（环境工程专业论文）uv涂料中丙烯酸光敏树脂的合成及清洁生产工艺研究.pdf

u v 涂糕孛嚣燥酸光敏辩疆嚣台成及漕港生产工艺研究 攘要 本文根据紫外光网化涂料( u v 涂料) 行业清洁生产的要求，改进了现有紫 势必霾绽涂瓣主落一一嚣戆酸巍敏耱爨戆合成王艺，著进一步臻发遗霭葶孛鼗型嚣 烯酸光敏树脂，在此綦础上结合紫外光固化涂料和水性涂料各自的优点研究合成 水性丙烯酸光敏树腊，并通过逐步试验确定了姆一种树脂的最佳工艺参数，为紫 辨光露化涂料霉亍选实瑷清洁生产爨定了理论熬懿，提供了技术支持。 现存綮矫光固亿涂料的光敏树耱为丙烯酸缩水甘油醢。针对传统黛产工艺采 用水洗操作所带来的废水污染、设备腐蚀、收率低等问题，清洁合成新工艺用充 分干燥丙烯酸钠盐代耱了脱水过稷；选用高效催化剂提高收攀；反应结束后通过 减歪过滤分离产品_ 饔溶潮，觚根本上解决了痰零释放闰嚣，使合藏过释符合清洁 生产要求。 在改进现有丙烯酸光敏树脂的湛础上，合成了两种新烈丙烯酸光敏树脂。三 ( 蓼氧露蒸) 舅鬣尿羧嚣爨酸臻爨骞霞越憨裂媛炷、熬稳定性、交联镶、极抉戆 固化速度；雨烯酸羟乙酯基羟氯丙麓顺丁烯二酸酯具有很好的耐候性、耐污染性、 耐酸碱等性能且可以大幅度降低紫外光固化涂料的成本和对皮肤的刺激。 针对紫外光固化涂料助裁挥发掰弓i 起的球境污染阏题，研究出溶予水静嚣烯 酸光敏褥耱，由诧开发出醵永律秘裁的紫井光承佳涂料。茭助裁水挥发翔空气串 对大气没有污染，且采用紫外光固化克服了水性涂料固化速度慢的缺点。 三种掰丙烯酸树脂的合成均悬清洁生产过程，对环境没有污染。 关键词：清洁生产；紫外光固化涂料；丙烯酸光敏树脂；承性光敏树滕；合成； 疋艺参数 i i a b s t r a c t a c c o r d i n gt o t h ed e m a n do fc l e a n e rp r o d u c t i o no ft h eu vc u r a b l ec o a t i n g ，t h e s y n t h e s i so fg l y c i d y la c r y l a t e - - t h ep r i n c i p a lp a r to fu vc u r a b l ec o a t i n gh a sb e e n i m p r o v e d t w on e wp h o t o s e n s i t i v ea r c y l a t eh a v eb e e ns y n t h e s i z e d f u r t h e r m o r e ，a n e ww a t e rb a s e dp h o t o s e n s i t i v ea r c y l a t ew h i c hg e tt h es t r o n g p o i n to fb o t hu v c u r a b l e c o a t i n g a n da q u e o u sc o a t i n gh a sb e e ns y n t h e s i z e d a n dt h eo p t i m u m t e c h n o l o g yp a r a m e t e r sh a v eb e e no b t a i n e db yt h et e s t t h i sr e s u l t si su s e f u li nb o t h t h e o r ya n dp r a c t i c eo fc l e a n e rp r o d u c t i o ni nu v c u r a b l ec o a t i n g i t sg l y c i d y la c r y l a t et h a tt h ee x i s t i n