聚氨酯合成革綠色清潔化生產(chǎn)發(fā)展趨勢(shì)分析

嚴(yán)雪峰，江 敏，胡苗苗

（禾欣新材料有限公司，浙江嘉興 314000）

水性聚氨酯是目前環(huán)保材料的主要研究成果，其主要以水為分散介質(zhì)，相較于傳統(tǒng)聚氨酯，其屬于典型的零溶劑材料，是現(xiàn)代環(huán)保產(chǎn)品。在近幾年環(huán)保意識(shí)廣泛傳播的產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中，水性聚氨酯受到社會(huì)和企業(yè)的廣泛關(guān)注，在不斷研發(fā)和應(yīng)用過(guò)程中成為聚氨酯合成革綠色清潔化生產(chǎn)發(fā)展的重要研究方向，很多企業(yè)已經(jīng)進(jìn)行不同程度和不同方面的水性聚氨酯合成革開發(fā)工藝。國(guó)外聚氨酯合成綠色清潔化開發(fā)程度比較高，部分知名企業(yè)已經(jīng)研制出高質(zhì)量的合成革用水性聚氨酯，在技術(shù)方面進(jìn)行一定程度的革新，不僅全面實(shí)現(xiàn)環(huán)保理念，還提高了合成革的質(zhì)量。

1 綠色清潔化生產(chǎn)途徑及實(shí)施情況

1.1 原材料的替代

隨著新型生態(tài)合成材料自主創(chuàng)新的快速發(fā)展，對(duì)于生態(tài)合成材料的創(chuàng)新研究成為現(xiàn)階段行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)。我國(guó)傳統(tǒng)合成革制作過(guò)程中所采用的原料為溶劑型聚氨酯，這種類型的聚氨酯中含有大量溶劑，導(dǎo)致污染加重，但隨著現(xiàn)代社會(huì)綠色環(huán)保的追求，要求聚氨酯材料以綠色清潔生產(chǎn)為未來(lái)發(fā)展方向，從而導(dǎo)致傳統(tǒng)聚氨酯面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。就目前我國(guó)合成革聚氨酯原料使用情況來(lái)看，部分地區(qū)的相關(guān)企業(yè)處于開發(fā)和實(shí)驗(yàn)各種環(huán)保材料階段，對(duì)于環(huán)保材料研發(fā)投入力度大。綠色環(huán)保的水性聚氨酯材料成為合成革原料發(fā)展趨勢(shì)。

1.2 生產(chǎn)工藝改進(jìn)

目前，我國(guó)所采用的干法工藝需要采用多種溶劑進(jìn)行組合，其中最常用的混合物有DMF、TOL、MEK等，分組比例直接決定聚氨酯原料的質(zhì)量和效果，因此，分組比例隨著原料市場(chǎng)價(jià)格的波動(dòng)和產(chǎn)品的不同需求進(jìn)行具體的調(diào)整和改變。濕法工藝所采用的原料一般為純 DMF溶劑，根據(jù)目前回收技術(shù)的分析情況來(lái)看，由于多組分溶劑回收分離對(duì)于技術(shù)要求過(guò)高，分離難度大，導(dǎo)致廢水治理的成本過(guò)高，且溶劑對(duì)于環(huán)境來(lái)說(shuō)具有一定程度的消極影響，大部分溶劑的毒性較大。因此，為了防止污染環(huán)境的問(wèn)題，很多合成革企業(yè)與PU樹脂生產(chǎn)廠家進(jìn)行合作，共同提高生產(chǎn)工藝的清潔性，DMF溶劑相較于多組分溶劑具有環(huán)保性，所以可以將干法工藝所需要的多組分溶劑改為DMF溶劑，或者選擇毒性更小的溶劑。實(shí)際上，工藝改進(jìn)與原材料替代之間存在相對(duì)應(yīng)的關(guān)系，當(dāng)改變?cè)牧虾?，干法生產(chǎn)線的溶劑發(fā)生變化，促使生產(chǎn)工藝發(fā)生一定程度的革新。將樹脂漿料由多組分溶劑改為純DMF，對(duì)于工藝來(lái)說(shuō)具有一定考驗(yàn)，因?yàn)榧僁MF的沸點(diǎn)較高，為了保證溫度的準(zhǔn)確性，要求涂層烘干溫度提升，與之相對(duì)性的是生產(chǎn)速度、離型紙類型的調(diào)整和改變，所以需要對(duì)干法工藝的一系列生產(chǎn)線進(jìn)行合適的規(guī)劃和改造。近幾年，隨著行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，相關(guān)技術(shù)的提升，純 DMF 干法生產(chǎn)工藝已經(jīng)出現(xiàn)部分成功案例，很多大型企業(yè)的相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)開始使用純 DMF 干法工藝進(jìn)行生產(chǎn)，使得生產(chǎn)變得更加綠色環(huán)保，使工藝生產(chǎn)線長(zhǎng)久穩(wěn)定發(fā)展。就目前國(guó)際生產(chǎn)趨勢(shì)來(lái)看，日本、德國(guó)等已經(jīng)能夠通過(guò)干法技術(shù)對(duì)產(chǎn)品表面進(jìn)行特殊處理，但就我國(guó)干法技術(shù)的整體情況來(lái)看，技術(shù)層次還有待提升，表面處理還需要經(jīng)過(guò)后期技術(shù)才能達(dá)到特殊效果。

