索尔·万斯的老板告诉他索尔研发和测试的配方要被撤出市场,索尔不明白为什么。为了节省成本,他公司的采购总监露易丝·比迪尔重新提交了他的配方,其中有一个重要的改动;她把酮溶剂拿出来,换成了醋酸PM。既然索尔完成了所有的工作,并证明了涂料的性能随着两种不同溶剂的变化而变化很小,为什么该配方被撤出市场?为什么这种溶剂的变化使配方不再销售,即使性能如此相似?

看到扫罗的难题

由于政府要求涂料公司报告涂料中的挥发性有机化合物(VOC)含量,该配方已不再销售。严格的政府法规要求在某些地区销售的涂料配方必须低于某些VOC水平。索尔知道这些规定,并制定了系统,以满足在销售区域内严格的VOC规定。索尔制定的系统刚好低于要求的最大VOC限值。然而,当Lois bid进行溶剂替换时,报告的配方VOC的量发生了变化。尽管溶剂是按重量更换的,但由于VOC的计算是基于密度计算的,两种溶剂密度的差异使VOC超过了可以出售的限制。配方中的VOC现在超过了允许的最大值。

这个问题与行业中普遍存在的误解有关,特别是与新采购代理有关。露易丝·比德从供应商那里按磅购买溶剂。露易丝一直在寻找降低成本的方法,但她没有意识到公司报告的VOC是按每加仑涂料的磅VOC计算的。

尽管Saul的公式更复杂,为了说明,下面一个简单的公式显示了溶剂的变化如何影响VOC的计算。该配方的主要成分为溶剂中的丙烯酸聚合物、三聚氰胺交联剂、TiO2颜料,添加溶剂。如果我们假设配方中不含水,也不含其他溶剂,唯一的挥发性有机化合物来自添加的溶剂和已经存在于丙烯酸树脂中的溶剂,我们可以展示如何将一种溶剂改为另一种溶剂来影响配方中的挥发性有机化合物。

表格中简单的公式显示了各成分的重量百分比和相应的密度。油漆加仑的计算方法是重量百分比除以配料的密度。VOC的变化取决于所使用的溶剂。

Lois知道溶剂的变化对两种配方的溶剂重量百分比没有影响,但她不明白溶剂密度的差异如何影响总加仑数的计算,进而影响涂层的VOC。VOC法规以每体积的质量报告;在这种情况下,每加仑油漆所含VOC的磅数。为了调节目的而进行的VOC计算通过增加配方的体积使低密度溶剂具有优势。

如果我们只考虑配方中溶剂贡献的VOC,我们可以看到低密度溶剂,即使在重量基础上相等,在计算涂层配方中较低的VOC总量时具有优势。

Saul和MAK一起制作的原始涂料配方VOC为:

挥发物重量(lb)/油漆体积(gal) = (30 lb MAK + 4.5 lb PM醋酸酯)/9.9 gal = 3.48 lb/gal VOC

然而,将溶剂从MAK改为更致密的溶剂如PM醋酸酯,VOC为:

挥发物重量(磅)/油漆体积(加仑)=(30磅醋酸PM + 4.5磅醋酸PM)/9.2加仑= 3.75磅/加仑VOC

在这个简单的例子中,溶剂的改变导致VOC增加了近8%。这一增长足以使该配方的挥发性有机化合物(VOC)含量超过销售涂料的限值。

露易丝·比德不仅试图省钱,导致涂料无法销售,她实际上还增加了涂料的成本,做的事情与她想做的完全相反。露易丝从供应商那里以每重量溶剂的价格购买溶剂。然而,该公司然后出售这些配方涂料按加仑。路易斯没有考虑配方每加仑的成本,而是只考虑降低配方中使用的每磅溶剂的成本。通过这种溶剂的改变,油漆的总体积下降了7%以上。这意味着可以出售的油漆加仑数减少了7%。由于两种溶剂的价格差异小于销售的7%加仑的成本,她实际上增加了配方的成本。

有关如何计算VOC的信息,请参见:Brezinski, J.J.《测定油漆、油墨和相关涂层产品中的挥发性有机化合物手册》,第二版,ASTM手册系列MNI 4, ASTM,费城,PA 1993。