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Veröffentlicht
03.06.2021.

Was sind VOC in dekorativen Farben?

Veröffentlicht Do., 03.06.2021 - 13:11

Einführung

Heute ist der Schutz der Umwelt und der menschlichen Gesundheit von den angestrebten politischen Zielen zu einem Teil unseres täglichen Lebens geworden. Eine Möglichkeit, die Luftqualität zu verbessern und Umweltschäden zu reduzieren, ist die Wahl von Dekorationsfarben mit niedrigem VOC-Gehalt und ähnlichen Produkten. Fachleute aus der Farbindustrie, Designer, Maler und sogar Familien, die Dekorationsfarbe für ihr DIY-Projekt für Kinderzimmer kaufen, können zur Begrenzung der VOC-Emissionen beitragen. Der nächste Schritt, nachdem Sie sich der VOC-Auswirkungen bewusst sind, ist das Treffen fundierter Entscheidungen.

  • Dieser Blogbeitrag gibt einen Einblick in folgende Themen:
  • Was ist eine umfassende Definition der VOC?
  • Welche Auswirkungen haben VOC auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt im Allgemeinen?
  • Wie werden die VOC-Emissionen in den in der Europäischen Union vermarkteten Lackprodukten geregelt?
  • Was sind die Hauptvorteile der VOC-Reduktion und wie kann sie erreicht werden?

Was ist VOC und warum ist es wichtig?

VOC ist einer der am häufigsten verwendeten Begriffe in der Farben- und Beschichtungsindustrie und reicht vom VOC-Gehalt über niedrige VOC bis hin zu null VOC. Dass VOC eine Abkürzung für flüchtige organische Verbindung ist, ist allgemein bekannt (oder mit einigen Klicks zu finden). Ohne solide Kenntnisse in Chemie ist es jedoch immer noch nicht leicht zu verstehen, was VOCs wirklich sind und warum ihnen so viel Aufmerksamkeit geschenkt wird.

Wissenschaftliche Artikel:

Erstens gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Grenzen und Eigenschaften von VOC zu definieren, z. B. basierend auf dem Dampfdruck (> 10 Pa bei 20 °C), dem Siedepunkt (< 250 °C oder 280 °C) oder dem Potenzial zur Bildung photochemischer Oxidationsmittel. Jeder dieser Ansätze hat seine eigenen Vorzüge und Unterstützer. Allerdings ist zu beachten, dass eine Siedepunktgrenze von 250°C wichtige koaleszierende Lösungsmittel mit Siedepunkten > 250°C ausschließt. Wenn der Fokus auf Dekorationsfarben liegt, fallen daher alle flüchtigen organischen Verbindungen, die in Dekorationsfarben verwendet werden, unter diese Definition aus der im Auftrag der Europäischen Kommission erstellten Studie:

VOC sind alle organischen Verbindungen, die in Farben verwendet werden oder mit dem Auftragen von Farben verbunden sind, die einen Anfangssiedepunkt von weniger als 280 °C haben.“ (a)

Die VOCs sind nämlich Chemikalien, die während des Auftragens und Aushärtens von Farben leicht verdunsten. Ihr Hauptzweck ist es, als Medium zu fungieren, das hilft, die Farbe auf die Oberfläche zu übertragen und den Farbfluss zu unterstützen. Sobald die gewünschte Farbe aufgetragen ist, verdunstet der Träger und hinterlässt eine feste Beschichtung.

Weitere wichtige Merkmale der VOCs sind ihre Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt.

Flüchtige organische Verbindungen sind giftige Chemikalien, die leicht in die Luft verdunsten und sich in der Innenumgebung ansammeln, in der Sie atmen. VOCs können auch in die Atmosphäre entweichen und Smog bilden. (B)

Auswirkungen auf die Gesundheit Wenn diese Chemikalien eingeatmet werden, insbesondere über einen längeren Zeitraum, kann dies zu ernsthaften Gesundheitsproblemen führen. Je nach Dauer und Intensität der Einwirkung können es Reizungen der Augen und Atemwege, Übelkeit, Schwindel oder schwerwiegendere Erkrankungen wie Herz-, Lungen- oder Nierenschäden bis hin zu Krebs sein. Wie bei vielen anderen Chemikalien, junges KindÄltere Menschen und ältere Menschen könnten am stärksten unter den schädlichen Auswirkungen der VOCs leiden, ebenso wie Menschen mit chemischen Empfindlichkeiten oder geschwächten Atmungs- oder Immunsystemen.

