清洁生产技术指引--深圳市涂料行业doc-深圳宝安区印刷.docx
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1、深圳市涂料行业清洁生产技术指引目 录1总论11.1概述11.2编制原则与依据11.3适用范围22涂料行业主要生产工艺及污染环节分析22.1深圳市涂料行业现状32.2主要生产工艺32.3主要污染环节的分析133涂料行业清洁生产评价指标183.1评价指标体系183.2溶剂型涂料清洁生产评价指标193.3水性涂料清洁生产评价指标203.4粉末涂料清洁生产评价指标214涂料行业清洁生产技术要求224.1绿色设计224.2原辅材料224.3 生产工艺与设备234.4 过程控制234.5末端治理与废物利用244.6环境管理245企业清洁生产审核275.1清洁生产审核275.2企业实施清洁生产审核程序27附
2、录 深圳市涂料行业清洁生产推荐技术291 溶剂性涂料清洁生产技术292 水性涂料清洁生产技术293 粉末涂料清洁生产技术311 总论1.1 概述为了贯彻中华人民共和国环境保护法、中华人民共和国清洁生产促进法及深圳市循环经济促进条例,促进深圳市涂料行业推行节能减排,产业优化升级,为深圳市涂料企业推行清洁生产提供技术方法,深圳市环境保护局特编制本指引。本指引结合涂料行业生产的工艺特点及产污环节,按照清洁生产原理,从提高资源利用率和减少环境污染出发,针对生产工艺、原材料选用、资源利用、污染物减量及最终处置提出技术要求,并对涂料企业进行全过程的环境管理和认证提出要求。本指引为推荐性标准,可用于企业的清
3、洁生产审核和清洁生产潜力与机会的判断,以及企业清洁生产绩效评定。本指引根据当前深圳市涂料行业技术和装备水平而制订,将根据行业发展状况进行修订。1.2 编制原则与依据1.2.1 编制原则(1)清洁生产和可持续发展原则。引导、鼓励涂料生产企业实施清洁生产,促进社会、经济和环境保护协调发展,走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。(2)引导为主,加强管理,使实施清洁生产成为企业的自觉行为。鼓励和引导涂料生产企业自觉自愿研究、引进、推广无毒、低排放的涂料生产新技术,积极推进企业进行涂料生产工艺和废水处理工艺改革,采用清洁生产工艺,实现全行业节能、降耗、减污及增效。(3)实用性、经济性原则。通过涂
4、料生产行业清洁生产技术指引,提高企业的环境和可持续发展意识,使清洁生产较其他的污染处理办法在经济上更具吸引力,真正提高企业竞争力,实现环境效益与经济效益“双赢”。(4)遵循循环经济理念。按照产品生命周期管理的思路,通过对涂料生产的环境友好设计,实施涂料生产过程的减量化、资源化和无害化处置。1.2.2 编制依据1中华人民共和国清洁生产促进法(中华人民共和国主席令第七十二号;2002.06.29)2中华人民共和国水污染环境防治法3中华人民共和国大气污染环境防治法4中华人民共和国固体废物污染环境防治法(1995年10月30日中华人民共和国主席令第五十八号)5清洁生产审核暂行办法6城镇污水处理厂污染物
5、排放标准(GB18918-2002)7污水综合排放标准(GB8978-1996)8大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)9一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准(GB18599-2001)10危险废物贮存污染控制标准(GB18597-2001)11危险化学品安全管理条例 (2002年1月26日中华人民共和国国务院第344号令)12涂料制造业清洁生产评价指标体系(试行)(国家发展与改革委员会发布2007年24号公告)13国家涂料工业污染物排放标准(2007.05.09)14室内装饰装修材料-溶剂型木器涂料中有害物质限量(GB18581-2001)15室内装饰装修材料-内墙涂料中有害
