随着装饰性建筑涂料中使用的低voc涂料和低成本添加剂的发展，涂料行业朝着更安全、环保的消费产品的方向发展。在这篇文章中介绍了两个例子，说明了用于减少对人类健康和环境的负面影响的涂料工业杀菌剂的开发和制造。
两种工业生物杀菌剂成功地在水载体中使用最少的挥发性有机溶剂和分散剂。配制3-碘-2-丙基丁基氨基甲酸酯(IPBC)，以减少VOC和最终产品的总成本。典型的使用水平在外部应用中约为1.0%，在内部涂料中小于0.5%，可以防止表面损坏、涂料膜变质和潮湿的内部涂料膜上霉菌的增殖生长。消费者在涂漆期间和之后接触挥发性有机化合物的机会减少。
类似地，BIT[(1,2-苯并异噻唑-3(2H)- 1)]以典型有机溶剂浓度的一个分数在水中配制。VOC明显降低。水性涂料防止细菌腐败的典型使用水平约为0.05%。
BIT和IPBC在环境中的半衰期都很短。在这些产品的制造过程中，挥发性有机溶剂的加工数量大大减少。工人暴露在最低限度。专门的分散设备大大减少循环时间。
简介
在过去的几年中，关于绿色化学、绿色工程和可持续发展的讨论相当多。这些术语经常可以互换使用，尽管这些概念有相当多的重叠，但每一个都有一个截然不同的定义(图1)。每一个都试图从略微不同的角度来处理环境管理问题，因此，每一个都确定了不同的问题集和潜在的解决方案(1)。根据Anastas和Warner的说法，绿色化学是“设计对环境更有利的化学产品和工艺，减少对人类健康和环境的负面影响。”美国环保局将绿色工程定义为工艺和产品的设计、商业化和使用，这些工艺和产品既可行又经济，同时最大限度地减少(1)源头产生的污染和(2)对人类健康和环境的风险。可持续发展，或可持续性，一般是根据布伦特兰委员会(3,4)的原始定义定义的，即在满足人类需要的同时不损害子孙后代满足其需要的能力。
在最近的一份出版物中，(5)提出了以下12条绿色化学、绿色工程和可持续发展的原则:防止浪费;设计更安全的化学品和产品;设计危险较小的化学合成;使用可再生原料;使用催化剂，而不是化学计量试剂;避免化学衍生品;最大化原子经济;使用更安全的溶剂和反应条件;提高能源效率;设计使用后降解的化学品和产品; analyze in real time to prevent pollution; and minimize the potential for accidents.
在讨论每个示例产品(水基IPBC和水基BIT)时，将强调适用的原则。
水性IPBC配方
活性成分IPBC的合成商业化学工艺基于以下合成途径:丙炔醇(液体PA)和异氰酸丁酯(液体BIC)反应生成丙炔丁酯氨基甲酸酯(液体PBC)。PBC与碘反应生成3-碘-2-丙基丁基氨基甲酸酯(IPBC)。IPBC从水甲醇中结晶，过滤，清洗无杂质和干燥。
与传统工艺相比，ISP化学工艺的独特之处在于:(1)利用含碘废水作为碘的来源;(2)用水而不是有机溶剂洗涤净化IPBC。这些创新消除了含碘废水和挥发性有机溶剂蒸汽的排放。此外，消除易燃有机物在净化阶段产生一个更安全的过程。
产品配方
通过发展促进IPBC在水中分散的专利技术，已经消除了有机溶剂的使用。在水中配制稳定的20%以上的IPBC是成功的。绿色配方计算出的VOC含量接近于零;常规配方中挥发性有机物约占80%(表1)。
IPBC在水中的分散在封闭的高速分散设备中进行，以包含任何雾化活性物质。容器会排出袋式过滤器，以吸收空气中的微粒(图2)。空气许可证的规定是根据制造设施的地点而定。
分析方法
