현대 산업에서 금속 표면 처리는 성능을 향상시키고 서비스 수명을 연장하며 금속 재료의 외관을 향상시키는 데 중요한 단계입니다. 그러나 중금속과 휘발성 유기 용매를 많이 사용하는 것과 같은 전통적인 금속 표면 처리 과정은 환경과 인간 건강에 심각한 위협을줍니다. 세계적인 환경 인식의 지속적인 향상과 점점 더 엄격한 환경 규제로 금속 표면 처리 산업은 전례없는 변형 압력에 직면하고 있으며 녹색 화학 공정은 산업 개발의 새로운 추세로 등장했습니다.
전통적인 금속 표면 처리 공정의 환경 문제
전기 도금에서 육각형 크롬 유산으로의 전통적인 금속 표면 처리 공정은 금속의 내식성을 향상시키는 데 널리 사용됩니다. 그러나 육각형 크롬은 강력한 발암 물질이며, 폐수와 배기 가스 배출은 환경과 인간 건강에 큰 해를 끼칩니다. 페인팅 과정에서, 다수의 유기 용매 기반 코팅에는 휘발성 유기 화합물 (VOC)이 포함되어 있으며, 이는 휘발 과정에서 광 화학 스모그를 형성하고 대기 환경을 오염 시키며 운영자의 호흡기 시스템에 손상을 줄 수 있습니다. 또한, 전통적인 과정에 의해 생성 된 다량의 폐기물 잔류 물과 폐수는 제대로 처리되지 않으면 토양과 수질 오염으로 이어지고 생태 학적 균형을 방해 할 수 있습니다.
녹색 화학 기술의 개발 배경
화학 물질의 등록, 평가, 승인 및 제한에 대한 EU 규정과 같은 환경 규제의 지속적인 강화로 인해 금속 표면 처리 산업의 오염 물질 배출에 대한 엄격한 제한이 부과되었습니다. 기업이 프로세스 개선을하지 않으면 높은 벌금 또는 생산 종료의 위험에 직면하게됩니다. 동시에 소비자의 환경 친화적 인 제품에 대한 수요가 증가함에 따라 기업이보다 환경 친화적 인 생산 방법을 찾도록 자극했습니다. 이러한 맥락에서, 녹색 화학 공정은 낮은 오염, 낮은 에너지 소비 및 높은 안전성의 장점으로 인해 금속 표면 처리 산업에서 연구 핫스팟 및 개발 방향이 점차 점차 연구되었습니다.
전형적인 녹색 화학 공정 소개
크롬이없는 수파화 공정
Chromium free passivation 공정은 최근 몇 년 동안 빠르게 발전한 환경 친화적 인 금속 표면 처리 기술입니다. 전통적인 16 진 크롬 화합물을 티타늄 염, 지르코늄 염, 몰 리브 데이트 염 등으로 대체하고 금속 표면에 밀집된 패시베이션 필름을 형성하여 부식 방지를 달성합니다. 예를 들어, 알루미늄 합금의 표면에 티타늄 지르코늄 기반 패시브 제에 의해 형성된 패시베이션 필름은 부식성과 접착력이 우수하며 중금속이 포함되어 있지 않으므로 폐수 처리를 간단하게 만듭니다. 이 과정은 환경에 대한 피해를 줄일뿐만 아니라 전자 제품 및 기타 제품에 대한 유해 물질 제한의 요구 사항을 충족시킵니다.
수성 코팅 공정
수성 코팅 기술은 용매 또는 분산 매체로 물을 사용하는 코팅 기술입니다. 전통적인 용매 기반 코팅과 비교하여 수성 코팅은 VOC 배출량을 90%이상 줄여 대기 오염을 크게 줄일 수 있습니다. 수성 코팅은 구조 성능이 우수하며 스프레이, 브러싱 및 담그는 것과 같은 다양한 방법을 통해 적용 할 수 있습니다. 또한 빠른 건조 속도와 우수한 방수, 부식성 및 장식 특성이 있습니다. 자동차 페인팅 분야에서 수성 기본 페인트 및 수성 중간 페인트는 널리 사용되어 자동차 생산 공정에서 환경 오염을 효과적으로 줄였습니다.