1.3 優(yōu)化工藝規(guī)范

合成革企業(yè)在生產(chǎn)產(chǎn)品的過(guò)程中需要依靠整體的生產(chǎn)線流程，工藝規(guī)范對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)具有極其重要的影響，優(yōu)化工藝規(guī)范主要從配料車間、生產(chǎn)線、物料運(yùn)輸通道、加料系統(tǒng)、涂層上方通氣系統(tǒng)等部分出發(fā)，提高工藝規(guī)范程度。我國(guó)部分合成革企業(yè)將優(yōu)化工藝規(guī)范的重心放在綠色清潔方面，落實(shí)于物料運(yùn)輸通道、自動(dòng)配料、車間全封閉生產(chǎn)等方面的清潔生產(chǎn)措施，從而有效降低生產(chǎn)過(guò)程中廢氣廢料的排放。我國(guó)有很多工業(yè)規(guī)范的典例，例如安徽安利合成革股份有限公司。在生產(chǎn)過(guò)程中廢氣對(duì)工作人員來(lái)說(shuō)具有一定影響，造成工人的身體健康問(wèn)題，廢氣在烘干工序和涂臺(tái)上揮發(fā)，可以在涂臺(tái)上方裝設(shè)吸風(fēng)罩，或者將人工加料改為自動(dòng)加料，這樣一來(lái)，能夠有效減少溶劑的揮發(fā)，實(shí)現(xiàn)溶劑的回收利用，保護(hù)工作人員的身體健康，提高資源的循環(huán)利用，減少對(duì)環(huán)境和空氣的污染。就目前我國(guó)合成革廠家工藝規(guī)范的整體情況來(lái)看，已經(jīng)基本上實(shí)現(xiàn)干法、濕法的合理應(yīng)用，在烘干程序和涂臺(tái)周圍設(shè)置合適的收集裝置，從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢氣的循環(huán)利用，充分體現(xiàn)生產(chǎn)的綠色清潔，并將濕法工藝的水洗過(guò)程改為逆流洗等相對(duì)清潔工藝。

1.4 廢棄物循環(huán)利用

1.4.1 廢水、廢氣中溶劑的回收與利用

目前，合成革生產(chǎn)過(guò)程中難免會(huì)產(chǎn)生大量的廢水廢氣，如果沒有及時(shí)有效處理，將會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，我國(guó)聚氨酯合成革濕法工藝生產(chǎn)線容易產(chǎn)生DMF 廢水，因此，需要將生產(chǎn)線改為逆流排水的方式，實(shí)質(zhì)上是實(shí)現(xiàn)水洗槽廢水和正常用水之間的相互補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)廢水排放的清潔性，降低廢水中DMF的濃度。干法生產(chǎn)工藝的廢氣主要集中于涂臺(tái)和烘干箱等方面，廢氣對(duì)于環(huán)境污染來(lái)說(shuō)是最嚴(yán)重的，這是由于廢氣的成分較為復(fù)雜，傳播范圍廣泛；廢氣量大，一般企業(yè)干法生產(chǎn)線排放廢氣量大約為2.5×104m3/h，造成嚴(yán)重的空氣污染；廢氣的溫度較低，傳播速度較快，不易處理。因此，要對(duì)干法生產(chǎn)線所產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行有效的治理，現(xiàn)階段的主要處理方式為在涂臺(tái)安裝吸風(fēng)罩，最大程度上實(shí)現(xiàn)封閉式生產(chǎn)線，封閉烘干設(shè)備，在設(shè)備的上方安裝風(fēng)機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)廢氣的有效收集，將廢氣收集后進(jìn)行回收利用，DMF樹脂具有較強(qiáng)的溶水性，可以將收集后的廢氣經(jīng)過(guò)管道運(yùn)輸送至高壓水噴吸收塔，將DMF稀釋，當(dāng)濃度達(dá)到一定程度后與濕法工藝中所產(chǎn)生的廢水進(jìn)行統(tǒng)一回收處理，可以采取精餾回收的方式，這樣一來(lái)，不僅實(shí)現(xiàn)合成革綠色清潔化生產(chǎn)，還能夠促進(jìn)資源再生，實(shí)現(xiàn)變廢為寶的可持續(xù)生產(chǎn)目的。

