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水性聚氨酯的创新与应用

文章出处:武汉仕全兴新材料科技股份有限公司 人气:-发表时间:2018-08-02 14:34:00

“油改水”大势所趋

 

《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》(以下简称方案)要求,应从源头加强控制,使用低(无)VOCs含量的原辅材料,加强废气收集,安装高效治理设施。 

虽然使用率尚不足10%,但水性涂料作为VOCs源头减排的重要手段,被要求在许多VOCs重点控制行业推广使用。 

这意味着,在很多行业,原料端面临着“油改水”的命题。 

相关专家表示,目前能被积极推广的VOCs源头控制措施,就是水性漆。近日在上海召开的第四届水性聚氨酯科研技术交流大会上,生态环境部环境工程评估中心VOCs项目负责人沙莎表示,氮氧化物和二氧化硫减排是烟囱式管理,因是单一排放,好管。但VOCs分散、易挥发、无组织排放多,减排策略不能用传统的烟囱式管理模式了,对VOCs的核心管控思想是提倡管理控制、源头控制,其次过程控制,末端治理是效率最低的方式。

方案中希望的低(无)VOCs含量的原辅材料,目前更多指向水性漆。她指出,源头控制方面,目前能被积极推广的,就是水性漆。油性漆的VOCs的含量在50%~70%,水性漆VOCs含量低,能从原料端将VOCs降下来,原料改变的有效性较高。除了推广水性漆外,目前也没有更好的抓手。 

交流大会上,记者了解到,VOCs管控以重点地区、重点行业为主,涉及石化、有机化工、表面涂装、包装印刷等重点行业,此外,涂料、油墨行业中散乱污企业众多,满足环保合规性已是企业生死存亡的大事,必须找到低(无)VOCs含量的水性化产品做原料替代。

水性聚氨酯可为下游行业提供低(无)VOCs含量的水性化产品。中国聚氨酯工业协会副秘书长韩宝乐告诉记者,水性聚氨酯以水为溶剂,具有无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点,可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂、纤维表面处理剂等领域,是安全环保绿色高性能高分子材料,每生产1水性聚氨酯分散体替代溶剂型聚氨酯可以减少0.7吨有机溶剂挥发进入大气,其发展受到世界各国政府的重视。

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“油改水”何去何从?

 

水性的改变并不顺畅。上海华峰材料科技研究院院长助理崔燕军博士告诉记者,油性材料用了30多年,水性材料只发展了十几年,各方面配套还不太成熟。以合成革企业来说,“油改水”成本会高出3%,这对于本就利润微薄的行业来说,并不是个轻松的选择。此外,改用水性之后,还面临生产工艺调整、生产效率降低等问题。

作为合成革全球产能的最大原料国,中国承担了巨大的环境成本。但水性聚氨酯原材料用于合成革,目前占比尚不到2%。 

对于合成革企业来说,如何从源头降低VOCs已成生死大考。由国际品牌PRADA、耐克、李宁等签约品牌、价值链关联方和相关协会组成的团体——有害化学物质零排放组织(ZDHC),对合成革生产已提出明确的减排、替代时间表,其中对水性漆使用提出明确要求。 

虽然这并不是强制性要求,但国际品牌加强绿色供应链管理,对提供原料的中国合成革企业、聚氨酯企业同样产生深远的影响。 

记者了解到,在合成革行业协会的倡议下,国内合成革产业链组织先锋试点单位,针对ZDHC的需求做出相应的技术解决方案探索。每几个月组织一次技术研讨会,ZDHC和先锋试点单位都在积极互动。

中国聚氨酯工业协会秘书长吕国会指出,我国已经成为聚氨酯最大的生产国和消费国,也有望成为最大的消费基地。但行业创新能力不足,大量技术处于跟跑,产业结构不尽合理,集中度比较低,同质化严重,低端产品过剩,高端产品不足。

  他指出,聚氨酯产品的应用应从需求消费转向品质消费,这点在水性聚氨酯领域得到应验。2015年以后,水性聚氨酯创新与应用已进入多个领域,目前已进入高速发展时期。中国聚氨酯工业协会水性材料专业委员会主任兼奥斯佳材料科技有限公司董事长张浩明表示,希望社会关注聚氨酯材料水性化,引导水性聚氨酯成为安全、环保和有竞争力的行业。 

浙江大学化学工程与生物工程学院范宏教授指出,水性涂料在欧美等国家市场占有率在60%之上,而在国内还不到20%。国际上水性涂料产品的性能已大幅提高,有些已接近和超过溶剂型产品。2016年全球水性聚氨酯市场超过420亿美元,但国内技术发展水平还有待进一步提高。

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企业该如何应对?

 

VOCs已成为相关行业的硬骨头,是主动应对还是消极应付,是借助环保要求加强技术进步,还是依然走老路,试图蒙混过关? 

事实上,虽然环保高压是常态,仍有企业心存侥幸,记者了解到,下游企业主动改变的意愿仍不是很强。但总会有企业从短期的阵痛、成本中看到强者恒强的曙光,环保高压是产业结构调整的有效手段,促进行业优胜劣汰。随着国内环保要求不断趋严,污染重、能耗高的企业将不断退出,行业集中度不断提升,带动行业脱离恶性竞争并转入良性发展。

2018年6月,俄罗斯世界杯足球赛激战正酣,您知道,中国合成革企业和世界杯足球赛之间的关联吗?世界杯比赛用球是中国造,上市公司安利股份是全球球用革产品第一品牌,已与耐克、阿迪达斯、美津浓、茵宝等知名品牌建立合作关系,是耐克国内唯一一家合成革材料供应商。其生产的足球用革主要用于世界杯训练用球和礼品用球。

2018年,安利股份表示继续加快推进水性及无溶剂型生态功能性聚氨酯合成革综合升级项目,积极采购水性及无溶剂生产线设备及配套设施。 

中国石油和化学工业联合会副秘书长赵志平指出,化工投资连续3年下降,环保安全压力巨大,但这些挑战同时也为行业从大到强提供了强大动力。近年来的环保风暴,将对今后10年的化工行业发展,产生深远的影响,未来一定是技术先进、产品环保、生产安全的企业胜出,做了就是生,不做,就走在死亡的路上。 

他认为,水性化相对于溶剂型来讲,就是环保型,水性材料会快速发展。 

目前水性化占比不到10%,据分析预测,2023年水性树脂消费量将达到700万吨,未来在汽车、集装箱等行业能够取得较快发展;未来5年水性涂料将以23%的平均增速增长,到2023年达到700万吨。木器漆、防腐漆、防锈漆、金属漆的水性化等新产品将逐渐占据涂装的主导地位。

   记者了解到,水性聚氨酯有望列入工信部新材料产业重点产品目录。

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