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電子行業(yè)VOCs多活躍，理研計器防范看不見的威脅~
發(fā)布時間：2023-03-03
電子行業(yè)常見VOCs
中國是世界上第一大電子產(chǎn)品消費國，也是世界電子產(chǎn)品制造大國。進入21 世紀以來，我國在通訊、高性能計算機、數(shù)字電視等領(lǐng)域取得一系列重大技術(shù)突破，電子及通訊設(shè)備制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平均得到大幅提升，成為全球最大的制造基地，目前主要產(chǎn)品如手機、程控交換機、微型計算機、顯示器、彩電、激光攝像機等產(chǎn)量在國際上均拔得頭籌。
電子工業(yè)企業(yè)，這里指的是制造電子設(shè)備、電子元件、電子器件及其專用原材料的行業(yè)企業(yè)，諸如生產(chǎn)電子專用材料，電子元件、印制電路板、半導(dǎo)體器件、顯示器件及光電子器件、電子終端產(chǎn)品（含涂裝工藝在內(nèi)）。
電子工業(yè)給社會帶來的經(jīng)濟效益及就業(yè)率有目共睹的，但隨之而來的卻是VOCs氣體對大氣質(zhì)量和人體健康的危害。
目前我國工業(yè)源VOCs的排放量約占人為源VOCs排放量的50%，涉及涂裝、農(nóng)藥醫(yī)藥、涂料油墨染料生產(chǎn)、電子工業(yè)、石油化工、家具制造、印刷等行業(yè)，其中電子工業(yè)生產(chǎn)過程中需要用到大量的有機溶劑(如異丙醇、光刻膠、稀釋劑等)，會導(dǎo)致大量的VOCs(揮發(fā)性有機物)等有害氣體排放，是一類重要的VOCs污染源，受到越來越多的關(guān)注。
常見大氣污染——VOCs
揮發(fā)性有機化合物(VOCs)是指室溫下飽和蒸氣壓大于70Pa、常壓沸點低于260℃的易揮發(fā)有機化合物。
電子工業(yè)VOCs氣體具有風(fēng)量大、濃度低的特點。氣體種類繁多，成分復(fù)雜，常見成分有苯、甲苯、丙酮、正丁醇、丙醇單甲醚、環(huán)己酮、正庚烷、甲基氫呋喃、三氯乙烯和氯仿等，排放的VOCs氣體還含有酸性氣體、堿性氣體和有毒氣體。
電子工業(yè)中的VOCs種類常見的有30多種，主要來自半導(dǎo)體器件、電子元器件、電子組件、平板顯示器、整機機殼的表面涂層工藝使用溶劑型涂料、清洗工藝(包括芯征清洗、玻璃基板清洗、電路板清洗、電子組件清洗等)使用有機脫脂劑、脫水劑，感光成像工藝中的光刻膠稀釋劑、顯影劑、脫膠劑、液態(tài)阻焊膜劑、去膜劑等使用有機溶劑，去光刻膠類化合物如DMSO、MEA、NMP、DMAC、DGA則屬于高沸點的硫類和胺類之有機溶劑。
為什么監(jiān)測揮發(fā)性有機物很重要？
絕大部分VOCs具有刺激性氣味，能夠引起中毒、致癌作用，而且VOCs是形成光化學(xué)煙霧與大氣顆粒物質(zhì)PM2.5的重要來源。
大多數(shù)VOCs具有令人不適的特殊氣味，并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用，特別是苯、甲苯及甲醛等對人體健康會造成很大的傷害。
1對大氣環(huán)境的影響：
揮發(fā)性有機物組分十分復(fù)雜，分為包括烷烴、烯烴、快烴、芳香烴的非甲烷碳氫化合物，包括醛、酮、醇、醚等的含氧有機化合物，鹵代烴，含氮化合物，含硫化合物等多種物質(zhì)。雖然大氣中揮發(fā)性有機物濃度較低，但其在大氣中的化學(xué)反應(yīng)，會顯著改變大氣物理和化學(xué)性質(zhì)，從而對空氣質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。
