聚氨酯合成革行業(yè)清潔生產(chǎn)節(jié)能工作研究

沈連根，徐欣欣，石 磊，紀尚超

（1.浙江禾欣新材料有限公司，浙江嘉興 314000；2.浙江禾欣科技有限公司，浙江嘉興 314000）

水性聚氨酯樹脂材料以水為分散介質(zhì)，和傳統(tǒng)的溶劑型聚氨酯相比，減少了溶劑材料，環(huán)境友好程度高，同時，水性聚氨酯樹脂材料物化性能良好，生產(chǎn)的合成革產(chǎn)品表面細膩光滑，猶如真皮，耐磨防水，容易造型，越來越受到人們的歡迎。近年來，人們的環(huán)保意識更強，水性聚氨酯樹脂得到社會的廣泛關(guān)注，大量的研發(fā)資源投入到水性聚氨酯樹脂合成革項目上。我國企業(yè)開展了不同層面的研究，在技術(shù)方面不斷革新，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保清潔生產(chǎn)，全面推行環(huán)保理念，提高聚氨酯合成革產(chǎn)品的質(zhì)量。

1 聚氨酯合成革行業(yè)清潔生產(chǎn)節(jié)能工作實施情況

1.1 原材料的更新?lián)Q代

傳統(tǒng)溶劑型聚氨酯材料的生產(chǎn)過程和最終成品都很難達到清潔生產(chǎn)標準，無法滿足當前社會發(fā)展的目標和市場需求。隨著新型材料的不斷涌現(xiàn)，研究人員和企業(yè)自主創(chuàng)新，引入了更多的生態(tài)合成材料。水性聚氨酯樹脂是當前受到較多關(guān)注的一種，使用水性聚氨酯樹脂生產(chǎn)合成革，生產(chǎn)過程高度清潔，但是在節(jié)能方面還有待提高。傳統(tǒng)合成革制造被人們看作污染較高的產(chǎn)業(yè)，制作過程中大量采用溶劑型聚氨酯，帶來嚴重的環(huán)境污染。

將材料更換成水性聚氨酯樹脂，可從根本上解決清潔生產(chǎn)問題。水性聚氨酯樹脂的生產(chǎn)，在工藝、技術(shù)、設(shè)備方面還存在很多有待攻克的難題。研究機構(gòu)和相關(guān)企業(yè)都在不斷研發(fā)和試驗，以期在生產(chǎn)環(huán)節(jié)降低能耗，完全脫離溶劑型聚氨酯和相關(guān)生產(chǎn)工藝。水性聚氨酯樹脂合成革的生產(chǎn)要求做到生產(chǎn)制造過程無毒無害，不給環(huán)境帶來負擔；使用過程無毒無害，不產(chǎn)生污染物，產(chǎn)物可降解。合成革企業(yè)把清潔生產(chǎn)節(jié)能工作的重點放在生產(chǎn)廢物、廢氣、廢水的處理上，對干法、濕法生產(chǎn)線加以密封。結(jié)合材料的替換，則能夠大幅提高清潔生產(chǎn)效率，做到節(jié)能環(huán)保。

1.2 改進生產(chǎn)工藝

我國目前采用的合成革生產(chǎn)工藝多為干法工藝。需要使用溶劑組合，其中常見的溶劑有二甲基甲酰胺、甲苯、丁酮等，調(diào)節(jié)組分比例來調(diào)整溶劑型聚氨酯的效果，直接影響溶劑型聚氨酯的質(zhì)量。組分比例各溶劑原料的價格隨著市場波動和產(chǎn)品需求進行調(diào)整。濕法工藝采用的溶劑一般為二甲基甲酰胺。

目前合成革生產(chǎn)的溶劑回收技術(shù)有限，多組分溶劑回收后分離難度大，廢水治理困難，導(dǎo)致成本過高，并且溶劑有一定毒性，污染環(huán)境，損害操作人員健康。為了提高清潔生產(chǎn)水平，大多數(shù)合成革生產(chǎn)企業(yè)和聚氨酯樹脂生產(chǎn)廠家合作研究。單組分的二甲基甲酰胺溶劑與多組分溶劑相比，環(huán)保型更好，因此將干法工藝的多組分溶劑改為二甲基甲酰胺，或者其他毒性較小的單組分溶劑。