Umweltauswirkungen VOCs sind neben Stickoxiden (NOx), Kohlendioxid (CO2), Schwefeloxiden (SOx) usw. einer der Hauptluftschadstoffe. Berücksichtigt man, dass VOCs aus der trocknenden Farbschicht verdunsten sollen, ist dies der Fall leicht verständlich, dass sie in der Troposphäre, der untersten Schicht der Erdatmosphäre, landen. Gemäß der oben genannten Definition der VOCs umfasst dies solche Substanzen wie Lösungsmittel, Co-Lösungsmittel, Koaleszenzmittel, Monomere und andere mögliche flüchtige Zusatzstoffe, einschließlich Biozide.

Verweise: a) Studie zum Potenzial zur Verringerung der Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) durch die Verwendung von dekorativen Farben und Lacken für den gewerblichen und nicht gewerblichen Gebrauch; b) Neue Lackformulierungen bieten weniger VOC: Link .

Die jüngere Geschichte der VOC-Verordnungen in der Europäischen Union

In der Europäischen Union zielt die Richtlinie 2004/42/EG zur Begrenzung der Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen aufgrund der Verwendung organischer Lösungsmittel in bestimmten Farben und Lacken und Produkten zur Fahrzeugreparaturlackierung, die auch als „Farbrichtlinie“ bekannt ist, darauf ab Begrenzung des Gesamtgehalts an VOC aufgrund der Verwendung organischer Lösungsmittel in bestimmten Farben und Lacken sowie Produkten zur Fahrzeugreparaturlackierung. Dies würde die Luftverschmutzung durch den Beitrag von VOC zur Ozonbildung in der Troposphäre verhindern oder verringern.

Die Richtlinie legt die technischen Spezifikationen für bestimmte Farben und Lacke (außer Aerosole) und Produkte zur Fahrzeugreparaturlackierung fest. Dies sind hauptsächlich Beschichtungen, die auf Gebäuden oder ähnlichen Strukturen und Fahrzeugen aufgebracht werden. Die vollständige Liste dieser Produkte ist in Anhang I der oben genannten Richtlinie enthalten. Darüber hinaus wird die Richtlinie durch die Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 über die Kennzeichnung chemischer Stoffe und Zubereitungen ergänzt. Sie legt den EU-Ländern die Verantwortung dafür sicherzustellen, dass die unter die Verordnung fallenden Produkte nur vermarktet werden, wenn ihr VOC-Gehalt die in Anhang II der Richtlinie festgelegten Grenzwerte (von 30 bis 750 Gramm/Liter ( g/l) für Farben und Lacke) und den Kennzeichnungsvorschriften entsprechen. Das Etikett muss angeben:

  • die Unterkategorie des Produkts und die relevanten VOC-Grenzwerte in g/l;
  • der maximale VOC-Gehalt in g/l für das Produkt im gebrauchsfertigen Zustand.

Anhang II der Richtlinie 2004/42/EG enthält auch eine Liste mit Grenzwerten für den VOC-Gehalt von Produkten zur Fahrzeugreparaturlackierung.

2008 hat die Europäische Union Umweltzeichenkriterien eingeführt. Die Lackprodukte, die diesen Kriterien entsprechen, können das EU Ecolabel erhalten. Diese Kriterien wurden im Jahr 2014 hinsichtlich der VOCs aktualisiert. Die aktuelle Version des EU-Umweltzeichens für Innen- und Außenfarben und -lacke erfüllt Kriterien, die Folgendes garantieren:

  • Minimierter Gehalt an gefährlichen Stoffen;
  • Reduzierter Gehalt an flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs): xg/l;
  • Gute Leistung für den Innen- (und) oder Außeneinsatz.

