聚氨酯合成革行业清洁生产节能工作研究

沈连根，徐欣欣，石 磊，纪尚超

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

水性聚氨酯树脂材料以水为分散介质，和传统的溶剂型聚氨酯相比，减少了溶剂材料，环境友好程度高，同时，水性聚氨酯树脂材料物化性能良好，生产的合成革产品表面细腻光滑，犹如真皮，耐磨防水，容易造型，越来越受到人们的欢迎。近年来，人们的环保意识更强，水性聚氨酯树脂得到社会的广泛关注，大量的研发资源投入到水性聚氨酯树脂合成革项目上。我国企业开展了不同层面的研究，在技术方面不断革新，实现节能环保清洁生产，全面推行环保理念，提高聚氨酯合成革产品的质量。

1 聚氨酯合成革行业清洁生产节能工作实施情况

1.1 原材料的更新换代

传统溶剂型聚氨酯材料的生产过程和最终成品都很难达到清洁生产标准，无法满足当前社会发展的目标和市场需求。随着新型材料的不断涌现，研究人员和企业自主创新，引入了更多的生态合成材料。水性聚氨酯树脂是当前受到较多关注的一种，使用水性聚氨酯树脂生产合成革，生产过程高度清洁，但是在节能方面还有待提高。传统合成革制造被人们看作污染较高的产业，制作过程中大量采用溶剂型聚氨酯，带来严重的环境污染。

将材料更换成水性聚氨酯树脂，可从根本上解决清洁生产问题。水性聚氨酯树脂的生产，在工艺、技术、设备方面还存在很多有待攻克的难题。研究机构和相关企业都在不断研发和试验，以期在生产环节降低能耗，完全脱离溶剂型聚氨酯和相关生产工艺。水性聚氨酯树脂合成革的生产要求做到生产制造过程无毒无害，不给环境带来负担；使用过程无毒无害，不产生污染物，产物可降解。合成革企业把清洁生产节能工作的重点放在生产废物、废气、废水的处理上，对干法、湿法生产线加以密封。结合材料的替换，则能够大幅提高清洁生产效率，做到节能环保。

1.2 改进生产工艺

我国目前采用的合成革生产工艺多为干法工艺。需要使用溶剂组合，其中常见的溶剂有二甲基甲酰胺、甲苯、丁酮等，调节组分比例来调整溶剂型聚氨酯的效果，直接影响溶剂型聚氨酯的质量。组分比例各溶剂原料的价格随着市场波动和产品需求进行调整。湿法工艺采用的溶剂一般为二甲基甲酰胺。

目前合成革生产的溶剂回收技术有限，多组分溶剂回收后分离难度大，废水治理困难，导致成本过高，并且溶剂有一定毒性，污染环境，损害操作人员健康。为了提高清洁生产水平，大多数合成革生产企业和聚氨酯树脂生产厂家合作研究。单组分的二甲基甲酰胺溶剂与多组分溶剂相比，环保型更好，因此将干法工艺的多组分溶剂改为二甲基甲酰胺，或者其他毒性较小的单组分溶剂。

原材料的更新换代和工艺改进存在对应关系。更改原材料，则干法生产线使用的溶剂也要调整，促使生产工艺和生产技术的革新。合成革生产过程中，把树脂浆料的多组分溶剂改为单组分溶剂，必须调整生产工艺。二甲基甲酰胺溶剂的沸点更高，为确保温度准确，就要提高涂层烘干温度，与之对应的离型纸类型和生产线速率都要进行调整，相当于整个干法工艺生产线的革新改造。

近年来，合成革生产规模不断扩大，相关技术得到改进提升，二甲基甲酰胺单组分溶剂干法生产工艺也逐渐走向成熟，出现了很多成功案例，很多大型企业已经运用该生产工艺量产。工艺调整让清洁生产成为可能，生产线发展稳定。当前合成革生产技术较为先进的欧美国家能够运用干法生产工艺对产品表面进行处理，我国的整体技术层次有待提高，表面处理需要配备后期工艺达到相应的效果。

