聚氨酯合成革行業清潔生產節能工作研究

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，和傳統的溶劑型聚氨酯相比，減少了溶劑材料，環境友好程度高，同時，水性聚氨酯樹脂材料物化性能良好，生產的合成革產品表面細膩光滑，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，人們的環保意識更強，水性聚氨酯樹脂得到社會的廣泛關注，大量的研發資源投入到水性聚氨酯樹脂合成革項目上。我國企業開展了不同層面的研究，在技術方面不斷革新，實現節能環保清潔生產，全面推行環保理念，提高聚氨酯合成革產品的質量。

1 聚氨酯合成革行業清潔生產節能工作實施情況

1.1 原材料的更新換代

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

將材料更換成水性聚氨酯樹脂，可從根本上解決清潔生產問題。水性聚氨酯樹脂的生產，在工藝、技術、設備方面還存在很多有待攻克的難題。研究機構和相關企業都在不斷研發和試驗，以期在生產環節降低能耗，完全脫離溶劑型聚氨酯和相關生產工藝。水性聚氨酯樹脂合成革的生產要求做到生產制造過程無毒無害，不給環境帶來負擔；使用過程無毒無害，不產生污染物，產物可降解。合成革企業把清潔生產節能工作的重點放在生產廢物、廢氣、廢水的處理上，對干法、濕法生產線加以密封。結合材料的替換，則能夠大幅提高清潔生產效率，做到節能環保。

1.2 改進生產工藝

我國目前采用的合成革生產工藝多為干法工藝。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，調節組分比例來調整溶劑型聚氨酯的效果，直接影響溶劑型聚氨酯的質量。組分比例各溶劑原料的價格隨著市場波動和產品需求進行調整。濕法工藝采用的溶劑一般為二甲基甲酰胺。

目前合成革生產的溶劑回收技術有限，多組分溶劑回收后分離難度大，廢水治理困難，導致成本過高，并且溶劑有一定毒性，污染環境，損害操作人員健康。為了提高清潔生產水平，大多數合成革生產企業和聚氨酯樹脂生產廠家合作研究。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。

原材料的更新換代和工藝改進存在對應關系。更改原材料，則干法生產線使用的溶劑也要調整，促使生產工藝和生產技術的革新。合成革生產過程中，把樹脂漿料的多組分溶劑改為單組分溶劑，必須調整生產工藝。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，與之對應的離型紙類型和生產線速率都要進行調整，相當于整個干法工藝生產線的革新改造。

近年來，合成革生產規模不斷擴大，相關技術得到改進提升，二甲基甲酰胺單組分溶劑干法生產工藝也逐漸走向成熟，出現了很多成功案例，很多大型企業已經運用該生產工藝量產。工藝調整讓清潔生產成為可能，生產線發展穩定。當前合成革生產技術較為先進的歐美國家能夠運用干法生產工藝對產品表面進行處理，我國的整體技術層次有待提高，表面處理需要配備后期工藝達到相應的效果。

1.3 工藝規范不斷優化

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

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

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，并不斷革新生產工藝技術，也要產生大量衍生廢料。這些廢水廢氣如果未經處理就排入環境，就會造成嚴重的污染。聚氨酯合成革生產的濕法工藝技術會產生含有二甲基甲酰胺溶劑的廢水，必須將生產線的排水方式設計為逆流排水方式，讓水洗槽內的廢水循環利用，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。干法生產工藝會產生較多的廢氣。在烘干箱和涂臺位置，高溫蒸發產生大量廢氣。廢氣給環境帶來的影響是最惡劣的，傳播廣泛，成分復雜，危害面積大。聚氨酯合成革生產企業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線產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備，最大限度封閉生產線，特別是烘干設備位置，烘干設備上方也設置了風機，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，與濕法工藝端產生的廢水匯集到一起統一凈化處理。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，做到可持續發展，提高了生產線清潔生產水平。

剩余漿料回收方面。聚氨酯合成革生產過程中，樹脂原料的添加量巨大，填料桶中經常會掛壁剩余一部分樹脂原料，這些桶如果不經過處理就廢棄，也會給環境帶來惡劣的影響。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投入產品生產之中，也可以經過濃度調整或者干化后提供給生產企業循環利用。