gp h o t o s e n s t i v er e s i no fu vc u r a b l ec o a t i n g i nt h et r a d i t i o n a l s y n t h e s i so fg l y c i d y la c r y l a t e ，w a s h i n gh a db e e nu s e dt os e p a r a t e p r o d u c ta n ds o l v e n t i tt o o km a n yp r o b l e m ss u c ha st h ew a t e rp o l l u t i o n ，t h ec o r r o s i o n o ff a c i l i t i e sa n dl o wp r o d u c t i v i t y t h ec l e a n e rs y n t h e s i so fg l y c i d y la c r y l a t ew a s i n v e s t i g a t e do nt h eb a s i so fu s i n gt h ed r yn a t r i u ma c r y l a t ea ss o u r c e ，r e f i n i n gp r o d u c t b yf i l t r a t i o n ，a n dc h o o s i n ge f f i c i e n tc a t a l y s t c o m p a r e dw i t ht h et r a d i t i o n a lw a y s ，t h e y i e l dr a t i ow a si m p r o v e do b v i o u s l ya n dt h ep r o b l e mo fd i s c h a r g e dw a t e rp o l l u t i o n w a ss o l v e d t w on e wp h o t o s e n s i t i v ea r c y l a t e sh a v eb e e ns y n t h e s i z e di nt h i sp a p e r t r i g l y c i d y l i s o e y a n u r a t ea c r y l a t ei sa ne x c e l l e n tu l t r a v i o l e tc u r a b l er e s i nt h r o u g hc o a t i n gt e s t s ， i n c l u d i n gd u r i a b i l i t yo fw e a t h e r ，s t a b i l i t yo ft e m p e r a t u r e ，i n h i b i d e n tf i r e a n df a s t c u r i n g h y d r o x y e t h y la c r y l a t ep r o p y lh y d r o x y - c h l o r i d em a l e a t ec a n b eu s e da sa c t i v e t h i n n e ro fu vc u r a b l ec o a t i n ga n dt h i n n e ro fu n s a t u r a t e dp o l y e s t e r a i m i n ga tt h ep r o b l e mo fe n v i r o n m e n tp o l l u t i o nc a u s e db yt h eu v c u r a b