原材料的更新?lián)Q代和工藝改進存在對應(yīng)關(guān)系。更改原材料，則干法生產(chǎn)線使用的溶劑也要調(diào)整，促使生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)技術(shù)的革新。合成革生產(chǎn)過程中，把樹脂漿料的多組分溶劑改為單組分溶劑，必須調(diào)整生產(chǎn)工藝。二甲基甲酰胺溶劑的沸點更高，為確保溫度準確，就要提高涂層烘干溫度，與之對應(yīng)的離型紙類型和生產(chǎn)線速率都要進行調(diào)整，相當于整個干法工藝生產(chǎn)線的革新改造。

近年來，合成革生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，相關(guān)技術(shù)得到改進提升，二甲基甲酰胺單組分溶劑干法生產(chǎn)工藝也逐漸走向成熟，出現(xiàn)了很多成功案例，很多大型企業(yè)已經(jīng)運用該生產(chǎn)工藝量產(chǎn)。工藝調(diào)整讓清潔生產(chǎn)成為可能，生產(chǎn)線發(fā)展穩(wěn)定。當前合成革生產(chǎn)技術(shù)較為先進的歐美國家能夠運用干法生產(chǎn)工藝對產(chǎn)品表面進行處理，我國的整體技術(shù)層次有待提高，表面處理需要配備后期工藝達到相應(yīng)的效果。

1.3 工藝規(guī)范不斷優(yōu)化

聚氨酯合成革企業(yè)的生產(chǎn)過程是依靠完整的生產(chǎn)線和規(guī)范化流程來完成的。工藝規(guī)范對于合成革生產(chǎn)極為重要，要不斷優(yōu)化生產(chǎn)工藝規(guī)范，從配料間、物料運輸管道、生產(chǎn)線、料斗、涂層、通風換氣系統(tǒng)等各個部分入手，提高工藝規(guī)范的水平。我國當前聚氨酯合成革生產(chǎn)企業(yè)將工藝規(guī)范改良的中心放在了清潔生產(chǎn)方面，將物料運輸通道、配料料斗、車間全部封閉起來，確保有毒有害物質(zhì)不會逸出，有效減少了聚氨酯合成革生產(chǎn)帶來的環(huán)境污染問題。

我國當前有很多優(yōu)秀的工藝規(guī)范案例。聚氨酯合成革生產(chǎn)過程中的廢氣是對操作人員和環(huán)境都產(chǎn)生不良影響的因素，會損壞操作人員的健康。廢氣產(chǎn)生于烘干工序和涂臺上。在涂臺的上方增設(shè)吸風設(shè)備，原本的人工加料改為自動加料。溶劑揮發(fā)量減少，可以通過吸風設(shè)備將溶劑回收再利用。這一措施能夠保護操作人員，降低環(huán)境污染，提高資源利用率。當前我國聚氨酯合成革生產(chǎn)企業(yè)的工藝規(guī)范對干法和濕法應(yīng)用都做了詳細規(guī)定，增加吸氣罩，封閉車間，水洗過程優(yōu)化為逆流洗等，合理應(yīng)用不同工藝技術(shù)，確保清潔生產(chǎn)，做到節(jié)能降耗。

1.4 廢棄物的回收利用

在廢水廢氣的回收利用方面。聚氨酯合成革生產(chǎn)過程難免存在大量廢水廢氣，即使是引入了水性聚氨酯樹脂材料，并不斷革新生產(chǎn)工藝技術(shù)，也要產(chǎn)生大量衍生廢料。這些廢水廢氣如果未經(jīng)處理就排入環(huán)境，就會造成嚴重的污染。聚氨酯合成革生產(chǎn)的濕法工藝技術(shù)會產(chǎn)生含有二甲基甲酰胺溶劑的廢水，必須將生產(chǎn)線的排水方式設(shè)計為逆流排水方式，讓水洗槽內(nèi)的廢水循環(huán)利用，將正常水補充進去，廢水排放量大幅減少，廢水中的二甲基甲酰胺的濃度也會降低。干法生產(chǎn)工藝會產(chǎn)生較多的廢氣。在烘干箱和涂臺位置，高溫蒸發(fā)產(chǎn)生大量廢氣。廢氣給環(huán)境帶來的影響是最惡劣的，傳播廣泛，成分復(fù)雜，危害面積大。聚氨酯合成革生產(chǎn)企業(yè)排放的廢氣量大約在25 000m3/h，帶來嚴重的空氣污染問題。廢氣的溫度不高，屬于低空傳播，速度快，難凈化處理。因此，要對合成革干法生產(chǎn)線產(chǎn)生的廢氣加以有效治理。目前采用的措施是在涂臺位置安裝吸風設(shè)備，最大限度封閉生產(chǎn)線，特別是烘干設(shè)備位置，烘干設(shè)備上方也設(shè)置了風機，將廢氣搜集起來，回收利用。二甲基甲酰胺溶液能夠溶于水，廢氣中的二甲基甲酰胺氣體，經(jīng)過噴淋塔溶于水，水中的溶劑達到一定濃度后，與濕法工藝端產(chǎn)生的廢水匯集到一起統(tǒng)一凈化處理。也可以采用蒸餾回收方式。這樣的處理方式降低了能耗和物資消耗，將廢棄物變廢為寶，做到可持續(xù)發(fā)展，提高了生產(chǎn)線清潔生產(chǎn)水平。