Die Europäische Kommission hat im Jahr 2018 „EU-Kriterien für die umweltfreundliche öffentliche Beschaffung (GPP) für Farben, Lacke und Straßenmarkierungen“ eingeführt. Die Entwicklung von EU-GPP-Kriterien soll Behörden dabei helfen, sicherzustellen, dass die von ihnen benötigten Waren, Dienstleistungen und Arbeiten so beschafft und ausgeführt werden, dass die damit verbundenen Umweltauswirkungen reduziert werden. Die Kriterien sind dabei so formuliert, dass sie, sofern dies von der jeweiligen Behörde als sinnvoll erachtet wird, mit mini in ihre Ausschreibungsunterlagen integriert werden könnenschlechte Bearbeitung. (D)

Da Dekorationsfarben und andere Farbprodukte Waren sein können, die in die öffentliche Beschaffung einbezogen werden können, war es notwendig, GPP-Kriterien für Farbprodukte zu definieren und so die Verwendung von Produkten zu fördern, die:

  1. während ihres Lebenszyklus geringere Auswirkungen auf die Umwelt haben;
  2. von hoher Qualität sind (gute Leistung und lange Haltbarkeit);
  3. enthalten eine begrenzte Menge an gefährlichen Stoffen und VOCs. Hohe Qualitäts- und Leistungsstandards der Farbe sind erforderlich, um die Langlebigkeit des Produkts zu gewährleisten und auf diese Weise zu einer erheblichen Verringerung der Auswirkungen des gesamten Lebenszyklus der Farbe beizutragen. Die vorgeschlagenen EU-GPP-Kriterien sollten bei einer Bewertung unter Lebenszykluskostengesichtspunkten keine erheblichen Kostensteigerungen für den öffentlichen Auftraggeber mit sich bringen (z. B. niedrigere Gesamtkosten aufgrund besserer Haltbarkeit und seltenerer Notwendigkeit eines Neuanstrichs). (e)

Tisch Nr.1

Produktbeschreibung (mit Unterkategoriebezeichnung gemäß Richtlinie 2004/CE/42)

VOC-Grenzwerte aus Richtlinie 2004/42/EG

(g/l inkl. Wasser)

VOC-Grenzwerte in der EU Ecolabel-Entscheidung von 2008

(g/l inkl. Wasser)

VOC-Grenzwerte in der EU Ecolabel-Entscheidung von 2014

(g/l inkl. Wasser)

VOC-Grenzwerte 2018 GPP-Kriterien

(g/l inkl. Wasser)

Mattierte Wände und Decken im Innenbereich (Glanz <[email protected]°)

30

fünfzehn

10

10

Glänzende Innenwände und -decken (Glanz >25 bei 60°)

100

60

40

40

Außenwände aus mineralischem Untergrund

40

30

25

25

Innen-/Außenverkleidungs- und Verkleidungsfarben für Holz und Metall

130

90

80

80

Lacke und Holzbeizen für Innenverkleidungen, einschließlich deckender Holzbeizen

130

75

65

65

Lacke und Holzbeizen für Außenverkleidungen, einschließlich deckender Holzbeizen

130

90

75

75

Innen- und Außenholzbeizen mit minimalem Aufbau

75

50

50

Primer

30

fünfzehn

fünfzehn

fünfzehn

Bindeprimer

30

fünfzehn

fünfzehn

fünfzehn

Einkomponenten-Leistungsbeschichtungen

140

100

80

80

Reaktive Zweikomponenten-Leistungsbeschichtungen für spezifische Endanwendungen wie Fußböden

140

100

80

80

Beschichtungen mit dekorativen Effekten

200

90

80

80

Rostschutzfarben

-

80

80

80

Verweise: c)http://publications.europa.eu/resource/cellar/200f0d4f-1aa3-11ea-8c1f-01aa75ed71a1.0001.02/DOC_1 ; d)https://susproc.jrc.ec.europa.eu/product-bureau/product-groups/461/home ; e) Entwicklung der EU Green Public Procurement (GPP) Kriterien für Farben, Lacke und Straßenmarkierungen, Technischer Bericht mit endgültigen Kriterien. Renata Kaps, Nicholas Dodd (JRC).