혈장 처리 기술
혈장 처리 공정은 혈장에서 활성 입자를 이용하여 금속 표면과의 물리적 및 화학적 반응을 겪고 금속의 표면 특성을 개선시킨다. 이 과정은 화학 시약을 사용하지 않아도되며 처리 과정에서 폐수 또는 배기 가스를 생성하지 않으므로 진정으로 녹색이고 환경 친화적 인 공정이됩니다. 예를 들어, 혈장 질화 처리는 금속 표면의 경도가 높고 내마모성이 우수한 질화물 층을 형성하여 금속의 서비스 수명을 향상시킬 수 있으며 처리 과정은 에너지 소비가 낮고 효율성이 높습니다.
녹색 화학 기술의 장점과 과제
이점
우수한 환경 성능 : 중금속, VOC 및 기타 오염 물질의 배출량을 크게 줄여서 환경 및 인간 건강에 대한 피해를 줄입니다.
지속 가능한 개발 : 녹색 화학 공정은 일반적으로 지속 가능한 개발의 개념에 따라 재생 가능한 자원 또는 저 독성 원료를 사용합니다.
제품 품질 향상 : 일부 녹색 화학 공정은 금속의 표면 특성을 개선하면서 제품의 외관 품질과 안정성을 향상시킬 수 있습니다.
포괄적 인 비용 절감 : 일부 녹색 화학 공정에는 초기 장비 투자가 더 높아 지지만 장기적으로는 환경 처리 비용과 원자재 폐기물의 감소로 인해 종합 비용이 실제로 감소합니다.
도전
기술 성숙도 : 일부 녹색 화학 공정은 여전히 연구 개발 또는 소규모 적용 단계에 있으며 기술 안정성과 신뢰성을 더욱 향상시켜야합니다.
비용 요인 : 녹색 화학 공정에 필요한 특수 장비 및 원자재의 높은 가격은 기업을 초기 단계에서 채택 할 때 비용 압력을 초래합니다.
불완전한 산업 표준 : 현재 금속 표면 처리 산업의 녹색 화학 공정에 대한 표준은 통일되지 않았으며 회사는 선택하고 적용 할 때 명확한 지침이 부족합니다.
녹색 화학 공정의 개발 전망
기술의 지속적인 발전과 환경 보호에 대한 수요가 증가함에 따라 금속 표면 처리 산업에서 녹색 화학 공정의 적용 전망은 매우 광범위합니다. 앞으로 R & D 직원은 기존의 녹색 화학 프로세스를 계속 최적화하고 기술 성숙도와 안정성을 향상 시키며 비용을 줄일 것입니다. 동시에, 바이오 기반 코팅 및 나노 표면 처리 기술과 같은 새로운 녹색 화학 공정 및 재료가 계속 등장 할 것입니다. 산업 협회와 정부 부서는 또한 협력을 강화하고 통합 산업 표준 및 규범을 개발하며 녹색 화학 프로세스의 광범위한 적용을 촉진 할 것입니다.
결론
금속 표면 처리 산업을 녹색 화학 공정으로 전환하는 것은 지속 가능한 개발을 달성하기위한 불가피한 선택입니다. 녹색 화학 프로세스는 현재 홍보 및 응용 분야에서 몇 가지 어려움에 직면하지만, 지속적인 혁신과 기술 개선으로 인해 점차 장점이 두드러 질 것입니다. 기업은 환경 보호의 새로운 추세를 적극적으로 수용하고 녹색 화학 공정의 연구 및 적용에 대한 투자를 늘리며 환경 보호에 기여할뿐만 아니라 치열한 시장 경쟁에 기회를 얻어 경제 및 환경 혜택을위한 상생 상황을 달성해야합니다.