剩余漿料回收方面。聚氨酯合成革生產(chǎn)過程中，樹脂原料的添加量巨大，填料桶中經(jīng)常會掛壁剩余一部分樹脂原料，這些桶如果不經(jīng)過處理就廢棄，也會給環(huán)境帶來惡劣的影響。樹脂原料黏性較大，會掛在桶壁上，當前使用較多的水性聚氨酯樹脂也會掛壁，桶壁上的各種漿料須根據(jù)種類不同分別采用單組分溶劑或者水來浸泡回收。這部分漿料可以繼續(xù)投入產(chǎn)品生產(chǎn)之中，也可以經(jīng)過濃度調(diào)整或者干化后提供給生產(chǎn)企業(yè)循環(huán)利用。

2 聚氨酯合成革行業(yè)清潔生產(chǎn)節(jié)能工作的發(fā)展趨勢

2.1 推進合成革原材料研發(fā)工作

從溶劑型聚氨酯走向水性聚氨酯樹脂材料，是清潔生產(chǎn)工作的一大進步。合成革材料推陳出新，生產(chǎn)工藝技術(shù)不斷革新?？梢哉f，原材料的調(diào)整和替換，從根本上解決了環(huán)保問題，能夠做到生產(chǎn)過程無毒無害，產(chǎn)出物無毒無害，可降解，對環(huán)境友好。水性聚氨酯樹脂材料的應(yīng)用，二甲基甲酰胺樹脂的應(yīng)用與回收，大幅減少了合成革生產(chǎn)過程中的污染問題。合成革生產(chǎn)的研究人員，應(yīng)加強和國內(nèi)外優(yōu)秀聚氨酯企業(yè)的溝通合作，共同推進水性聚氨酯樹脂的研究。水性聚氨酯樹脂材料投入生產(chǎn)，需要對生產(chǎn)設(shè)備工藝技術(shù)等進行全面的改革，理論上，水性聚氨酯樹脂的能耗低于傳統(tǒng)溶劑型聚氨酯。

研究人員對水性聚氨酯的原理不斷探索，發(fā)揮其優(yōu)勢作用，促進合成革生產(chǎn)向著高度清潔綠色的方向發(fā)展。研究水性聚氨酯樹脂材料的性能，開發(fā)更高效的原材料、助劑、化纖等。水性聚氨酯生產(chǎn)出的產(chǎn)品功能性強，多種多樣，綠色環(huán)保，時尚美觀，是合成革生產(chǎn)的發(fā)展方向。消費者對水性聚氨酯的喜愛和期待都十分強烈，也拉動了合成革企業(yè)大力展開這種材料的研究。雖然水性聚氨酯樹脂的生產(chǎn)還存在量產(chǎn)困難，工藝不匹配，技術(shù)需要革新等各種問題，但是在良好的研發(fā)環(huán)境和態(tài)勢下，必將迎來新材料的春天。

2.2 節(jié)能與環(huán)保整合增長

為改善環(huán)境質(zhì)量，減少合成革生產(chǎn)過程給環(huán)境帶來的污染，應(yīng)該積極推動環(huán)保事業(yè)發(fā)展，提高清潔生產(chǎn)，引入清潔能源，大力研發(fā)和應(yīng)用清潔材料，對生產(chǎn)過程中的廢棄物、廢水、廢氣等加以處理，循環(huán)使用或深度凈化，確保資源得到充分利用，生產(chǎn)得以穩(wěn)定發(fā)展。

企業(yè)的管理成本、治理成本等，都會影響企業(yè)的競爭力，影響產(chǎn)品價格，在市場上的推廣營銷也就會受到影響。鼓勵企業(yè)引入高精尖技術(shù)，利用清潔能源和清潔材料，確保生產(chǎn)工藝技術(shù)的綠色環(huán)保，促進節(jié)能工作，堅持可持續(xù)發(fā)展。企業(yè)的社會責任不僅是必須要去面對和完成的任務(wù)，也成為了企業(yè)產(chǎn)品的一大亮點。人們對環(huán)保和無毒無害的要求，能夠促進企業(yè)大力發(fā)展清潔生產(chǎn)和節(jié)能工作。

