托盘、清洗红胶
由表4-2我们能够看出，该企业印刷电路板装配生产过程中钢网清洗剂、工业酒精、助焊剂清洗剂使用数量较大，分别为52260 L、29277 L、9000 L，故而会造成数量较大VOCs产生和排放。但其次，值得一提是2600 L水基清洗剂使用降低了有机溶剂使用带来不利环境影响。
4.2.2液晶显示器（LCD）
液晶显示器，简称LCD（Liquid Crystal Display），为平面超薄显示设备，它由一定数量彩色或黑白像素组成，放置于光源或反射面前方。它关键原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管组成画面。
液晶显示器件是本世纪初最有活力电子产品之一，因为LCD含有低工作电压、微功耗、体积轻薄、易于实现画面显示、全色显示性能优良等特点已被公认为是媒体时代关键器件。LCD开发和发展大大扩展了显示器应用范围，使显示便携化成为可能，应用个人化成现实。
液晶显示器生产步骤通常为：ITO图形形成-->取向涂布-->空盒制作-->后段处理（灌晶、封口、电测、贴片等）。
1）ITO图形形成：经过光刻、显影、酸刻等步骤形成ITO 图形。
2）取向涂布：在蚀刻完成ITO 玻璃表面涂覆取向层，并用特定方法对限向层进行处理，以使液晶分子能够在取向层表面沿特定方向取向排列。
3）空盒制作：把两片导电玻璃对叠，利用封接材料贴合起来并固化，制成间隙为特定厚度玻璃盒。
玻璃基板清洗：为确保产品质量，生产过程中玻璃基板必需要经过清洗工序。玻璃基板上污染物，关键来自制造工艺过程．和玻璃基板搬运、包装、运输、储存过程。关键污染物有尘埃粒子、纤维纸屑、矿物油和油脂等油垢、氧化硅等无机颗粒、制备加工过程残留物、水迹、手指印等。清除玻璃基板目标，首先是要去除污染物避免对性能造成不良影响．其次也能够起到改善玻璃基板表面性能。增加其和加工过程中使用多种材料之间亲和力。使涂在玻璃基板上多种加工材料和玻璃基板有良好接合性从而确保工艺制作精度，有利于加工过程顺利完成。
液晶盒清洗：在玻璃基板上各项加工工艺完成后，要向用黏合胶黏合好液晶盒中注射液晶材料，现在多采取减压注入方法加入液晶，因为在减压加注过程中因为狭缝间毛细管作用，在注入口周围尤其是在封口胶外侧会残留部分外溢液晶材料，在液晶盒四面围缘也会有部分残留液晶，因为不可能完全确保液晶涂层不泄漏，所以在液晶盒装配完成后，还必需进行清洗，以清除掉灌装液晶时泄漏出液晶和沾污表面灰尘、指印等污染物。充足洗净液晶盒就能够避免因为残留液晶造成电极接触不良，电路断路、短路等弊病。也使液晶显示器性能品质得到愈加好确保。因为液晶材料是一个特殊有机化合物，对清洗剂有较特殊要求，同时液晶盒两片玻璃之间狭缝较小，通常只有5-10μm，所以只有对液晶材料有很好溶解能力，且玻璃基板润湿渗透能力较强清洗剂才能取得很好清洗效果。所以选择好适宜清洗剂和清洗工艺条件是液晶盒清洗成败关键。
液晶显示器生产过程大量有机清洗剂使用和挥发，造成了VOCs大量产生和排放，对大气环境造成了不利影响。
4.3清洗剂低挥发相关技术
电子制造业有机溶剂清洗剂会造成VOCs产生和排放，故而有必需寻求对有机溶剂洗涤剂替换，降低有机溶剂挥发和VOCs产生，降低对环境和人类健康影响。清洗剂低挥发替换方向关键有以下两类：
（1）使用水基清洗剂、半水基清洗剂来替换有机溶剂清洗剂；
（2）研制免洗型产品，降低排放VOCs溶剂使用。
有机清洗剂低挥发技术具体情况见<附录2：机电行业有机清洗剂低挥发技术推荐>。

第5章 VOCs废气末端治理技术
常见VOCs废气处理方法有活性炭吸附法、直接燃烧法、催化燃烧法、生物降解法、冷凝法、膜分离法、低温等离子体法、光催化氧化法等，下面对多个常见方法进