l ec o a t i n g ， ap h o t o s e n s i t i v ea r e y l a t ew h i c hc a nd i s s o l v ei nw a t e rh a sb e e nw o r k e do u t s oi t s p o s s i b l et od e v e l o pt h ew a t e rb a s e du v c u r a b l ec o a t i n g t h ea d d i t i v ea g e n t w a t e r c o u l dv o l a t i l i z ei na t m o s p h e r et h a tr e d u c et h ea i rp o l l u t i o n t h es p e e do fc u r i n gi s m u c hf a s t e rt h a na q u e o u sc o a t i n g a l l t h et e c h n o l o g yo fs y n t h e s i so ft h et h r e en e wp h o t o s e n s i t i v ea r c y l a t e sa r e c l e a n e rp r o d u c t i o n ，w i t h o u te n v i r o n m e n tp o l l u t i o n k e yw o r d s ：c l e a n e rp r o d u c t i o n ；u vc u r a b l e w a t e rb a s e dp h o t o s e n s i t i v er e s i n ； 1 1 i c o a t i n g ；p h o t o s e n s i t i v ea r c y l a t e ； s y n t h e s i s ；t e c h n o l o g yp a r a m e t e r u v 涂料中丙烯酸光敏树脂的台成及清洁生产工艺研究 插图索弓 图2 1 丙烯酸钠水分含量对丙烯酸缩水甘油酯收率的影响3 2 图2 _ 2 丙烯酸钠纯度对丙烯酸缩水甘油酯收率的影响3 2 图2 3 原料配比对丙烯酸缩水甘油酯收率的影响3 4 图2 4 反应温度对丙烯酸缩水甘油酯收率的影响3 6 图2 5 反应时间对丙烯酸缩水甘油酯收率的影响3 6 图3 1 三( 坏氧丙基) 异氰尿酸丙烯酸酯合成试验酸价随时间变化曲线图4 3 图3 2 三( 环氧丙基) 异氰尿酸丙烯酸酯合成试验反应级数n 的确定4 4 图3 3 三( 环氧丙基) 异氰尿酸丙烯酸酯合成试验速率常数1 3 的确定4 4 图4 1丙烯酸羟乙酯基羟氯丙基顺丁烯二酸酯合成帝一部反映催化剂用量对酸值影响 ! ；：! 图4 2 丙烯酸羟乙酯基羟氯丙基顺丁烯二酸酯合成第二步反应催化剂用量对酸值影响 5 ：! 图4 - 3 丙烯酸羟乙酯基羟氯丙基顺丁烯二酸酯合成反应温度对酸值的影响53 图5 1 水性丙烯酸光敏树脂原理实验不同催化剂结果比较5 7 图5 2 水性丙烯酸光敏树脂原理试验原料配比曲线5 8 图5 3 水性丙烯酸光敏树脂合成试验不同催化剂下两步实验乙二醛含量比较5 9 图5 4 水性丙烯酸光敏树脂合成试验不同原料配比两步实验乙二醛含量比较6 0 图5 5 温度对水性丙烯酸光敏树脂合成试验的影响6 2 图5 6 水性丙烯酸光敏树脂合成试验第一步时间随线6 4 图d 1 镜面法求曲线斜率7 7 v i i i 硕士学位论文 附表索引 表1 1 欧洲5 种主要涂料的市场份额1 1 表1 22 0 1 0 年前世界工业涂料的构成1 1 表2 1 制备丙烯酸钠所用溶剂对丙烯酸缩水甘油酯收率的影响3 1 