1.3 工艺规范不断优化

聚氨酯合成革企业的生产过程是依靠完整的生产线和规范化流程来完成的。工艺规范对于合成革生产极为重要，要不断优化生产工艺规范，从配料间、物料运输管道、生产线、料斗、涂层、通风换气系统等各个部分入手，提高工艺规范的水平。我国当前聚氨酯合成革生产企业将工艺规范改良的中心放在了清洁生产方面，将物料运输通道、配料料斗、车间全部封闭起来，确保有毒有害物质不会逸出，有效减少了聚氨酯合成革生产带来的环境污染问题。

我国当前有很多优秀的工艺规范案例。聚氨酯合成革生产过程中的废气是对操作人员和环境都产生不良影响的因素，会损坏操作人员的健康。废气产生于烘干工序和涂台上。在涂台的上方增设吸风设备，原本的人工加料改为自动加料。溶剂挥发量减少，可以通过吸风设备将溶剂回收再利用。这一措施能够保护操作人员，降低环境污染，提高资源利用率。当前我国聚氨酯合成革生产企业的工艺规范对干法和湿法应用都做了详细规定，增加吸气罩，封闭车间，水洗过程优化为逆流洗等，合理应用不同工艺技术，确保清洁生产，做到节能降耗。

1.4 废弃物的回收利用

在废水废气的回收利用方面。聚氨酯合成革生产过程难免存在大量废水废气，即使是引入了水性聚氨酯树脂材料，并不断革新生产工艺技术，也要产生大量衍生废料。这些废水废气如果未经处理就排入环境，就会造成严重的污染。聚氨酯合成革生产的湿法工艺技术会产生含有二甲基甲酰胺溶剂的废水，必须将生产线的排水方式设计为逆流排水方式，让水洗槽内的废水循环利用，将正常水补充进去，废水排放量大幅减少，废水中的二甲基甲酰胺的浓度也会降低。干法生产工艺会产生较多的废气。在烘干箱和涂台位置，高温蒸发产生大量废气。废气给环境带来的影响是最恶劣的，传播广泛，成分复杂，危害面积大。聚氨酯合成革生产企业排放的废气量大约在25 000m³/h，带来严重的空气污染问题。废气的温度不高，属于低空传播，速度快，难净化处理。因此，要对合成革干法生产线产生的废气加以有效治理。目前采用的措施是在涂台位置安装吸风设备，最大限度封闭生产线，特别是烘干设备位置，烘干设备上方也设置了风机，将废气搜集起来，回收利用。二甲基甲酰胺溶液能够溶于水，废气中的二甲基甲酰胺气体，经过喷淋塔溶于水，水中的溶剂达到一定浓度后，与湿法工艺端产生的废水汇集到一起统一净化处理。也可以采用蒸馏回收方式。这样的处理方式降低了能耗和物资消耗，将废弃物变废为宝，做到可持续发展，提高了生产线清洁生产水平。

剩余浆料回收方面。聚氨酯合成革生产过程中，树脂原料的添加量巨大，填料桶中经常会挂壁剩余一部分树脂原料，这些桶如果不经过处理就废弃，也会给环境带来恶劣的影响。树脂原料黏性较大，会挂在桶壁上，当前使用较多的水性聚氨酯树脂也会挂壁，桶壁上的各种浆料须根据种类不同分别采用单组分溶剂或者水来浸泡回收。这部分浆料可以继续投入产品生产之中，也可以经过浓度调整或者干化后提供给生产企业循环利用。

2 聚氨酯合成革行业清洁生产节能工作的发展趋势

2.1 推进合成革原材料研发工作

从溶剂型聚氨酯走向水性聚氨酯树脂材料，是清洁生产工作的一大进步。合成革材料推陈出新，生产工艺技术不断革新。可以说，原材料的调整和替换，从根本上解决了环保问题，能够做到生产过程无毒无害，产出物无毒无害，可降解，对环境友好。水性聚氨酯树脂材料的应用，二甲基甲酰胺树脂的应用与回收，大幅减少了合成革生产过程中的污染问题。合成革生产的研究人员，应加强和国内外优秀聚氨酯企业的沟通合作，共同推进水性聚氨酯树脂的研究。水性聚氨酯树脂材料投入生产，需要对生产设备工艺技术等进行全面的改革，理论上，水性聚氨酯树脂的能耗低于传统溶剂型聚氨酯。