1.4.2 樹脂桶壁干料及生產(chǎn)剩余漿料的回收

樹脂原料在聚氨酯合成革生產(chǎn)過(guò)程中的使用量加大，但通常情況下容納樹脂原料的桶會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定污染。由于樹脂原料黏度較大，桶壁上會(huì)掛染很多漿料，未經(jīng)處理直接丟棄會(huì)污染環(huán)境，因此，需要對(duì)使用后的樹脂桶壁進(jìn)行清潔化處理，目前所采用的處理方式是委托私營(yíng)企業(yè)通過(guò)DMF浸泡后回收，另外，剩余的漿料還可以用作其他產(chǎn)品的生產(chǎn)，也可以干化后供聚氨酯合成革生產(chǎn)廠家循環(huán)利用。

2 聚氨酯合成革綠色清潔化生產(chǎn)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 繼續(xù)推進(jìn)合成革新材料的穩(wěn)定發(fā)展

隨著合成革現(xiàn)代新材料、新技術(shù)的不斷改造和提升，促使合成革制造水平的進(jìn)一步發(fā)展，為了實(shí)現(xiàn)聚氨酯合成革綠色清潔化發(fā)展，通過(guò)水性聚氨酯材料的使用、DMF樹脂的使用和回收利用減少了生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)境污染。因此，合成革新材料科研工作者應(yīng)該加強(qiáng)與企業(yè)之間的溝通和聯(lián)系，對(duì)水性聚氨酯成膜機(jī)理進(jìn)一步研究和探索，從而進(jìn)一步發(fā)揮水性聚氨酯的作用，促進(jìn)合成革的綠色清潔化發(fā)展。對(duì)水性聚氨酯的相關(guān)性能進(jìn)一步研究，開發(fā)更加高效的水性聚氨酯、清潔化纖、環(huán)保型助劑等。水性聚氨酯具有多樣性、功能化、環(huán)保型的特征，是現(xiàn)代化合成革生產(chǎn)過(guò)程中不可或缺的部分，因此，需要有效提高水性聚氨酯的實(shí)際操作性，降低生產(chǎn)成本，發(fā)揮其最大作用?？偟膩?lái)說(shuō)，將研究目光著眼于新材料方向，深入加工發(fā)展，從而打造具有科技性的生產(chǎn)材料，促進(jìn)生產(chǎn)力的進(jìn)一步提高，開拓新市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨向。

2.2 推進(jìn)節(jié)約資源與環(huán)境保護(hù)整合增長(zhǎng)進(jìn)程

為了提高環(huán)境質(zhì)量，減少生產(chǎn)對(duì)于環(huán)境的污染，應(yīng)該不斷推動(dòng)環(huán)境保護(hù)的發(fā)展，進(jìn)一步提高清潔化能源和相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，采取具有環(huán)保性和清潔性的材料，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的廢水、廢氣、廢固進(jìn)行治理，保證資源的長(zhǎng)久穩(wěn)定發(fā)展。另外，為了降低企業(yè)的治理成本，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，可以鼓勵(lì)企業(yè)提高生產(chǎn)材料和生產(chǎn)工藝的環(huán)保性，促進(jìn)現(xiàn)代節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展。企業(yè)應(yīng)該加大科技投入力度，自主研發(fā)合成革綠色清潔化生產(chǎn)技術(shù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，就目前我國(guó)聚氨酯合成革的生產(chǎn)情況來(lái)說(shuō)，由于工藝技術(shù)的不完善，導(dǎo)致新材料無(wú)法發(fā)揮其最大優(yōu)勢(shì)，嚴(yán)重影響合成革生產(chǎn)和長(zhǎng)久穩(wěn)定發(fā)展。隨著現(xiàn)代生活環(huán)保觀念的進(jìn)一步發(fā)展，綠色清潔成為聚氨酯合成革生產(chǎn)發(fā)展的重要任務(wù)，為了促進(jìn)資源的可持續(xù)發(fā)展，變廢為寶，保證自然的生態(tài)化發(fā)展，要求進(jìn)行生產(chǎn)的革新，將綠色清潔化生產(chǎn)作為重要目標(biāo)。