表2 2 催化剂种类对丙烯酸缩水甘油酯收率的影响3 3 表2 - 3 阻聚剂种类对丙烯酸缩水甘油酯收率的影响3 4 表3 1 原料配料比对三( 环氧丙基) 异氰尿酸丙烯酸酯合成的影响4 0 表3 2 阻聚剂种类对三( 环氧丙基) 异氰尿酸丙烯酸酯合成的影响4 1 表3 3 催化剂种类对三( 环氧丙基) 异氰尿酸丙烯酸酯合成的影响4 1 表3 4 反应温度对三( 环氧丙基) 异氰尿酸丙烯酸酯合成的影响4 2 表3 5 三( 环氧丙基) 异氰尿酸丙烯酸酯合成试验酸价随时间变化情况4 2 表3 6 采用镜面法求酸价随时间变化曲线各点的斜率结果4 3 表3 7 甲基丙烯酸及丙烯酸合成试验结果比较4 5 表3 _ 8 扩大小试试验结果4 6 表4 1 反应物配比对丙烯酸羟乙酯基羟氯丙基顺丁烯二酸酯合成试验酸值的影响5 l 表5 1 水性丙烯酸光敏树脂合成试验有催化剂温度实验结果6 1 表5 2 水性丙烯酸光敏树脂合成试验无催化剂温度实验结果6 l 表5 3 原料配比对水性丙烯酸光敏树脂合成试验的影响6 2 表5 4 水性丙烯酸光敏树脂合成第二步时间实验“ i x 湖南大学 学位论文原创性声明 本人熬重声明：所呈交的论文是本人在警师的攒导下独立进纷研究所取得 的研究成果。除了文中特别加以标浪引用的内容外，本论义不包含任何其他个 人或集体已经发表或撰写戆壤果终暴。对本文戆疆究镁逡鬟要贡簸豹个人髑集 体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承 担。 作者签名。三务物日期；毒* 年莎胃脾蟊 学位瓷文版权使用授权书 本学位论文作者究全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 蹂瞽并向国家有关部门或梳稳送交论文的氯舔件鞠电子蔽，允许论义被查阅和 睦翔。本人授投港煮大学可以将本学位论文的全部姨部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扣描等霓制手段保存和汇编本学位论文e 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密厢适用本授权书。 2 、不保穰翻。 ( 请在以上耜皮方框内行“4 ”) 俸赣签名：场扬 导师签名： 日期：硼6 年f 月拍日 曰期：年月日 硕士学位论文 i i 清洁生产概论 第1 章绪论 1 1 1 清洁生产的由来 清洁生产的出现是一个历史的发展过程。工业化初期，废物的产生完全依赖 于自然界的消纳，基本上是以“稀释排放”来解决环境污染问题；二十世纪5 0 年代，许多国家相继出现了一些恶性环境污染事件，各国不得不由“排污”转向 “治污”，即针对生产末端产生的污染物开发行之有效的治理技术，这就是人们 常说的“末端治理” 1 1 。随着工业化的进一步扩散，污染物急剧增加，“末端治 理”也很快显出其局限性，其主要问题是：处理设施投资大，运行费用高，经 济效益低，往往浪费资源：可能带来二次污染，如废气中的污染物转化为废水， 废水中的污染物转化为废渣，废渣堆放、填埋不当时，又逸入大气和水体中； 环境管理只偏重于末端控制，处于被动状态；控制措施只停留在生产层次上， 较少进入宏观决策层次，环保计划只被当作一种陪衬措施【2 】。 从5 0 年代至7 0 年代，尽管人类为治理污染付出了巨大代价，但全球的环境 污染问题依然日趋严重。面对这种情况，人们开始意识到，与其治理“末端”污 染，不如开发替代产品，调整工艺工程，优化系统配置，使污染减至最少。经过 一个时期的孕育，“清洁生产”逐渐成型问世【1 】。1 9 7 6 年巴黎召开的“无废工艺 和无废生产国际研讨会”标志着清洁生产提到议事日程。1 9 7 9 年4 月欧共体理 事会宣布推行清洁生产的政策。