
为保护大气环境,国家标准化管理委员在2020年发布《GB38508-2020 清洗剂挥发性有机化合物含量限制》标准,针对各类(水基、半水基、有机溶剂型)清洗剂中的可挥发性有机物含量进行限制。随着标准和相关法规的施行和持续不断的行政督查,清洗剂产品将更趋向于低VOC、可回收等更加环保的方向发展。近些年我国的空气质量越来越差,大气污染问题受到了重要关注,其中可挥发性有机化合物(简称VOC)的大量排放是造成现阶段大气污染的主要因素之一。为提升空气质量,对各行业中VOC的排放管控势在必行。为规范各行业中可挥发性有机物VOC的含量,国家标准化管理委员会在2020年3月4号起陆续发布《GB 33372-2020 胶粘剂挥发性有机物限量》、《GB30981-2020工业防护涂料中有害物质限量》以及《GB38508-2020清洗剂挥发性有机化合物含量限制》,其中有关胶黏剂以及防护涂料的标准由旧版的更新为最新版本。最引人注目的为有关工业清洗剂的标准GB38508-2020标准的发布,由中华人民共和国工业和信息化部提出并归口,将于2020年12月1日起实施,属强制性国家标准。在标准大气压101.3KPa下,初沸点小于或等于250℃,参与大气光化学反应的有机化合物,或根据有关规定确定的有机化合物。将VOC的定义分为活泼性的可挥发性有机物,即会产生危害的挥发性有机物。从环保意义上说,挥发和参加大气光化学反应是十分重要的,不挥发或不参加大气光化学反应就不构成危害。VOC对环境的影响主要表现在该类易挥发性溶剂参与大气光化学反应,引发雾霾以及光化学烟雾,而且还会导致PM2.5 与O3 浓度变大,从而影响气候环境变化。影响气候环境变化。该类可挥发性有机物通常含有刺激性气味,通过呼吸进入人体,对健康的造成危害。当VOC达到一定浓度限制时,会引起头痛、恶心以及四肢乏力等症状,严重时甚至引发抽搐、昏迷,甚至会造成记忆力减退等严重后果,影响着人类的神经以及内脏器官。接触某些VOCs可能会导致某些类型的癌症,出生缺陷,白血病,中枢神经系统,或免疫系统损伤等疾病。
在GB38508-2020标准中,依据清洗剂的组成以及浓度主要分为水基清洗剂、半水基清洗剂、有机溶剂清洗剂。
清洗剂VOC含量及特定挥发性有机物限值要求

