涂料行业实现原料高效利用 向绿色制造转型成趋势

涂料行业实现原料高效利用 向绿色制造转型成趋势

国家对挥发性有机化合物（VOCs）控制越来越重视，涂料行业迎来了绿色转型的契机。要在涂料行业实现绿色制造，不仅要实现原材料和产品绿色化，注重生产过程中的“三废”减排，还要降低施工环节对环境的污染。因此，从摇篮到摇篮（一种工业循环闭合模式，在最初设计阶段就考虑到产品问题，让产品的组成部分可以回收并重新投入使用，以此最大限度地实现可持续发展的理念），实现全生命周期的绿色化，是涂料行业实现绿色制造的关键所在。

    原料高效利用

    《中国制造2025》规划纲要提出，要提高资源利用效率，努力建成高效、清洁、低碳、循环的绿色制造体系，推进资源利用方式向绿色低碳转变。“高效是指投入的原材料最终都能转化成下游成品。整个生产过程‘三废’排放越少越好，能源消耗和成本越少越好。”从上世纪90年代开始就从事水性涂料研发与生产的河北晨阳工贸集团有限公司副总经理花东栓这样理解。花东栓说，以前用量较大的油性涂料中60%～80%是溶剂，涂料成膜过程中，大部分都会挥发到大气中，材料利用既不高效也不绿色。现在许多涂料企业的目光开始转向水性涂料、UV固化涂料、粉末涂料等绿色涂料。

    万华化学集团股份有限公司市场服务经理杨欢认为，要实现全生命周期的绿色化，需要从源头即树脂方面考虑：“对传统的丙烯酸（PA）体系而言，硬度和低VOCs互相矛盾，如果希望漆膜硬度高，就需要添加更多含VOCs的助剂。希望在提高机械性能的前提下，尽量降低VOCs的含量。我们的思路是，除了PA体系的进一步优化，采用聚氨酯丙烯酸（PUA）、水性UV等路线。如果PA需要加6%成膜助剂的话，PUA加2%就够了，水性UV则不需要加入任何成膜助剂，就能高度交联。”

    “目前业内还在倡导非化石能源的利用，生产涂料的原料来源于自然界，涂装结束又回归自然界。即全生命周期不对整个环境造成污染，不留足迹。比如矿物涂料、生物基涂料等。”花东栓说。

    涂料行业专家桂泰江也认为，采用可再生原料是涂料行业绿色转型的重要方向。“比如目前国际上比较热门的蓖麻油制醇酸树脂。目前醇酸树脂涂料已经比较成熟了，但大多以化石原料生产，如何利用现在的技术，实现传统产品升级，并拓展应用领域是未来需要考虑的。”

    生产减排“三废”

    业内专家指出，涂料行业主要的大气污染物多来自于溶剂的使用。涂料的成膜物质，可能涉及醇酸/聚酯树脂、酚醛/氨基树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯、乙烯基树脂、纤维素类树脂、天然及合成橡胶等几十类树脂；溶剂涉及醇类、醚类、脂肪烃类、酮类、萜烯类、卤代烃类、芳香烃类、酯类等上百种。大气污染物种类繁多，监管缺失比较严重。大部分生产装置还是间歇性生产方式。生产过程中，从投料环节、混合调配、包装（标准化）、储罐、转移等环节都以粗放型生产为主。

    因此，生产过程中的“三废”减排对于涂料行业绿色制造也十分关键。在这方面，企业需要加强源头控制，减少溶剂消耗。优先使用无毒、反应活性低的溶剂，逐步替代容易引起恶臭的溶剂；优先采用液体镶嵌式密封、机械式楔形密封、双封式密封等高效密封方式的内浮顶罐；加强操作环节的自动化程度，优先采用桶泵方式。

    专家还建议，企业应变无组织排放为有组织排放，提高末端控制技术的有效性。从储罐、转移、装卸、投料、工艺生产以及“三废”处理等环节实施全过程无组织排放控制措施。

    据了解，业内一些龙头企业已经实现了部分自动化、连续化生产，对生产过程的精准控制，提高资源利用率，减少“三废”排放起到了积极作用。

    施工环境友好

    俗话说，三分涂料，七分涂装。涂料施工环节是VOCs排放大户，只有施工绿色化，涂料才能称得上从摇篮到摇篮。

    华南理工大学化工与能源学院教授涂伟萍指出，一些施工方法废渣回收困难。比如，常用的喷涂效率相差很大。效率低的仅30%，效率高的也只有70%～80%。因此会有大量的涂料废渣产生，加上设备和容器的清洗也会产生涂料废渣，既浪费资源又污染环境。除了采用环境友好涂料外，还需要加强施工环节的“三废”回收。

    一些涂料如水性涂料，虽然产品本身是环保的，但施工过程中如果不加注意就会造成污染。桂泰江表示：“不要一提水性就是环保，水性在施工应用过程中还有些问题，比如施工过程中产生的废渣，清洗涂刷工具的废水，如果直接倒入下水道，对环境影响比较大。还有一些绿色涂料，如无溶剂型涂料、粉末涂料、UV固化涂料都是好东西，如何用好很关键。”

    因此，开发新工艺和新方法，对涂料施工产生的废渣回收利用、减少废水废气的产生并降低废水和废气中的溶剂含量，已成为当前的研究热点和亟待解决的问题。