同年1 1 月，在日内瓦举行的“在环境领域内进 行国际合作的全欧会议”上通过关于少废无废工艺和废料利用的宣言，指出 无废工艺就是使社会与自然取得和谐关系的战略方向和主要手段。同年，联合国 环境规划署工业与环境规划活动中心( u n e p e c p a c ) 进一步制定出清洁生产 计划 3 1 。 进入9 0 年代，不仅清洁生产的内涵日臻完善，更有许多国家相继出台有关 政策、措旋。1 9 9 0 年美国国会通过了污染防治法，并明文指出“源头削减污 染与以往的废物管理在污染控制上有根本不同，而且更符合环境保护的要求”。 这是美国通过立法肯定以污染预防取代末端处理为主的污染控制政策，是工业污 染控制战略上的一个根本变革，这种变革迅速形成了一股不可阻止的浪潮 4 1 。 1 9 9 2 年联合国在巴西召开的“环境与发展大会”提出了全球环境与经济协调发 展的新战略，中国政府积极响应，于1 9 9 4 年提出了“中国2 1 世纪议程”，将清 u v 涂料中丙烯酸光敏树脂的合成及清洁生产工艺研究 洁生产列为“重点项目”之一【5 l 。与此同时，一些国际组织也大力参与推进，清 洁生产开始遍及全球，并在很多地方取得明显成效。 1 1 2 清洁生产的定义及主要内容 1 1 2 1 清洁生产的定义 联合国环境署把清洁生产的概念定义如下：清洁生产是对工艺和产品不断运 用一体化的预防性环境战略，以减少其对人体和环境的风险；对生产工艺来说， 清洁生产包括节约原材料和能源，消除有毒原材料，并在一切排放物和废物离开 工艺之前削减其数量和毒性；对于产品，战略重点是沿产品的整个寿命周期，即 从原材料提取到产品的最终处置，减少其各种影响【6 】。 从其概念出发，清洁生产是一种预防性方法。它要求在产品或工艺的整个寿 命周期的所有阶段，都必须考虑预防污染，或将产品或工艺过程中对人体健康及 环境的短期和长期风险降至最小。清洁生产打破了传统的“末端”管理模式，而 注重从源头寻找使污染最少化的途径。清洁生产的实施能够节约能源、降低原材 料消耗、减少污染、降低产品成本和“废物”处理费用，提高劳动生产率，改善 劳动条件，直接或间接地提高经济效益。因此，清洁生产是兼顾工业和环境的一 个方兴未艾的话题。它要求对环境的破坏最小化，又要求企业经济效益最大化【4 7 1 。 1 1 2 2 清洁生产的目标 清洁生产谋求达到两个目标：通过资源的综合利用，短缺资源的代用， 二次能源的利用，以及节能、降耗、节水，合理利用自然资源，减缓资源的耗竭。 减少废物和污染物的排放，促进工业产品的生产、消耗过程与环境相容，降 低工业活动对人类和环境的风险【8 】。 1 1 2 3 清洁生产的内容 清洁生产的内容包括以下四个方面。 1 清洁的生产过程。 尽量少用或不用有毒有害的原材料，选用少废无废的新工艺和新技术，改善、 强化生产操作和控制技术，完善生产管理，提高物料的回收利用和循环利用率； 开发、采用新的催化剂和各种化学助剂，使之有利于提高物料回收率、减低能耗、 减少和防止污染；改进装置和设备，或采用新装置、新设备，尽量减少污染：开 发和采用闭路循环技术，其核心在于将生产工艺过程中产生的污染物最大限度地 加以回收利用和循环利用，以最大限度地减少生产过程中排出的三废数量【9 1 。 2 清洁的产品。 产品设计应考虑节约原材料和能源，少用昂贵、短缺及有毒有害的原料，改 变产品品种结构，使之达到高质量、低能耗、少( 或无) 污染；产品在消费使用 预士学位论文 过程中和使用后，不会对人体健康和生态环境产生不良影响；产品的包装安全、 合毽，奁缆惩嚣易予瓣浚、重复铰雳窥再生，产鑫静镬躅韵铯窝寿余台瑾h 羽。 3 清洁的能源。 开发和利用各种节能技术，合理利用常规能源，尽最做到高效率、低能耗； 舞发帮剃熙可再生的戆源和新裁源，节约憩源，提高其鸯效稳翔率l 们。 4 清洁的看赴溅。 