2 聚氨酯合成革行業清潔生產節能工作的發展趨勢

2.1 推進合成革原材料研發工作

從溶劑型聚氨酯走向水性聚氨酯樹脂材料，是清潔生產工作的一大進步。合成革材料推陳出新，生產工藝技術不斷革新。可以說，原材料的調整和替換，從根本上解決了環保問題，能夠做到生產過程無毒無害，產出物無毒無害，可降解，對環境友好。水性聚氨酯樹脂材料的應用，二甲基甲酰胺樹脂的應用與回收，大幅減少了合成革生產過程中的污染問題。合成革生產的研究人員，應加強和國內外優秀聚氨酯企業的溝通合作，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，需要對生產設備工藝技術等進行全面的改革，理論上，水性聚氨酯樹脂的能耗低于傳統溶劑型聚氨酯。

研究人員對水性聚氨酯的原理不斷探索，發揮其優勢作用，促進合成革生產向著高度清潔綠色的方向發展。研究水性聚氨酯樹脂材料的性能，開發更高效的原材料、助劑、化纖等。水性聚氨酯生產出的產品功能性強，多種多樣，綠色環保，時尚美觀，是合成革生產的發展方向。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大力展開這種材料的研究。雖然水性聚氨酯樹脂的生產還存在量產困難，工藝不匹配，技術需要革新等各種問題，但是在良好的研發環境和態勢下，必將迎來新材料的春天。

2.2 節能與環保整合增長

為改善環境質量，減少合成革生產過程給環境帶來的污染，應該積極推動環保事業發展，提高清潔生產，引入清潔能源，大力研發和應用清潔材料，對生產過程中的廢棄物、廢水、廢氣等加以處理，循環使用或深度凈化，確保資源得到充分利用，生產得以穩定發展。

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

2.3 管控思想的轉變

要實現合成革制造的清潔生產目標，必須在研發生產的思想上實現轉變，才能用實際行動支持清潔生產和節能減排。

（1）要將局部改良轉變為大環境的改良。目前的合成革制造正面臨著基本材料的轉變。改材料自然就要修改生產工藝、技術和設備。大規模的調整和改革，不僅費用高，并且風險也高。各個企業大多是在傳統生產線上增加模塊設備來解決某個問題，或者改良部分生產工藝，讓干法、濕法生產也能夠應對水性聚氨酯樹脂的生產，因此合成革生產制造在清潔生產方面不夠系統、不夠徹底。研發和生產人員應將思維從局部調整轉變為以生態環境為根基的全局視野下的革新發展。這樣的調整并非要求生產企業將整個生產線整個車間都換掉，而是在全局視野下重新看待各個生產環節，革新某個環節時能夠想到后續的發展可能性。

（2）將終端控制思想轉變為過程控制思想。在清潔生產方面，必須把握一個標準，合成革生產產生的廢水廢渣經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的。要實現清潔生產和節能減排，需要將有毒有害物的管理思維從終端控制轉變為過程控制，不能僅僅滿足于廢水廢氣經過最終處理后排掉，而是盡量讓生產過程少產生甚至不產生有毒有害物。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出量，提高清潔生產的等級。

（3）將有效利用資源的思維轉變為高效利用資源。合成革生產制造一直以來較為粗放，污染重，能耗大，成效低。企業選擇原材料和生產方式，比較注重材料和工藝的有效性，只要有效，是否節約，是否清潔，并非最關鍵的考核指標。走進新時代，人們的思想在不斷轉變，對產品的需求也在不斷調整，企業已不能用過去的粗放式管理方式來管理現在的合成革生產經營活動。轉變思維，用資源是否清潔，生產是否清潔來衡量合成革的產出過程，指導各類研發生產工作，從源頭上解決環保問題，而清潔生產和節能工作的推進，長遠來看，是有助于企業降低投入增加收益的。

3 結束語

我國當前的聚氨酯合成革生產，因工藝、技術、設備等還不夠完善，不斷靠攏水性聚氨酯樹脂的生產，但是還很難完全發揮水性聚氨酯樹脂的優勢，生產過程中仍然需要引入傳統溶劑型聚氨酯的材料和技術。隨著環保觀念的不斷發展，水性聚氨酯樹脂生產的合成革產品逐漸占領市場。在生產過程中，應不斷研發新工藝新技術，提高聚氨酯合成革生產的環保級別，讓清潔生產節能工作為行業發展提供巨大的推動力，給企業帶來經濟利益和社會利益，促進可持續發展。