● 首先，大氣中的揮發(fā)性有機物控制大氣中臭氧的形成，進而形成光化學(xué)煙霧帶來極大危害；
● 其次，VOCs在一定條件下會轉(zhuǎn)化生成二次有機氣溶膠，是細顆粒物PM2.5中的重要組分；
2VOCs具有毒性和致癌性硫，危及人類健康：
有毒空氣污染物是我國工業(yè)高速發(fā)展的副產(chǎn)物，組成范圍不斷擴大，危害日益嚴重，已成為我國新時期關(guān)系民生的環(huán)境問題。
在美國EPA優(yōu)先控制的187種污染物中有33種屬于揮發(fā)性有機物，其中來自電子等行業(yè)的苯、三氯甲烷、四氯乙烯等已被WHO確定為對動物具有致癌和致畸性。含有多種VOCs物種及其光化學(xué)產(chǎn)物對人體健康有直接危害，常見的如苯、甲苯、甲醛、乙醛等。這些有異味和惡臭、有毒有害揮發(fā)性有機物通過呼吸道、皮膚等進入人體，導(dǎo)致各種急慢性健康問題，包括粘膜刺激、炎癥、心肺疾病、癌癥等。
各地政府也出臺了相關(guān)的排放標(biāo)準，為電子行業(yè)VOC治理提供了保證：
● 2008年環(huán)保部印發(fā)《電子工業(yè)污染物排放標(biāo)準 半導(dǎo)體器件》。規(guī)定VOCs的限值現(xiàn)有企業(yè)為100mg/m3，新建企業(yè)為80mg/m3。
● 2008年環(huán)保部印發(fā)《電子工業(yè)污染物排放標(biāo)準 電子元件》。規(guī)定VOCs的限值現(xiàn)有企業(yè)為80mg/m3，新建企業(yè)為50mg/m3。
● 2008年環(huán)保部印發(fā)《電子工業(yè)污染物排放標(biāo)準 電子終端產(chǎn)品》。規(guī)定VOCs的限值現(xiàn)有企業(yè)為70mg/m3，新建企業(yè)為50mg/m3。
● 2008年環(huán)保部印發(fā)《電子工業(yè)污染物排放標(biāo)準平板顯示器、電真空及光電子器件》。規(guī)定VOCs的限值現(xiàn)有企業(yè)為100mg/m3，新建企業(yè)為80mg/m3。
● 2015年環(huán)保部印發(fā)《電子工業(yè)污染物排放標(biāo)準》規(guī)定非甲烷總烴zui高允許排放濃度為100mg/m3，特別排放限值是80mg/m3，沒有涉及TVOCs。
● 2018年環(huán)保部印發(fā)《電子工業(yè)污染物排放標(biāo)準》規(guī)定非甲烷總烴最高允許排放濃度為100mg/m3，TVOCs是150mg/m3。特排限值分別為50、100。
電子工業(yè)產(chǎn)生VOCs的工藝環(huán)節(jié)
電子設(shè)備制造業(yè)VOCs的產(chǎn)污環(huán)節(jié)電子設(shè)備的種類繁多，不同的產(chǎn)品其生產(chǎn)工藝也各不相同，但都具有VOCs排放分散、特定工藝排放濃度較高的特點。
主要包括切割液溶劑揮發(fā)、粘結(jié)過程膠水溶劑揮發(fā)、油墨、涂料等物料調(diào)配過程中溶劑揮發(fā)、燒結(jié)過程溶劑揮發(fā)、印刷過程漿料、油墨溶劑揮發(fā)、涂裝過程涂料溶劑揮發(fā)、清潔清洗溶劑揮發(fā)、注塑過程注塑廢氣等。