有效处理和综合利用生产和消费过程中不可避免排出的副产物和废弃物，使 之减少戏消除对人类釉环境的危镶；研究开发秘利用低糍、节能、高效的三废治 理技术，疆纯管理，霞最后登绥撵鼗戆污染耪瓣环境懿污絷及露天类豹危害这羁 许可范围戏最低限度【i l l 。 1 1 。3 清洁生产的理论基础 清滚艇产酶理论罄础黥实矮楚最优纯理论l 轮l 。在雯产：；童程中，物糕按平衡原 理相互转换，生产过程排出的废物越多则投入的原材料消耗就越大。清洁生产实 际上是满足特定条 牛使物料消耗段少，使产品的收率最高。 1 1 3 12 清洁生产与霹持续发器 可持续发展我国的基本国策，要求在发展经济的同时，正确处理经济发展与 入口、巧境、资源豹关系，使经济、环境与社会步入合瑕、协调、持续发展的道 路。清液裳产就是妖期 三i 来久类稳经济社会发震过程审，等鼓鬟静在撩续发展经 济的同时保护生态环境和合理利用资源的有效途径【1 3 l 。 清洁艇产能够节能、降耗、减污、降低产品成本和废物处理费用，节约资源 秘襞源，挺蹇资源拳l 缝滚懿裂矮搴，爱垒叟懿筠帮囊益羁警藏裁蓝与毒圭会夔鏊薅 利益和长远利益有机结合起来，达到经济效蕊、社会效菔和环境效益相统一，健 可持续发展的目标成为现实 1 4 , 1 5 。具体来说，清洁生产可以避免和减少末端治理 不镪底造成翡二次溜染；清洁生产可以带来鼹著静经济效益，改变“沭傈就是花 钱”酶镣误观念；潦涪生产还可以带来匿大的社会效益【m 】。 1 1 3 2 清洁生产与擞命周期评价 涛滚叁产豹嚣懿怒把综合颈貉豹策臻持续撼应属于生产过程，麸嚣涛生产过 程的环境影响降至最低 5 , 1 7 】。生命周期评价体为清洁生产诊断、评价的有效工具， 在清洁生产的实施中发挥了很大作用，其中主要包括： 1 清洁生产审计。 窜诗阶段是清涪生产酶谈心阶段，其嚣懿是在对企渡生产现状逡行全蟊诱 查、分析及研究的熬础上，确定窳业开展清沽生产审计的对象，为分析审计对象 的物料茅能源损失及污染产生方案奠定基础。清洁生产要求在产品或工艺的整个 u v 涂料中丙烯酸光敏树脂的合成及清洁生产工艺研究 生命周期的所有阶段，都必须考虑污染预防，因此，需要一种能对整个生命周期 做出评价的方法。生命周期评价是一个“从摇篮到坟墓”的评价方法，它可以用 于分析产品从原料获取到产品处理整个过程的环境影响 1 8 - 2 1 。 2 产品和工艺的清洁生产技术规范制订。 生命周期理论是判断产品和工艺是否真正属于清洁生产范畴的基础，而生命 周期评价可以作为最有效的支持技术之一。生命周期评价从资源采集到产品的最 终处置来考虑环境影响，同时将这些影响和整个过程的物质和能量联系在一起， 因此能在环境影响、工艺设计和经济学之间建立联系，从而能克服成本效益分 析、环境影响评价和风险评价等方法的不足之处【2 1 。2 3 1 。 3 清洁产品设计和再设计。 在产品设计与开发中使用生命周期评价，可以在产品设计时就确定产品未来 对环境的大部分影响，从而避免或者使可预见的环境影响最小，同时不降低产品 的总体质量 2 5 , 2 6 l 。生命周期评价还可以用于产品的改进设计，如丹麦g r a m 公 司通过对其原有冰箱产品进行生命周期评价发现电冰箱在使用阶段对资源和能 源消耗最大，在用后处理阶段对温室效应和臭氧层破坏影响最大，通过改进设计 出低能耗、无氟电冰箱l e r 2 0 0 ，在市场上取得了很好的经济效益【2 6 1 。 4 废物回收和再循环管理。 在生命周期评价基础上，给出废物处理的最佳方案，制定废物管理的政策措 施，有助于企业降低环境成本，减少污染和浪劐”五们。 1 1 3 3 清洁生产与循环经济 循环经济就是把清洁生产和废弃物的综合利用融为一体的经济，本质上是一 种生态经济，它将彻底改变资源一产品一污染排放的直线、单向流动的传统经济 模式，倡导在物质不断循环利用的基础上发展经济，建立资源产品再生 资源的新经济模式【”l 。