6、物质限量(GB18582-2001)16水溶性内墙涂料标准(JC/T 423-91) 17建筑防水涂料有害物质限量(2005年行业标准项目计划)1.3 适用范围本清洁生产技术指引用于深圳市涂料生产企业实施清洁生产的技术参考,考虑到涂料制造业原材料和品种的多样性,本指引仅介绍了溶剂型涂料、水性涂料及粉末涂料的清洁生产技术,其它类型涂料企业的清洁生产可依据编制原则制定具体技术方案。2 涂料行业主要生产工艺及污染环节分析2.1 深圳市涂料行业现状深圳市地处国内三大涂料生产基地之一的珠三角地区,不完全统计,截至2007年8月,深圳市共拥有涂料企业1230家,占全国涂料企业总数的15%,主要分布于宝安区
7、、龙岗区和罗湖区。产量最大的产品是水性涂料、粉末涂料、醇酸树脂漆、酚醛树脂漆、高固体分涂料、辐射固化涂料等。目前,深圳市涂料行业面临的问题并不少。根据深圳市质量技术监督局2004年一季度的专项抽查,市场上的内墙乳胶漆和溶剂型木器涂料(聚氨酯树脂涂料)抽样合格率为83.3,内墙乳胶漆样品的问题在于游离甲醛超标,溶剂型木器涂料样品的问题是游离甲苯二异氰酸酯含量过高。除上述被抽查的涂料外,其它涂料也会产生VOC、TBT、DDT、Pb等严重威胁着环境和人体健康的有害物质,因而推行涂料行业实施清洁生产,从源头、生产工艺、废物排放及环境管理等方面对涂料生产实施全方位控制,是实现涂料行业可持续发展的必由之路
8、。2.2 主要生产工艺2.2.1 溶剂型涂料生产工艺 以色漆生产工艺过程为例:一般是混合、输送、分散、过滤等化工单元操作过程及仓储、运输、计量和包装等工艺手段的有机组合。依据色漆产品或研磨漆浆的流动状态、颜料在漆料中的分散性、漆料对颜料的湿润性及对产品的加工精度要求等,首先选用适宜的研磨分散设备,确定基本工艺模式,再根据多方面的综合因素选用其他工艺手段,从而构成色漆生产工艺过程。 2.2.1.1 研磨分散设备 砂磨机以天然石英砂、玻璃珠或陶瓷珠子为分散介质的砂磨机,对于细颗粒而又易分散的合成颜料、粗颗粒或微粉化的天然颜料和填料等易流动的漆浆是高效的分散设备。球磨机生产能力高、分散精度好、能耗低
9、、噪声小、溶剂挥发少、结构简单、便于维护、能连续生产,因此,在多种类型的磁漆和底漆生产中获得了广泛的应用。但是,它不适用于生产膏状或厚浆型的悬浮分散体,用于加工炭黑等细颗粒而难分散的合成颜料时生产效率低,用于生产磨蚀性颜料时则易于磨损,这些因素都应在选用设备时结合具体情况予以考虑。 球磨机球磨机同样也适用于分散易流动的悬浮分散体系。它适用于分散任何品种的颜料,对于分散粗颗粒的颜料、填料、磨蚀性颜料和细颗粒且又难分散的合成颜料有着突出的效果。卧式球磨机由于密闭操作,适用于要求防止溶剂挥发及含毒物的产品。由于其研磨细度难以达到15m以下,且清洗换色困难,故不适于加工高精度的漆浆及经常调换花色品种的
10、场合。 三辊机三辊机生产能力一般较低、结构较复杂,手工操作劳动强度大,敞开操作,溶剂挥发损失大,故应用范围受到一定限制。但是它适用于高黏度漆浆和厚浆型产品的特点是砂磨机和球磨机比不上的,因而被广泛用于厚漆、腻子及部分厚浆状美术漆生产。三辊机易于加工细颗粒而又难分散的合成颜料及细度要求为510m的高精度产品。目前对于某些贵重颜料,一些厂家为充分发挥其着色力、遮盖力等颜料特性、节省用量,往往采用三辊机研磨。由于三辊机中不等速运转的两辊间能产生巨大的剪切力,故导致高固体含量的漆料对颜料润湿充分,从而有利于获得较好的产品质量,因而被一些厂家用来生产高质量的面漆。除此之外,由于三辊机清洗换色比较方便,也
11、常和砂磨机配合应用,用于制造复色磁漆用的少量调色浆。 双辊机双辊机轧片工艺仅在生产过氯乙烯树脂漆及黑色、铁蓝色硝基漆色片中应用,以达到颜料能很好地分散在塑化树脂中的目的,然后靠溶解色片来制漆。2.2.1.2 基本工艺模式 研磨分散设备的类型是决定色漆生产工艺过程的关键。选用的研磨分散设备不同,工艺过程也不同。当选定了研磨分散设备后,工艺过程的基本模式即相应形成。目前常见的工艺类型有砂磨机工艺、球磨机工艺、三辊机工艺和轧片工艺四种。 砂磨机工艺 图2-1为常用的一种砂磨机工艺流程,它以单颜料磨浆法生产白色磁漆或以白色漆浆为主色漆浆,调入其他副色漆浆而制得多种颜色磁漆产品:如加入黑色调色漆浆制备灰