非破坏性分析方法限制了含有IPBC活性的成品质量控制中产生的废物数量。开发了一种分析塑料应用中IPBC的独特方法。该方法基于无损x射线荧光光谱(XRF)测定碘。它不需要使用溶剂来溶解测试样品，也不像传统技术那样需要燃烧。
IPBC的环境命运
IPBC在土壤和水生环境中具有非持久性和流动性。IPBC在好氧土壤和厌氧水生环境中降解迅速。
使用图3所示的通风口尺寸包装量热计，对IPBC等原材料和含有IPBC的配方产品进行了关于进入失控化学反应的潜在特征的分析。该信息为原材料和配方产品的安全处理和存储提供了有价值的指导。
此外，如果最终用途的应用涉及可能产生微粒或气体排放的处理，则应由经认证的工业卫生师监测空气，以确保工人的安全。
生命周期分析(LCA)是评价产品生命周期(从摇篮到坟墓)环境绩效的一种管理工具。正在对上述过程进行LCA评估，以估计产品生命周期所有阶段(材料提取、加工、制造、包装、分发、使用、循环和废物处理)对环境的累积影响。
新开发的环保“友好”产品也必须具有成本效益。在这种情况下，水取代了更昂贵的有机原材料。该产品在0.2和0.5重量百分比的涂料中作为杀菌剂有效(表2和表3)。
水性钻头配方
活性成分的合成工业化学工艺的合成途径如下:邻氨基苯甲酸重氮化，然后与二氧化硫反应(偶联反应)，得到二硫代苯甲酸。然后，二硫代苯甲酸与硫酰氯和亚硫酰氯在氯化溶剂介质中反应(氯化)，得到氯代硫代苯甲酰氯(CTBC)。然后CTBC与氨反应形成杂环，经纯化得到BIT成品。
产品配方
通过开发促进BIT在水中分散的专利技术，消除了有机溶剂的使用。在水中成功地配制出了稳定的20% BIT分散体。绿色配方计算出的VOC含量接近于零，而传统配方挥发性有机物含量约为55%(表4)。
制定产品生产
与上述更环保的IPBC产品一样，BIT被分散在一个封闭的、通风的高速分散器中，这确保了任何空气传播物质的遏制。
环境的命运
BIT在好氧土壤中降解较快(半衰期小于24小时)。它不太可能在水生生物中积累。
新开发的环保“友好”产品也必须具有成本效益。在更环保的IPBC产品中，水取代了更昂贵的有机原材料。该产品在0.03%和0.05%重量水平的水材料中作为杀微生物剂有效(表5)。
结论
本文介绍了两个例子，说明了用于减少对人类健康和环境的负面影响的水性涂料的工业杀菌剂的开发和制造。水基的IPBC和BIT产品比传统的有机溶剂配方更环保。
参考书目
1.Brickweg。l;吉尔勒莫,a;琼斯,d;建筑涂料VOC综合分析方法。JCT涂料技术。2007,48。
2.联合国政府间气候变化专门委员会。2001.政府间气候变化专门委员会(IPCC)第三次评估报告-气候变化2001。联合国政府间气候变化专门委员会。瑞士日内瓦(www.ipcc.ch)。
3.马歇尔,J.D.;构建难以捉摸的可持续性概念:可持续性等级。Es&t 2005, 39(3)， 673。
4.《可持续发展之路》。化工进展，2007,103 (6)，34
这篇论文在2007年多伦多的ICE展览上发表。
参考书目
1.Brickweg。l;吉尔勒莫,a;琼斯,d;建筑涂料VOC综合分析方法。JCT涂料技术。2007,48。
2.联合国政府间气候变化专门委员会。2001.政府间气候变化专门委员会(IPCC)第三次评估报告-气候变化2001。联合国政府间气候变化专门委员会。瑞士日内瓦(www.ipcc.ch)。
3.马歇尔,J.D.;构建难以捉摸的可持续性概念:可持续性等级。Es&t 2005, 39(3)， 673。
4.《可持续发展之路》。化工进展，2007,103 (6)，34
这篇论文在2007年多伦多的ICE展览上发表。