循环经济已经成为一股潮流和趋势，一些西方国家把发展 循环经济、建立再循环社会看作是实施可持续发展战略的重要途径和实现方式， 如德国和日本已经制订了相应的法律加以推进，德国于1 9 9 6 年就颁布了循环 经济与废物管理法，日本则在2 0 0 0 年颁布了推进形成循环型社会基本法等 一系列的环保法规【2 8 1 。第六届清洁生产国际高级研讨会把清洁生产形象地比喻为 工业运行模式的革新者、连接工业化和可持续发展的桥梁，这表明清洁生产正是 实现循环经济的基本形式。清洁生产的推行将带动一场新的工业革命【2 7 2 9 1 。 1 1 3 4 清洁生产与产业生态学 清洁生产和产业生态学的指导思想和目标是协调一致的，两者都是对传统环 保理念的冲击和突破，提倡将环境保护与生产技术、产品和服务的全部生命周期 紧密结合，将环境保护与经济增长模式相统一，从而将环境保护延伸到经济活动 4 硕士学位论文 中一切有关领域，体现了人类对环境保护和可持续发展认识的深入和成熟1 3 0 ，圳。 产业生态学的研究对象是整个产业系统，从更为宏观的角度来审视经济发展 与环境保护的协调问题。它以全新的视角阐释产业生态系统内部各个组织所需的 资源与产生的废物之间的矛盾与联系，力图模仿自然生态系统的运行，通过重组 和调整工业系统，将环境因素整合到经济过程之中，以可持续发展的原则来涉及 工业系统，在更高层次和更大范围内提升和延伸了环境保护的理念和内涵p 。”】。 1 1 4 国内外清洁生产现状 1 1 4 1 国外清洁生产的发展动态 国外清洁生产起步早，积累了一些经验和先进技术，可用来借鉴，推动我国 的清洁生产工作。 1 建立清洁生产法规。 欧共体1 9 7 7 年4 月制定了关于“清洁工艺”政策，1 9 8 4 年、1 9 8 7 年又制定 了欧共体促进开发“清洁生产”的两个法规，明确对清洁工艺生产示范工程提供 财政支持【7 1 。法国政府为防止或减少废物的产生制定了采用“清洁工艺”生产的 生态产品及回收利用和综合利用废物等一系列政策。丹麦也于1 9 9 1 年6 月颁布 了新的丹麦环境保护法( 污染预防法) 于1 9 9 2 年1 月1 曰起正式执行。美国在 1 9 8 4 年通过的危险和固体废物修正法案中，提出要在可能的情况下，减量 减少和杜绝废物的产生。1 9 9 0 年1 0 月美国国会通过了污染预防法，这是一 步从源头防止污染源的排放、实施预防技术( 清洁生产) 的重要法规，其目的就 是要把减少和防止污染源的排放作为全美环境政策的核心。并要求环保局从信息 收集、工艺改革、财政支持等方面来支持实旌这项政策，以推进清洁生产的发展。 这是美国首次通过立法来肯定预防污染取代长期采用的末端治理为主的污染控 制政策，这是控制工业污染战略的一个根本性的转变。日本、德国等国家也是推 行清洁生产的先驱国家。日本1 9 9 1 年以来先后制定了资源有效利用促进法、 推动建立循环社会基本法和容器包装再利用法等促进实施清洁生产的专 门法律。德国1 9 9 4 年公布了循环经济和废物清除法p ，4 ，6 j 。 2 重视清洁生产。 为了保护环境，同时也为了自己企业的生存和发展，世界上不少大企业明确 提出要在环境可接受情况下生产产品，绝不能把环境不能接受的产品推向市场。 例如瑞士汽巴嘉基公司，特别重视研究开发和采用清洁生产的工艺技术，他们用 改进工艺、循环利用、回收利用等方法。尽量地减少污染物。从1 9 7 0 年到1 9 8 8 年废物产生量减少了5 0 ，到2 0 0 0 年减少了7 5 8 0 。他们把清洁生产工作 作为提高企业整体形象、增加企业竞争力的一项策略，把清洁生产工作结合到日 常管理工作中。 u v 涂料中丙烯酸光敏树脂的合成及清洁生产工艺研究 8 0 年代以来，美国环保局己把环境保护重点从传统的控制排放转移到加强防 治污染上来，也就是要采用清洁工艺。