切割溶劑揮發(fā)：切割液的主要成分為聚乙二醇，在切割過程中揮發(fā)產(chǎn)生VOCs。
粘結(jié)過程溶劑揮發(fā)：粘結(jié)需用到膠水，膠水主要成分環(huán)氧樹脂，以酯類、醇類為溶劑，使用過程中揮發(fā)產(chǎn)生VOCs。
3.油墨、涂料等物料調(diào)配過程中溶劑揮發(fā)：企業(yè)在具體使用時，通常需要對油墨和涂料進行現(xiàn)場調(diào)配，調(diào)配過程會有少量溶劑揮發(fā)。
4.硅電池?zé)Y(jié)過程銀漿、鋁漿中溶劑揮發(fā)：銀漿、鋁漿中含有一定量的甲苯、二甲苯、松油醇等有機溶劑，在印刷、烘干、高溫?zé)Y(jié)過程中揮發(fā)產(chǎn)生 VOCs。
5.印刷和烘干過程溶劑揮發(fā)：印刷油墨由顏料、連結(jié)劑、溶劑、輔助劑組成。印刷油墨制備和使用過程中常使用乙醇、異丙醇、丁醇、丙醇、丁酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲苯、二甲苯等有機溶劑。印刷時油墨中溶劑含量越高，則印刷和烘干過程中就會有越多 VOCs揮發(fā)至空氣中。目前在印刷過程中大量使用的溶劑型油墨，大約含有 15%-50%的有機揮發(fā)性成份，再加上調(diào)油墨粘度所需的稀釋劑，在印品干燥時，油墨所散發(fā)出來的揮發(fā)成份的總含量約為 70%-80%。
6.涂裝過程溶劑揮發(fā)：涂料由很多原料組成，通常可分為成膜物質(zhì)、溶劑、助溶劑、顏料四大類。溶劑是能將樹脂等溶解在其中的物質(zhì)，溶劑型涂料中所占比例較高，但在涂料成膜后全部揮發(fā)，溶劑成分有甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲醛、丁醇等。涂裝時涂料中溶劑含量越高，則噴涂和烘干過程中就會有越多 VOCs 揮發(fā)至空氣中。
7.清洗過程溶劑揮發(fā)：電子元件生產(chǎn)過程需要保證元件表面清潔，通常會進行擦拭，常見的清洗劑是酒精、異丙醇，清洗過程中揮發(fā)產(chǎn)生 VOCs。多晶硅清洗的潔凈程度對太陽能電池的后續(xù)加工有著重大的影響，直接影響電池的成品率和性能，企業(yè)采用清洗劑進行清洗，清洗劑主要成分為硅酸鈉、氫氧化鈉、表面活性劑等，清洗過程會有少量溶劑揮發(fā)。
8.注塑過程：電子元件配件中有注塑工序，塑料在高溫加熱過程中產(chǎn)生 VOCs，主要成分為丙烯腈、苯乙烯、非甲烷總烴。
不同的產(chǎn)品其噴涂車間VOCs的成分及濃度也會不同，如：
● 電腦噴涂車間主要為苯系物，其使用的有機溶劑主要為苯系物溶劑；
● 手機噴涂車間主要以酯類為主，其使用的有機溶劑主要為天那水；
● 相機噴涂車間則以酮類和苯系物為主；
氣體檢測儀在電子行業(yè)VOCs的運用
根據(jù)環(huán)境保護局的報告，如果沒有足夠的通風(fēng)設(shè)備使空氣流通，且VOCs存在于室內(nèi)，那么室內(nèi)空氣污染程度將會比室外空氣嚴重10倍之多。所以，國家相關(guān)部門對VOCs多次出臺政策，制定在線監(jiān)測技術(shù)規(guī)范，要求涉氣企業(yè)在線監(jiān)測VOCs含量是否超標(biāo)等。VOCs的污染預(yù)防工作也已成為中國預(yù)防空氣污染的重點之一，因此VOCs檢測產(chǎn)品的應(yīng)用也越來越廣泛。
電子工業(yè)企業(yè)作為VOCs常見污染源工業(yè)，也應(yīng)加強氣體環(huán)境管理，對逸散性無組織排放的VOCs進行監(jiān)測。
