Aquaguard?水性漆在集裝箱生產(chǎn)應(yīng)用中零VOC排放的控制

尹學(xué)柱(開平霍尼韋爾工業(yè)聚合物有限公司，廣東 開平 529300)

Aquaguard?水性漆在集裝箱生產(chǎn)應(yīng)用中零VOC排放的控制

尹學(xué)柱(開平霍尼韋爾工業(yè)聚合物有限公司，廣東 開平 529300)

美國威士伯公司在涂層領(lǐng)域有超過200年的研發(fā)經(jīng)驗，其開發(fā)的Aquaguard?水性涂料是當(dāng)前唯一成功實現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用的水性涂料產(chǎn)品，于2015年與丹麥馬士基公司合作在其東莞生產(chǎn)基地開始正式量產(chǎn)采用Aquaguard?產(chǎn)品的集裝箱產(chǎn)品，這也是全球首家完全采用水性涂料進行生產(chǎn)的廠家。本文研究了該項目中少量有機溶劑的流動方向，并創(chuàng)造性地解決了排放控制問題，實現(xiàn)了VOC的零排放。

水性涂料;有機溶劑;VOC排放控制;AHU;超濾膜

圖一 、工業(yè)涂料對比：

威士伯公司是常規(guī)工業(yè)用水性涂料的技術(shù)領(lǐng)先者，其有機物含量小于2%，遠低于業(yè)內(nèi)號稱為水性涂料的假水性產(chǎn)品（見圖一、工業(yè)涂料對比），非常環(huán)保。但由于水性漆對施工要求高，而且成本也高于一般油性漆，一直沒有得到廣泛的應(yīng)用。丹麥馬士基公司有很高的社會責(zé)任感，與威士伯公司就采用水性漆進行集裝箱生產(chǎn)進行了長期的可行性研究，并于2015年，在其東莞生產(chǎn)基地開始正式量產(chǎn)采用Aquaguard?產(chǎn)品的集裝箱產(chǎn)品，這也是全球首家完全采用水性涂料進行生產(chǎn)的廠家。

涂層體系的變更是一項非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，特別是采用新的水性涂料替代溶劑型涂料產(chǎn)品，在材料存放、施工工藝、設(shè)備調(diào)整、VOC排放控制、成本變動等各個方面都要重新做出完整的規(guī)劃，對于一家傳統(tǒng)的商業(yè)公司而言是極具挑戰(zhàn)的。執(zhí)行此類項目常常需要涉及新方法、新設(shè)備、新材料等新的領(lǐng)域，因此除了本行業(yè)的知識和經(jīng)驗外，還需要具有廣泛的工程技術(shù)知識，才能使有限的資源發(fā)揮最大的效能。

水性涂料施工要比有機溶劑型的安全的多，易燃易爆的風(fēng)險極低。但由于Aquaguard?產(chǎn)品仍含有2%左右的有機溶劑，在生產(chǎn)安全控制方面仍無法降低要求。而且為了達到零VOC排放，必須對這些有機溶劑的流向進行研究并制定方法加以控制。

圖二、水性涂料烘干循環(huán)管路示意圖：

圖二的烘干循環(huán)管線示意圖描繪了經(jīng)AHU除濕加熱的干風(fēng)從底部及兩側(cè)送入干燥室，吹拂過噴涂了水性漆的集裝箱內(nèi)外表面，帶走其揮發(fā)出的水分，再從頂部回風(fēng)管送回AHU的回風(fēng)室，形成干風(fēng)循環(huán)回路。涂料中少量的有機溶劑與水分同時揮發(fā)并被回風(fēng)送回AHU，經(jīng)過除濕器時形成冷凝液流入集液池中。

這些冷凝液的處理是生產(chǎn)中遇到的新問題，由于含有有機溶劑，不能直接排放，而且其中有機物含量又非常低，完全沒有回收價值。面都每天不斷累積的大量待處理廢水十分令人頭痛。

那么有沒有什么方法可以經(jīng)濟高效地分離這種濃度極低的有機溶劑呢？答案當(dāng)然是肯定的，由于有機溶劑的分子量遠大于水，可以通過超濾膜材料進行過濾分離。超濾膜是一種孔徑規(guī)格一致，額定孔徑范圍為0.01微米以下的微孔過濾膜。在膜的一側(cè)施以適當(dāng)壓力，就能篩出小于孔徑的溶質(zhì)分子，在水處理行業(yè)有比較廣泛的應(yīng)用。

為此，我們與廣東省涂料協(xié)會合作，專門設(shè)計了一套處理量為每小時500升的冷凝液處理方案，其工藝路線如下圖：

圖三 、冷凝液超濾膜凈化回收系統(tǒng)：

圖四、超濾膜電子顯微照片：

經(jīng)過試運行，新的系統(tǒng)能夠有效去除冷凝液中的有機溶劑70%以上，經(jīng)檢測，處理后的廢水能完全滿足GB 8978《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，大大降低了對水土環(huán)境的危害，同時也降低了廢棄物處理成本。這一項工藝改進極大地推進了項目驗收的進程，為水性涂料如期量產(chǎn)掃除了障礙。

近年來隨著工業(yè)化進程大力發(fā)展，大氣質(zhì)量每況愈下，部分地區(qū)已嚴重到形成氣象災(zāi)害的程度，而溶劑型油漆涂料生產(chǎn)施工過程中排放的大量有機溶劑是大氣污染的重要來源之一，因此亟待全行業(yè)迅速向水性涂料轉(zhuǎn)換，馬士基集裝箱生產(chǎn)成功轉(zhuǎn)用Aquaguard?水性涂料具有極強的示范作用，為保護大氣環(huán)境，推動可持續(xù)發(fā)展邁出了堅定的一步。