12、色系列磁漆;加入黄色调色漆浆制造牙黄、乳黄系列磁漆;加入绿色浆制备浅绿、果绿系列磁漆;加入蓝色调色漆浆制备淡蓝、天蓝系列磁漆等。1-载货电梯;2-运货小车;3-配料与混合罐(A);4-高速分散机(A);5-砂磨机;6-移动式漆浆盆;7-调漆罐;8-振动筛;9-磅秤;10-配料预混合罐(B);11-高速分散机(B);12-卧式砂磨机;13-移动式漆浆盆(B);图2-1 砂磨机工艺流程示意图 球磨机工艺 图2-2 为常用的一种球磨机工艺。其工艺过程主要为备料、配料及研磨分散、制漆、过滤包装四部分。 三辊机工艺 图2-3 为常用的一种三辊机工艺流程,一般分为备料、配料预混合、研磨分散、调漆、过滤包装
13、几个环节。 轧片工艺图2-4 为常用的轧片工艺流程,一般有树脂溶解、色片扎制、调漆、过滤包装几个部分。1-载货电梯;2-运货小车;3-投料斗;4-球磨机;5-调漆罐;6-振动筛;7-磅秤;图2-2 球磨机工艺流程示意图1-换罐式搅拌机;2-配料盆;3-三辊机;4-单辊机;5-移动式漆浆盆;6-调漆罐;7-振动筛;8-磅秤图2-3 三辊机工艺流程示意图1-溶剂计量罐;2-溶剂混和罐;3-齿轮泵(A);4-过滤器;5-混合溶剂储罐;6-计量罐;7-树脂溶解罐;8-调漆罐;9-齿轮泵(B);10-高速分离机;11-捏合机;12-双辊炼胶机;13-切粒机图2-4 轧片工艺(过氯乙烯漆)流程示意图2.2
14、.1.3 工艺手段的有机结合尽管选用了研磨分散设备,色漆工艺过程的基本模式也就确定,但是只有选定了仓储、输送、计量、包装等工艺手段后,才能形成完整的工艺过程。 确定工艺流程基本类型 首先需根据拟产产品规模及品种花色的复杂程度,确定工艺流程的基本类型。工艺流程的基本类型一般分为大规模专业化生产型、通用型和小批量多品种型。大规模专业化生产型工艺批量大且品种比较单一,适于设计成规模化、连续化、密闭化、自动化生产工艺,尽量减少体力劳动和人为因素对质量的干扰,充分提高劳动生产率。我国目前常见的是生产规模为年产1万吨左右、花色品种比较复杂的通用型工艺,其工艺装置需根据产品结构合理组合。小批量多品种型工艺流
15、程的特点是工艺手段不要求先进、手工操作较多、体力劳动强度较大,但研磨分散手段比较齐全,调漆设备规模呈一定系列,从而形成了对产品批量大小及品种变化适应能力较强的特点。 物料的贮存和运输方式 颜料、填料等粉状物料和漆料、溶剂等液体物料采用的物料储存运输方式各有特点。一般来说,小批量多品种车间无论是粉料和液体物料都宜选用磅秤计量和人工投料的方式进行;中等规模的通用型车间,液体物料可以使用流量计计量、电子秤计量或采用由安装在传感器上的配料罐(制漆罐)直接计量的方式;而粉状颜填料可以延用起重工具吊装、人工计量投料的方式。对于目前常见的人工搬动、磅秤称重、计量投料的方式,应注意处理好繁重的体力劳动和准确计
16、量的关系问题,否则易导致操作者在承受体力劳动的同时,忽视了准确计量的要求,以致波及产品的质量。 制备研磨漆浆的方式 在色漆生产的研磨分散过程中变换品种及花色比较困难,而市场又要求涂料厂提供颜色尽量丰富的色漆产品。目前在我国一般的“通用型”色漆生产线上,主要是针对不同的产品规模及品种特点,灵活选用制备研磨漆浆的方式来缓解这一矛盾的。如砂磨机制备研磨漆浆的方式,可采用单颜料磨浆法、多种颜料混合磨浆法、综合颜料磨浆法等三种不同的方式。 产品的罐装手段包装过程是色漆产品入库前的最后一道工序。当前国内多采用人工灌漆、磅秤计量、人工封盖、贴签和搬运入库的方法。该方法设备简单、投资少、灵活方便,但罐装量受操
17、作者熟练程度和责任心的制约较大,体力劳动强度较大。还有以机械灌漆代替人工计量和自动包装线两类方法。2.2.2 水性涂料主要生产工艺2.2.2.1水性涂料制备工序水性涂料的制备工艺基本情况见表2-1。表2-1水性涂料制备工序及使用设备主要工序 原料主要设备固体树脂的溶解或者其他基料预加工颜料、填料、水和部分助剂不锈钢反应釜原材料混合预分散颜料、填料、水和部分助剂高速分散机、双轴分散机原材料的研磨分散乳液、颜料、水、填料和助剂砂磨机、三辊砂磨机调漆乳液、颜料、水、填料和助剂不锈钢调漆罐过滤调和好的涂料振动筛液体输送设备过滤后的涂料外齿轮泵产品罐装涂料成品罐装机2.2.2.2 水性涂料的制备工艺(1