理研計器本著“科技、質(zhì)量、創(chuàng)新、發(fā)展”的理念, 堅持以技術(shù)為核心, 以創(chuàng)新為動力，以滿足客戶需求為導(dǎo)向，致力于向行業(yè)用戶提供完善的氣體檢測解決方案，在VOCs領(lǐng)域有著豐富的檢測經(jīng)驗，有GD-70D系列、TP-70D、GX-6000、SD-D58、GD-A80和SD-1等固定在線與便攜式安全檢測產(chǎn)品。
01/固定式氣體檢測儀
● GD-70D系列適用于各種環(huán)境中的危險氣體濃度和泄漏檢測
① 實時在線檢測及現(xiàn)場聲光報警；
② 對危險現(xiàn)場的作業(yè)安全起到了預(yù)警作用；
③ 具有信號穩(wěn)定，精度高，重復(fù)性好等優(yōu)點；
④ 可以同時實現(xiàn)現(xiàn)場報警和遠程監(jiān)控，報警功能；
● TP-70D是一款智能型可移動式氣體檢測儀,適用于危險氣體的泄漏檢測以及工廠內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測。
▼SD-1系列
● 防爆性能高；
● 可應(yīng)對吸引式；
● 通過使用專用控制鍵，無需打開蓋子就能進行調(diào)整；
▼SD-D58系列
● 防爆性能高;
● 搭載有大流量吸引泵;
● 搭載有低流量檢測傳感器;
▼GD-A80系列
● 防爆性能高;
● 可設(shè)置于狹小空間;
02/便攜式氣體檢測儀
型號GX-6000是一款復(fù)合型的氣體檢測儀，它的PID傳感器是目前較靈敏的技術(shù)，可以測量低至ppb的VOCs，主要優(yōu)點是響應(yīng)時間快，在環(huán)境條件中更穩(wěn)定的，特別適用于檢測環(huán)境內(nèi)的VOC氣體，也可以用于定期巡檢中的檢測氣體微量泄漏。
● 針對維修檢修的作業(yè)項目，作業(yè)人員可以攜帶便攜式氣體檢測器【GW-3,GX-3R】，可以及時發(fā)現(xiàn)危險氣體泄漏，以進行安全作業(yè)。
作業(yè)人員佩戴著專業(yè)的、可靠的儀器設(shè)備，如果遇到危險氣體，儀器就會立即報警。
結(jié)語
電子工業(yè)等并非傳統(tǒng)意義上的重點控制行業(yè)，其大氣污染物主要來自涂料、有機溶劑使用過程中排放的VOCs。為了達到安全生產(chǎn)的目的，加強行業(yè)特征污染物如苯系物、異丙醇、醛酮類、乙酸酯類等作為VOCs檢測指標(biāo)，能夠促進電子行業(yè)持續(xù)健康安全發(fā)展。
安全生產(chǎn)是關(guān)系人民群眾生命財產(chǎn)安全的大事，是經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展的標(biāo)志。在生產(chǎn)過程中，通過安裝氣體檢測報警裝置，時刻檢測有毒有害氣體泄漏濃度，將風(fēng)險隱患控制在源頭。
理研計器擁有600多種氣體傳感器和100多種氣體探測器。未來，我們?nèi)詫⒉粩嚅_發(fā)新產(chǎn)品、研發(fā)各項新功能，使得氣體檢測儀在應(yīng)用上更先進、更適合日新月異的市場環(huán)境，致力于為用戶提供一個可靠、準確、安全的氣體檢測方案。
理研計器必將在未來氣體產(chǎn)業(yè)的生命安全畫卷中，添上濃墨重彩的一筆，守護人們的幸福生活，為生產(chǎn)和生活不斷創(chuàng)造新價值！為用戶選配適合原理的檢測儀，用成熟的工藝完善氣體檢測系統(tǒng)。