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自2025年起,欧洲范围内对全氟和多氟烷基物质的监管压力将显著加大。根据欧盟REACH框架,一项广泛的限制提案现已涵盖几乎所有含有至少一个全氟化甲基或亚甲基碳原子的氟化物质。
国际范围内,丹麦、德国、荷兰、挪威和瑞典的国家主管部门已向欧洲化学品管理局联合提交了一份附件XV的PFAS限制提案卷宗。ECHA于2025年8月发布了第14版背景文件。RAC和SEAC的评估预计将于2026年底前完成,随后将在2026年初进行公众咨询。
因此,最终法规在2027–2028年之前不太可能出台,但数据收集、替代研究和供应链梳理需要立即开始。
涂料行业受影响的范围
随着欧盟预计从2026年起实施全面的PFAS禁令,涂料行业面临着紧迫问题:哪些PFAS物质最为关键?存在哪些替代品?以及配方设计师应如何为即将出台的法规做准备?
对于涂料和油漆而言,这可能涉及氟化表面活性剂、蜡、粘合剂、添加剂,甚至一些先前被认为“聚合物豁免”的聚合物体系。实际上,这意味着现有配方中的每一种氟化原材料都必须经过仔细重新评估、分析验证和替代可能性评估。
表1,典型受影响的添加剂及潜在替代品
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功能 |
典型的氟化类型 |
可能的非氟化途径 |
技术注意事项 |
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润湿/流平 |
聚醚氟表面活性剂 |
有机硅改性聚醚、短链非氟化表面活性剂 |
表面张力可能升高,有缩孔风险 |
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爽滑/抗刮擦 |
PTFE或FEP微晶蜡 |
UHMWPE、石蜡或酰胺蜡 |
耐化学品性和耐热性降低 |
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防涂鸦/易清洁 |
侧链氟丙烯酸酯、全氟聚醚 |
有机硅-丙烯酸酯杂化、溶胶凝胶/SiO₂基罩面漆 |
光学外观改变,附着力可能变化 |
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防腐/附着力 |
氟化丙烯酸酯或底漆 |
功能性硅烷、钛酸酯、硅氧烷改性粘合剂 |
必须重新优化交联和湿附着力平衡 |
值得注意的是,替代很少是直接替换品,在淘汰任何含PFAS组分之前,必须进行耐化学品性、接触角、QUV老化试验和盐雾测试。
表2,典型的含氟物质类别及其监管状态
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物质类别 |
典型示例 |
PFAS状态 |
关键说明 |
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氟化表面活性剂 |
氟烷基磺酸盐、磷酸酯 |
明确在监管范围内 |
低剂量下高效;可行的替代品有限 |
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氟化蜡 |
PTFE微粉、氟多元醇 |
若存在低分子量部分(<10 kDa)则可能在范围内 |
仅当检测不到低分子量PFAS部分时,聚合物豁免才有效 |
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含氟聚合物 |
聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯 |
通常形式上“聚合物豁免”,但含有它们的涂料或物品仍可能触发通报或限制 |
寿命终止时的排放和表面磨损是关键 |
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低分子量侧链氟化聚合物 |
氟丙烯酸酯、氟代氨基甲酸酯低聚物 |
完全在监管范围内 |
必须进行替代 |
供应商声称其材料“不受影响(聚合物豁免)”的数据表通常不足为凭。若存在低分子量部分(<1000 Da)或可释放的PFAS片段,则其仍属于拟议限制范围。
战略研发考量
为应对PFAS限制带来的挑战,涂料行业需在研发层面采取多维度战略。首先,应积极推进配方体系向混合型及非氟化方向转型,重点关注有机硅、丙烯酸酯及溶胶凝胶基等替代技术路径。为此,企业需要建立氟含量及相关分析结果的内部数据库,以实现对原材料和供应商的快速评估与筛选。同时,应与专业测试机构紧密合作,系统性地对替代方案的性能进行对标验证,涵盖接触角、可清洁性、耐化学品性及耐候性等关键指标。此外,保持对全球监管动态的敏锐洞察也至关重要,除欧盟法规外,需密切关注美国TSCA已对新PFAS施加的限制,以及加拿大与部分亚洲国家正在制定的相应时间表,以确保研发策略兼具前瞻性与合规性。
鉴于目前的监管进程,涂料行业推荐在企业内部实行分析控制,分析控制有两个层级:
筛选:使用总氟(TF)或可提取有机氟(EOF)来量化总氟含量。其优点是能快速识别隐藏的PFAS,但其也存在缺点,即存在基质效应;无法区分具体物种。