Die Vorteile der VOC-Reduktion

VOCs wurden als Substanzen mit negativen Auswirkungen identifiziert, darunter gesundheitliche Auswirkungen, globale Erwärmung, Abbau der Ozonschicht, Verschlechterung der Fauna und Flora.

Sich nach Abschluss des DIY-Kinderzimmer-Projekts nicht wohl zu fühlen, bedeutet wahrscheinlich nicht, nur zu viel zu arbeiten, da viele VOCs, die in Dekorationsfarben verwendet werden, kurz- und langfristige gesundheitliche Auswirkungen haben (f) . Verschiedenen Forschungsstudien zufolge können VOC-Emissionen zu Augen-, Nasen- und Rachenreizungen, Kopfschmerzen und Koordinationsverlust führen. Andere schwerwiegendere Reaktionen auf VOC-Exposition über einen längeren Zeitraum sind Schäden an Leber, Niere und zentralem Nervensystem. Außerdem stehen einige der VOCs im Verdacht, krebserregend zu sein. Es lohnt sich also darauf zu achten, ob die Farbe ein EU-Ecolabel oder ein ähnliches Gütesiegel trägt, das auf einen reduzierten VOC-Gehalt hinweist.

Der Wechsel zu dekorativen Anstrichprodukten mit niedrigen VOC- und sogar null VOC-Werten hat direkte Vorteile für die Umwelt und führt zu einer Verringerung der bodennahen Ozonkonzentrationen. Wie in den vorangegangenen Abschnitten erwähnt, spielen die VOCs eine bedeutende Rollebei der Ozonbildung in der Troposphäre. Unter Sonnenlicht reagieren VOC mit Stickoxiden, die hauptsächlich von Fahrzeugen, Kraftwerken und Industrietätigkeiten emittiert werden, um Ozon zu bilden, das wiederum zur Bildung von Feinstaub beiträgt. Die Ansammlung von Ozon, Feinstaub und anderen gasförmigen Schadstoffen führt zu Smog, der die Sicht beeinträchtigt. Das Wirtschaftswachstum in urbanen Räumen geht mit einer verstärkten Bildung dieser Schadstoffe einher und verstärkt damit das regionale Smog-Phänomen. Smog ist besonders stark bei starker Sonneneinstrahlung und stagnierendem Wetter, z. B. einem aufziehenden Taifun oder den im Herbst häufigen Nordwinden (k) . Zu den potenziellen Vorteilen für die Umwelt, die mit der Senkung der bodennahen Ozonkonzentrationen verbunden sind, gehören Verringerungen des Potenzials der folgenden ozonbezogenen Auswirkungen (h) :

  • Menschliche Gesundheit - Verringerung der akuten Mortalität und Morbidität;
  • Menschliche Gesundheit - Verringerung der chronischen Mortalität und Morbidität;
  • Verringerung der Ernteschäden;
  • Reduzierung von Materialschäden (z. B. Lack, Gummi, Textilien); und
  • Verringerung der Schäden an Wäldern und Ökosystemen.
Verweise: f) Weitere Einzelheiten finden Sie in einem Abschnitt von „An Introduction to Indoor Air Quality (IAQ) – Volatile Organic Compounds (VOCs)“, online verfügbar auf der Website der US-Umweltschutzbehörde: Link . g) Entwicklung der EU-Kriterien für grüne öffentliche Beschaffung (GPP) für Farben, Lacke und Straßenmarkierungen, Technischer Bericht mit endgültigen Kriterien. Renata Kaps, Nicholas Dodd (JRC) h) Europäische Kommission, Reducing VOC emissions from the Vehicle Refinishing Sector. Abschlussbericht. August 2000 k)Flüchtige organische Verbindungen und Smo g: Link .

Wie kann man VOCs in dekorativen Anstrichprodukten reduzieren?

