2021技术进步一等奖丨溶剂型涂层VOCs排放源头替代技术与规模应用

导  读
 　　在16位院士、30多家提名机构和100余位提名和评审专家的大力支持下，2021年“环境技术进步奖”圆满完成，31个项目获得一等奖和二等奖。
 　　据不完全统计，2021年的获奖成果包括国际专利15项、发明专利471项、实用新型专利等其他知识产权550项；2018-2020年，相关产值高达500亿元，实现利润100亿元，充分体现了我国环境技术创新跑出的加速度。
 　　我会将陆续发布获奖项目简介，供社会各界人士参考。(注：所有发布材料均由获奖单位提供。)
 　　项目简介
 　　近年来，我国大气臭氧污染呈现快速上升和蔓延态势，多次出现大范围、长时间污染过程，成为制约空气质量持续改善的瓶颈之一。挥发性有机物(VOCs)作为形成臭氧的主要前体物，会严重危害人民健康和生态环境。目前，溶剂型VOCs排放占比已近50%，其中涂料和涂装的排放最为典型。溶剂型涂料使用过程中，VOCs排放源分散、浓度低、种类多、反应性强，致使传统后治理技术设备运行成本高、效率低。本项目立足VOCs源头替代，围绕水性涂料存在的核心树脂原料具有性能缺陷、水性成膜机制存在技术短板、涂层性能达不到溶剂型产品水平等科学问题和共性技术，进行了系统性创新研究，实现规模化生产并在典型行业推广应用。
 　　项目聚焦我国轨道车辆涂装、石油专用管道防锈等骨干制造业绿色升级和技术创新的迫切需求，经过多年合作研发，着力水性聚合物单体微观结构调控设计、纳米颗粒分散、有机-无机界面复合机制等核心技术创新，突破了水性树脂“软而不粘”等技术瓶颈，解决了水性涂层固化慢、耐冲击性差、防锈性能弱等共性问题，初步形成水性涂层系统技术创新体系，研制成功高性能水性涂料系列产品。完成世界首辆碳纤维轨道车辆、“复兴号”动车组及时速600公里磁浮车体的水性涂装应用；在石油管道行业内率先实现单组份水性涂层材料防锈规模化应用，在满足防护性能要求的同时VOCs减排90%以上。项目已经获得自主知识产权20余项，相关技术获国家知识产权局专利银奖、中国石油与化学工业联合会技术发明一等奖、中国颗粒学会科技进步一等奖等奖励，参与制定行业标准1项，制定企业标准6项。
 　　项目共计研发生产五大系列四十余种产品，建成2000-5000吨/年水性树脂生产线4条、5000吨/年水性涂料生产线4条，主要用户超过70家，产品累计销售35164吨，产值51493万元，实现利税10299万元，为传统溶剂型工业涂料的水性化替代奠定了技术积累和应用基础。
 　　挥发性有机物(VOCs)是PM2.5与臭氧污染协同治理的关键前体物，其减排技术研发和创新是大气污染防治领域的重大国家需求之一，符合国家环保规划与碳中和的战略部署。目前国内工业涂装行业仍以传统溶剂型涂料为主，其排放的VOCs种类复杂、化学反应性强、环境影响显著，排放量约占工业源排放总量的21%，并有逐步增加的趋势，成为城市大气污染防治的重点，其具有分布广、排放尾气总量大但浓度低、传统治理设备运行成本高效率低等特点，难以通过传统的净化设备进行有效治理。本项目通过研发绿色环保的高性能、低VOCs涂装材料产品，从源头上降低VOCs使用，在行业内产生积极成效。未来应在政策与相关法规的推动下，进一步推动环保技术的应用，促进生态质量的改善。
 　　结语
 　　为鼓励技术创新，建立以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的环境技术创新体系，经国家科学技术奖励工作办公室备案(社会科技奖励编号0299号)，中国环境保护产业协会于2018年设立了面向全国、面向产业的“环境技术进步奖”。该奖项聚焦环境应用技术成果，不授予环境学科基础研究、环境管理研究等软科学成果。
 　　欢迎各界环保人士，积极参与2022年度环境技术进步奖相关工作。
 　　原标题：2021技术进步一等奖 | 溶剂型涂层VOCs排放源头替代技术与规模应用—中国科学院过程工程研究所等