18、)色浆法水颜料分散剂湿润剂防霉剂部分消泡剂增稠剂水溶液其他组分混合捏合机或搅浆机分散胶体磨搅拌加有增塑剂和成膜助剂的乳液、剩余消泡剂搅浆机混合加水乳液涂料图2-7 色浆法制备乳胶漆工艺流程乳液颜料助剂混合捏合机或搅浆机过滤包装成品(2)干着色法 图2-6 干着色法制备乳胶漆工艺流程以上是制备水性涂料的两种主要的方法,都具有各自的优缺点,比较情况见表2-2。表2-2 两种制备方法特点比较项目优点缺点色浆法产品质量优良操作比较复杂,设备繁多,造价较昂贵干着色法操作简单,工艺单一颜料分散状态下不能达到标准,对颜料混合稳定性的要求很高2.2.2.3 水性涂料主要配方简介(1)水性建筑涂料水性建筑涂料分
19、为水溶性和水乳性两大类,其中以乳胶漆(合成树脂乳液建筑涂料)的用量最大,乳胶漆中的有机挥发物(VOC) 和游离甲醛主要来源于乳液及各种助剂,应予以控制。水性建筑涂料现行配方简介见表2-3。表2-3 水性建筑涂料现行配方简介原材料配方乳液(树脂)纯丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯酸酯、醋酸乙烯-丙烯酸酯、聚醋酸乙烯颜料、填料钛白粉、立白粉、锌白助剂缓冲剂氨水、有机胺分散剂磷酸盐防霉、防腐剂取代芳烃类、杂环化合物、胺类化合物、亚硝酸钠、醋酸苯汞增稠剂水溶性纤维素类衍生物、丙烯酸以及缔合型聚氨酯消泡剂有机改性聚硅氧烷成膜助剂乙二醇丁醚、乙二醇、丙二醇(2)水性金属防腐涂料水性金属防腐涂料现行配方简介见表2-4
20、。表2-4 水性金属防腐涂料现行配方简介分类原材料配方环氧树脂类和聚氨脂类树脂环氧树脂、聚氨酯、沥青、含氯化合物(氯化橡胶等)、酚醛树脂、干性植物油、醇酸树脂、丙烯酸树脂颜料、填料铅系防锈颜料、铬酸盐、铝粉助剂缓冲剂氨水防污剂氧化亚铜、氧化锌、氧化汞、有机锡聚合物、有机氯化合物、缓蚀剂亚硝酸钠、苯甲酸钠、硼酸钠(3)水溶性木器涂料水溶性木器涂料现行配方简介见表2-5。表2-5 水溶性木器涂料现行配方简介分类原材料配方聚丙烯酸酯类和聚氨酯类乳液(树脂)纯丙烯酸酯、单组分聚氨酯、双组分聚氨酯颜料、填料钛白粉、立白粉、滑石粉助剂流平剂1, 2-丙二醇增稠剂水溶性纤维素类衍生物、丙烯酸以及缔合型聚氨酯
21、润湿剂烷基酚聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂消泡剂有机改性聚硅氧烷2.2.3 粉末涂料主要生产工艺粉末涂料主要分为热固性粉末涂料和热塑性粉末涂料两大类,其在制造工艺上面有一定的差异。2.2.3.1 热固性粉末涂料生产工艺热固性粉末涂料传统制造方法见表2-6。表2-6热固性粉末涂料传统制造方法工序原材料生产设备混合粉碎流平剂、分散剂、树脂1和树脂2干混抗蚀剂、触变剂高速混合机挤塑均化颗粒基料、颜料、填料、各种助剂单螺杆或双螺杆挤出机压片颗粒基料、颜料、填料、各种助剂冷却压片机粉碎过筛颗粒基料、颜料、填料、各种助剂ACM磨,180目振动筛旋风分离颗粒基料、颜料、填料、各种助剂分离机传统的工艺流程为:颗
22、粒基料、颜料、填料、各种助剂干混挤塑均化压片粉碎过筛旋风分离包装。传统工艺所采用混合设备简介如下:(1)滚筒式混合机:一般有圆筒型、圆锥型、正方体型、双圆筒型等,这种设备不带搅拌器,需要的混合时间为2030分钟,混合效率低,费时费电,但不会形成过热现象,易于清理,适合美术纹理型粉末涂料的后混合使用。 (2)搅拌型混合机:这种类型的一般有拌合型、双锥螺杆混合型等,一般混合时间为1020分钟,其混合效果较滚筒式混合机效果好,无过热现象,但不易清洗。 (3)高速混合机:混合效率高,一般混合时间为35分钟,应严格控制物料混合时间,时间过长会出现物料过热现象(在不通冷却水的情况下),因过热会出现胶化、结
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