Die Farben- und Lackindustrie ist sich der negativen Auswirkungen von VOC auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt bewusst und arbeitet daran, alternative Lösungen für Dekorationsfarbenprodukte zu finden, die die EU-Umweltziele erfüllen. Die aktuellen Branchentrends heben 3 Hauptbereiche hervor, die es ermöglichen, signifikante VOC-Reduktionen zu erreichen:

1. Umstellung von lösemittelbasierten auf wasserbasierte Produkte Durch die Umstellung von lösemittelbasierten auf wasserbasierte Lacke bieten sich viele Vorteile sowohl für Industrielacke als auch für Lacke im Holzbereich. Obwohl kurzfristig lösemittelbasierte Produkte eine einfachere Option erscheinen können, da sie während der Aushärtungsphase geringere Temperatur- und Feuchtigkeitsanforderungen haben, bieten die wasserbasierten Produkte langfristige Vorteile wie einen geringeren CO2-Fußabdruck, die Einhaltung der neuesten Umweltvorschriften und vieles mehr geringere Risiken für die menschliche Gesundheit.

2. Erhöhung des Feststoffgehalts (High Solids) Durch Änderung des Anteils verschiedener Farbkomponenten ist es möglich, das Finish und die Qualitäten der dekorativen Farbe zu ändern. Im Vergleich zu den Low-Solid-Farben mit einem durchschnittlichen Feststoffgehalt von 25 % und einem Lösungsmittelgehalt von 60 % übersteigt der Feststoffgehalt in den High-Solid-Farbprodukten 60 %, was zu geringeren Mengen an VOC pro Liter Flüssigfarbe führt.

3. Verwendung von Pulverbeschichtungen anstelle von Flüssigfarben Der Hauptvorteil der Pulverbeschichtung besteht darin, dass sie keine VOC enthält. Darüber hinaus ist es möglich, dickere Pulverlackschichten ohne Ablaufen oder Verlaufen aufzutragen, und sie sind weniger anspruchsvoll in Bezug auf die Aushärtungsbedingungen.&nbsp;

Ressourcen für VOC in dekorativen Farben:

  • Die Farbenrichtlinie: Link .
  • Projekt-Website für eine Studie, bereitet den Boden für EU Ecolabel-Kriterien: Link .
  • Kriterien für das EU-Ecolabel: Link .
  • EU-Kriterien für umweltorientierte öffentliche Beschaffung: Link .
  • EPA, Auswirkungen flüchtiger organischer Verbindungen auf die Raumluftqualität: Link .

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Es ist allgemein bekannt, dass VOCs giftige Chemikalien sind, die in dekorativen Anstrichprodukten verwendet oder mit dem Auftragen von Anstrichen in Verbindung gebracht werden. Sie verdunsten leicht, was negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit hat und zur Luftverschmutzung beiträgt.

Auf EU-Ebene ist die „Farbrichtlinie“ das wichtigste Dokument, das speziell darauf abzielt, den Gesamtgehalt an VOC aufgrund der Verwendung organischer Lösungsmittel in bestimmten Farben und Lacken und Produkten zur Fahrzeugreparaturlackierung zu begrenzen. Darüber hinaus gehören Farben und Lacke für den Innen- und Außenbereich zu den Produkten, die mit dem EU-Ecolabel ausgezeichnet werden können, wenn sie bestimmte Umweltkriterien erfüllen.

Somit verringert der Wechsel zu dekorativen Anstrichprodukten mit VOC-armen und sogar VOC-freien Werten das Risiko von Gesundheitsproblemen und hat direkte Vorteile für die Umwelt und führt zu einer Verringerung der bodennahen Ozonkonzentrationen. Zu den wichtigsten Trends in der Farben- und Beschichtungsindustrie, um Lösungen zur Reduzierung von VOCs in Dekorationsfarben zu finden, gehören:

  1. Umstellung von lösemittelhaltigem auf wasserbasiertes Produkt;
  2. Erhöhung des Festkörpergehalts in den Lacken;
  3. Verwendung von Pulverbeschichtungen anstelle von Flüssiglacken.

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