低VOCs含量半水基清洗剂的命名基准,同时满足:VOC≤100g/L,其它三类特定物质分别≤0.5%、0.5g/Kg、0.5%。
水基清洗剂
水基清洗剂由表面活性剂、助剂以及水等组分组成,助剂主要为各种有机或无机助剂、分散剂、消泡剂、防锈剂、助溶剂等。水基清洗剂中的VOC主要来源于表面活性剂或乳化剂等助剂中的小分子溶剂,因其含量很低(通常低于1%),因此在国标中将水基清洗剂的VOC含量控制在50g/L。半水基清洗剂
半水基清洗剂由水、表面活性剂、有机溶剂及助剂等成份组成的稳态或亚稳态的溶液,终端使用时通常需要采用去离子水稀释使用。相对于水基清洗剂,半水基清洗剂添加了一定量的有机溶剂来提升清洗剂的使用寿命以及清洗效率。半水基清洗剂中的VOC主要来源于配方中的有机溶剂,常用的水溶性有机溶剂主要是醇醚类、多元醇溶剂、酮类、各种酯类溶剂以及石油裂解成份等溶剂。国标对半水基清洗剂的VOC含量限制300g/L,针对配方中有机溶剂的选择有一定的限制,尤其是对使用溶液中的有机溶剂的综合含量限制在30%以下。有机溶剂清洗剂
有机溶剂清洗剂主要成份为不含水的溶剂组成,多数为烃类(石油裂解物)、萜烃、卤代烃、醇类,酯类等有机溶剂混合而成,其特点是流动性好、粘度低、表面张力低。过去常用的有机溶剂清洗剂主要是ODS类清洗剂,主要是指全氟氯烃(CFC) 、全溴烷烃以及溴化氟烃(哈龙)类物质,该类物质具有易挥发、非易燃易爆,去污能力强、与金属等基材兼容性能好等优点,常用于各种行业的工业清洗中。但该类氟利昂类清洗剂破坏臭氧层,严重影响着地球大气环境。在1987年各国签署的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》中规定限制并逐步完全淘汰使用ODS类物质。国内外企业陆续推出过渡性替代ODS类非全卤代氟氯碳化合物,其中最出名的为HCFC-141b、HCFC-2225,此类过渡性替代品对臭氧层的破坏大大降低,但仍有一定的破坏性。根据《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,HCFC类清洗剂在发达国家将在2010年被全面禁止使用,发展中国家可使用期限可至2040年,我国承诺提前至2030年前限制使用HCFC-141b、HCFC-2225。为此,以3M等跨国公司研发的非臭氧层消耗ODP值为零的氢氟醚类HFE溶剂,该类溶剂具有表面张力低、非易燃、易挥发且毒性低等优点,成为ODS类以及过渡性ODS类溶剂的完美替代品。然而由于新的PFAS法规的出台,氢氟醚类HFE溶剂已经被3M宣告停产,现在正面临着被Non-PFAS又具备低GWP的有机溶剂替代的状态。GB38508标准中规定对9种物质进行了豁免,扣除豁免物质,要求确保有机溶剂清洗剂中VOC含量低于900g/L,且对二氯甲烷、三氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯含量的总和低于20%。针对以上规定,常用的有机溶剂且比重大于0.9物质均受到一定影响,受此影响的主要有机溶剂集中在各种长链高沸点酯(二价酸酯类)、长链的醇醚(二乙二醇醚系列、二丙二醇醚系列等)、卤代烃以及各种ODS(消耗臭氧层)类溶剂。需要特别注意的是,2021年9月15日起《<关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书>基加利修正案》对我国正式生效,在国标GB38508-2020中列入豁免物质的HFC-245fa、HFC-365mfc、HFC-4310mee受到了管控,予以禁用。HFCs是消耗臭氧层物质的主要替代品之一,其本身
随着国标GB38508-2020《清洗剂挥发性有机化合物含量限制》的颁布与强制实施,标准中的VOC含量的限制对清洗剂行业影响巨大,尤其是针对于传统的ODS溶剂清洗剂以及高毒性的卤代烃类的清洗剂,将加速此类清洗剂的淘汰计划。水基清洗剂,在符合VOC标准的基础上,水基清洗剂中的表面活性剂成份由难降解或环境激素类的壬基酚类表面活性剂逐步转换为可生物降解的糖苷类表面活性剂,中性或弱酸弱碱性水基清洗剂将替代强酸强碱性清洗剂,以及无磷水基清洗剂的发展,综合来说水基清洗剂的发展倾向于多功能、更高效、可生物降解等环保型水基清洗剂。半水基清洗剂,在符合VOC标准的前提下,综合有机溶剂清洗剂高效清洗性能和水基清洗剂非易燃易爆的优点,更优选低毒、高闪点的环保型有机溶剂,更倾向于往低有机溶剂含量,低表面张力、清洗寿命长等方向发展。有机溶剂清洗剂将逐步向更环保的方向发展,对人体毒害大,污染臭氧层环境的ODS、三氯乙烯、二氯甲烷、溴丙烷类溶剂将逐步被淘汰,人们逐渐开发出能替代ODS类的溶剂型清洗剂,例如特殊结构的碳氢类清洗剂或萜烃类清洗剂,更倾向于发展低毒或无毒类的低VOC类有机溶剂清洗剂。国标GB38508-2020《清洗剂挥发性有机化合物含量限制》的执行,规范管理清洗剂行业,对于改善大气环境,提高空气质量,减少废气排放等有着质的变化,未来清洗剂也将向着低VOC、可回收等更加环保的方向发展。为贯彻《深圳经济特区生态环境保护条例》,落实《深圳率先打造美丽中国典范规划纲要(2020-2035年)》和《深圳市生态环境保护“十四五”规划》要求,强化电子制造行业挥发性有机物等有害物质源头管控,推动产业绿色低碳发展,深圳市生态环境局组织指定发布了地方标准《微电子和电子组装用清洗剂中挥发性有机物和特定有害物质限量》。这是全国首个电子行业用清洗剂强制性环保地方标准,于2023年6月经评审通过,即将被正式颁布生效。

可见,VOC的排放与管控都将朝着更为严苛的方向演变。而对于其它特定有害物质的限值标准也在国标GB38508-2020的基础之上,作出了一些变化。举例如下:

卤代烃总和

苯系物总和

乙二醇醚和醚酯类物质总和

除上述地方标准以外,有一份行业标准SJ/T11639-2016《电子制造用水基清洗剂》,亦可供工程技术人员进行参考,在本文中免予赘述。
通过一幅图片,简述一下国外的关于VOCs管控的限值标准,希望可以从中获取一些有意义的信息。以期能够为清洗剂产品的优化和迭代升级提供一点方向。