研究人员对水性聚氨酯的原理不断探索，发挥其优势作用，促进合成革生产向着高度清洁绿色的方向发展。研究水性聚氨酯树脂材料的性能，开发更高效的原材料、助剂、化纤等。水性聚氨酯生产出的产品功能性强，多种多样，绿色环保，时尚美观，是合成革生产的发展方向。消费者对水性聚氨酯的喜爱和期待都十分强烈，也拉动了合成革企业大力展开这种材料的研究。虽然水性聚氨酯树脂的生产还存在量产困难，工艺不匹配，技术需要革新等各种问题，但是在良好的研发环境和态势下，必将迎来新材料的春天。

2.2 节能与环保整合增长

为改善环境质量，减少合成革生产过程给环境带来的污染，应该积极推动环保事业发展，提高清洁生产，引入清洁能源，大力研发和应用清洁材料，对生产过程中的废弃物、废水、废气等加以处理，循环使用或深度净化，确保资源得到充分利用，生产得以稳定发展。

企业的管理成本、治理成本等，都会影响企业的竞争力，影响产品价格，在市场上的推广营销也就会受到影响。鼓励企业引入高精尖技术，利用清洁能源和清洁材料，确保生产工艺技术的绿色环保，促进节能工作，坚持可持续发展。企业的社会责任不仅是必须要去面对和完成的任务，也成为了企业产品的一大亮点。人们对环保和无毒无害的要求，能够促进企业大力发展清洁生产和节能工作。

2.3 管控思想的转变

要实现合成革制造的清洁生产目标，必须在研发生产的思想上实现转变，才能用实际行动支持清洁生产和节能减排。

（1）要将局部改良转变为大环境的改良。目前的合成革制造正面临着基本材料的转变。改材料自然就要修改生产工艺、技术和设备。大规模的调整和改革，不仅费用高，并且风险也高。各个企业大多是在传统生产线上增加模块设备来解决某个问题，或者改良部分生产工艺，让干法、湿法生产也能够应对水性聚氨酯树脂的生产，因此合成革生产制造在清洁生产方面不够系统、不够彻底。研发和生产人员应将思维从局部调整转变为以生态环境为根基的全局视野下的革新发展。这样的调整并非要求生产企业将整个生产线整个车间都换掉，而是在全局视野下重新看待各个生产环节，革新某个环节时能够想到后续的发展可能性。

（2）将终端控制思想转变为过程控制思想。在清洁生产方面，必须把握一个标准，合成革生产产生的废水废渣经过终端净化处理达到排放标准后排废，是不能算作纯粹的清洁生产的。要实现清洁生产和节能减排，需要将有毒有害物的管理思维从终端控制转变为过程控制，不能仅仅满足于废水废气经过最终处理后排掉，而是尽量让生产过程少产生甚至不产生有毒有害物。制革过程中要少用有毒有害的材料、助剂等，尽量减少化学制剂的投入，从源头控制废水废气废渣的产出量，提高清洁生产的等级。

（3）将有效利用资源的思维转变为高效利用资源。合成革生产制造一直以来较为粗放，污染重，能耗大，成效低。企业选择原材料和生产方式，比较注重材料和工艺的有效性，只要有效，是否节约，是否清洁，并非最关键的考核指标。走进新时代，人们的思想在不断转变，对产品的需求也在不断调整，企业已不能用过去的粗放式管理方式来管理现在的合成革生产经营活动。转变思维，用资源是否清洁，生产是否清洁来衡量合成革的产出过程，指导各类研发生产工作，从源头上解决环保问题，而清洁生产和节能工作的推进，长远来看，是有助于企业降低投入增加收益的。

3 结束语

我国当前的聚氨酯合成革生产，因工艺、技术、设备等还不够完善，不断靠拢水性聚氨酯树脂的生产，但是还很难完全发挥水性聚氨酯树脂的优势，生产过程中仍然需要引入传统溶剂型聚氨酯的材料和技术。随着环保观念的不断发展，水性聚氨酯树脂生产的合成革产品逐渐占领市场。在生产过程中，应不断研发新工艺新技术，提高聚氨酯合成革生产的环保级别，让清洁生产节能工作为行业发展提供巨大的推动力，给企业带来经济利益和社会利益，促进可持续发展。