目标分析:利用液相色谱 - 串联质谱法、气相色谱 - 质谱法对于目标进行分析,可检测80至100种已知的全氟和多氟烷基物质(PFAS),但参考标准的可获得性仍然有限。
表3,技术行动计划步骤
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步骤 |
目标 |
实际操作 |
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1 |
建立完整的含氟物质清单 |
向供应商索取CAS号、分子量分布(<1000 Da)和检测限数据 |
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2 |
建立分析基线 |
对代表性原材料和配方进行TF/EOF分析;将质量保证数据纳入内部数据库 |
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3 |
确定受影响产品线的优先级 |
首先关注疏水/防粘体系 |
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4 |
开发并评估替代品 |
实验室替代,随后进行客户相关性能试验(接触角、耐磨性、耐化学品性、紫外线) |
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5 |
调整工艺和固化条件 |
非氟化体系通常表现出不同的表面能;需重新优化成膜过程 |
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6 |
记录“关键用途”论证 |
提供技术证据、功能性数据和社会经济理由 |
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7 |
验证“无PFAS”声明 |
仅当含量低于分析检测限时方可声明;保留实验室证书(TF/EOF+针对性测试) |
使用TF/EOF进行内部筛查定位,若发现异常再进行针对性分析,记录检测限和定量限。出于声明目的,监管机构越来越多地参考约25 µg PFAS/kg的参考阈值。
表4:常见误区与澄清
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问题 |
典型误解 |
澄清说明 |
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“聚合物豁免=安全” |
所有含氟聚合物自动排除在外 |
如果存在低分子量或可降解的PFAS部分,则不然 |
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筛查=合规证明 |
TF/EOF值足以用于法律声明 |
筛查是定性的;其数值未经REACH批准 |
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替代品随手可得 |
替代品=功能等效品 |
性能通常较低;耐久性有待验证 |
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过渡期长 |
最终限制还很遥远 |
原始设备制造商已要求在2025/26年前提供无PFAS声明 |
降解也是一条路线
如果寻找替代品是一项长远的计划,那么是不是还可以寻找一条途径,利用突破性催化剂降解涂料中存在的PFAS?
法兰克福歌德大学的研究人员开发出一种新型硼基催化剂,能在温和条件下降解PFAS,为减少氟化物质的环境污染提供了一条前景广阔的途径。
法兰克福歌德大学无机与分析化学研究所的马蒂亚斯·瓦格纳教授领导的化学家团队,开发出一种能够断裂全氟烷基和多氟烷基物质中极其稳定的碳-氟键的催化剂。这些氟化化合物以其防水、防油和耐热特性而闻名,广泛应用于涂料和纺织品中,但由于其持久性和潜在健康风险,已成为一个重大的环境问题。
与依赖高能量输入或钯、铱等有毒金属的传统降解方法不同,新系统使用了一种无金属催化剂,该催化剂由两个嵌入碳骨架结构中的硼原子组成。该材料在空气和潮湿环境中性质稳定——这对于硼基化合物来说是罕见特性——并能在室温下数秒内断裂C-F键。
该研究的第一作者、博士生研究员克里斯托夫·布赫解释道,该催化剂目前使用锂作为电子源来驱动反应,但研究团队已在努力用电流替代锂——这一步骤或将简化并扩大该工艺的规模。这一发展可能为回收过程中或诸如污水污泥和纺织品等受污染材料中的PFAS降解提供更可持续的解决方案。
总结
对研发涂料化学师来说,应对PFAS监管远不止于满足合规要求,它更意味着一场贯穿配方设计、原料验证与供应链协同的系统性挑战。这一过程始于对所有含氟成分进行全面分析筛查,这是不可或缺的基础步骤。需要注意的是,所谓“聚合物豁免”附带着严格条件,产品中可能存在的低分子量含氟片段仍是需要重点管控的高风险环节。尽管目前已出现多种替代技术,但其长期耐久性必须通过严谨的测试验证才能得以保障。此外,确保供应链各环节具有可追溯、有据可查的透明度,对于防范未来可能出现的市场中断风险至关重要。