2.3 管控思想的轉(zhuǎn)變

要實現(xiàn)合成革制造的清潔生產(chǎn)目標，必須在研發(fā)生產(chǎn)的思想上實現(xiàn)轉(zhuǎn)變，才能用實際行動支持清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排。

（1）要將局部改良轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟓h(huán)境的改良。目前的合成革制造正面臨著基本材料的轉(zhuǎn)變。改材料自然就要修改生產(chǎn)工藝、技術(shù)和設(shè)備。大規(guī)模的調(diào)整和改革，不僅費用高，并且風險也高。各個企業(yè)大多是在傳統(tǒng)生產(chǎn)線上增加模塊設(shè)備來解決某個問題，或者改良部分生產(chǎn)工藝，讓干法、濕法生產(chǎn)也能夠應(yīng)對水性聚氨酯樹脂的生產(chǎn)，因此合成革生產(chǎn)制造在清潔生產(chǎn)方面不夠系統(tǒng)、不夠徹底。研發(fā)和生產(chǎn)人員應(yīng)將思維從局部調(diào)整轉(zhuǎn)變?yōu)橐陨鷳B(tài)環(huán)境為根基的全局視野下的革新發(fā)展。這樣的調(diào)整并非要求生產(chǎn)企業(yè)將整個生產(chǎn)線整個車間都換掉，而是在全局視野下重新看待各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，革新某個環(huán)節(jié)時能夠想到后續(xù)的發(fā)展可能性。

（2）將終端控制思想轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程控制思想。在清潔生產(chǎn)方面，必須把握一個標準，合成革生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水廢渣經(jīng)過終端凈化處理達到排放標準后排廢，是不能算作純粹的清潔生產(chǎn)的。要實現(xiàn)清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排，需要將有毒有害物的管理思維從終端控制轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程控制，不能僅僅滿足于廢水廢氣經(jīng)過最終處理后排掉，而是盡量讓生產(chǎn)過程少產(chǎn)生甚至不產(chǎn)生有毒有害物。制革過程中要少用有毒有害的材料、助劑等，盡量減少化學制劑的投入，從源頭控制廢水廢氣廢渣的產(chǎn)出量，提高清潔生產(chǎn)的等級。

（3）將有效利用資源的思維轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝Ю觅Y源。合成革生產(chǎn)制造一直以來較為粗放，污染重，能耗大，成效低。企業(yè)選擇原材料和生產(chǎn)方式，比較注重材料和工藝的有效性，只要有效，是否節(jié)約，是否清潔，并非最關(guān)鍵的考核指標。走進新時代，人們的思想在不斷轉(zhuǎn)變，對產(chǎn)品的需求也在不斷調(diào)整，企業(yè)已不能用過去的粗放式管理方式來管理現(xiàn)在的合成革生產(chǎn)經(jīng)營活動。轉(zhuǎn)變思維，用資源是否清潔，生產(chǎn)是否清潔來衡量合成革的產(chǎn)出過程，指導(dǎo)各類研發(fā)生產(chǎn)工作，從源頭上解決環(huán)保問題，而清潔生產(chǎn)和節(jié)能工作的推進，長遠來看，是有助于企業(yè)降低投入增加收益的。

3 結(jié)束語

我國當前的聚氨酯合成革生產(chǎn)，因工藝、技術(shù)、設(shè)備等還不夠完善，不斷靠攏水性聚氨酯樹脂的生產(chǎn)，但是還很難完全發(fā)揮水性聚氨酯樹脂的優(yōu)勢，生產(chǎn)過程中仍然需要引入傳統(tǒng)溶劑型聚氨酯的材料和技術(shù)。隨著環(huán)保觀念的不斷發(fā)展，水性聚氨酯樹脂生產(chǎn)的合成革產(chǎn)品逐漸占領(lǐng)市場。在生產(chǎn)過程中，應(yīng)不斷研發(fā)新工藝新技術(shù)，提高聚氨酯合成革生產(chǎn)的環(huán)保級別，讓清潔生產(chǎn)節(jié)能工作為行業(yè)發(fā)展提供巨大的推動力，給企業(yè)帶來經(jīng)濟利益和社會利益，促進可持續(xù)發(fā)展。