1 9 8 6 年环保局在提交给国会的一份报告 中强调尽量减少废物量是最佳选择方案【”。 联合国环境规划署极为重视发达国家这一工业污染防治战略的转移，决定在 世界范围内推行清洁生产。1 9 9 2 年l o 月召开了巴黎清洁生产部长级会议和高级 研讨会议，指出目前工业不但面临着环境的挑战，同时也正获得新的市场机遇。 会议还制定了推行清洁生产的计划与行动措施【3 】。 3 清洁工艺。 所谓清洁工艺是采用少废、无废技术路线的工艺。实施清洁工艺生产前要进 行调查研究，具体做好以下几项工作：追踪到每一个污染源：污染物的分类；污 染产生的由来；废物成本。然后进行减少污染方案的技术经济分析，包括提出建 议、工厂实验、最优化选择、实际应用。采取途径一般可分为四个方面：改革 工艺减少废物产生量；循环利用和转废为宝；改变废物的性质，降低其毒性；采 用处理技术减少废物1 7 , 8 , 1 0 】。 4 国外清洁工艺技术和方法应用实例。 印度在新建石油化工企业时，注意研究开发“低废工艺”：如氯乙烯单体、 聚氯乙烯和丙烯腈等生产工业。目前丙烯腈生产工艺中排放量仅为7 0 年代的 1 7 t ”】。在化肥和农药生产中改进催化剂体系及合成技术路线，有的也采用“闭 路循环工艺”。德国h u l s 公司改进苯乙烯的生产工艺，采用固体催化剂，目前基 本消灭了废水和废气。该公司还通过余热回收、循环利用和废物回收利用等措施， 一年可为公司创收1 0 0 万马克以上【3 6 1 。美国各大化学工业公司在预防污染减少废 物排放方面，开发和推行了许多清洁生产工艺技术。例如大西洋工业公司通过改 革生产工艺、在生产中采用化学浓缩、降低化学反应温度和采用新的混合方法等 清洁生产工艺技术，使该公司在增产8 的情况下，每年可减少废水5 5 0 0 0 磅排 放。d o w 化学公司通过更换管道输送装置，使有毒气体的产生量大大减少，u n i n o i l 公司化工厂用无汞农药取代有汞农药，彻底消除汞的污染。e x x o n 化学公司 通过推行仓储管理计划使有机废物排放量减少了7 5 【3 ”。 1 1 4 2 国内清洁生产的发展动态 1 国内清洁生产发展的历史过程。 早在7 0 年代初期，化工部就在化工企业开展了“创建清洁文明工厂”的活 动。7 0 年代末期，我国提出了“预防为主，防治结合”的环境保护思想。8 0 年 代着重抓了资源的综合利用工作，1 9 8 3 年第二次全国环境保护会议明确提出， 环境污染问题要尽量在计划过程和生产过程中解决，实行经济效益、社会效益和 环境效益三统一的指导方针。8 0 年代中期全国举办过两次少废、无废工艺研讨 6 硕士学位论文 会；不少部门开发应用了一批少废、无废工艺，取得了一定成绩。可惜缺乏法律 依据及其配套措施，“预防为主”的环境政策没有完全实施。1 9 8 8 年举办了“全 国化工环保综合利用”技术展览会，展出了有推广意义的技术共4 4 6 项，同时在 化工企业推行了“污染物流失总量控制方法”。9 0 年代是我国实现第二步战略目 标的关键时期，也是环境保护发展的重要阶段。1 9 9 2 年联合国“环境和发展” 大会后，化工部提出了大力推广清洁生产综合利用技术，依靠科学技术进步把三 废消除在生产过程之中，并在年度计划中加以实施。1 9 9 3 年1 0 月下旬召开的第 二次全国工业污染防治工作会议指出“实行清洁生产是经济持续发展的要求，是 中华民族生存和发展的要求” 1 2 , 2 7 , 3 8 1 。 2 国内清洁生产方面的相关文件。 1 9 9 4 年3 月，国务院常务会议讨论通过了中国2 1 世纪议程中国2 1 世纪人口、环境与发展白皮书，专门设立了“开展清洁生产和生产绿色产品” 这一领域。1 9 9 6 年8 月，国务院颁布了关于环境保护若干问题的决定，明确 规定了所有大、中、小型新建、扩建、改建和技术改造项目，要提高技术起点， 采用能耗物耗小、污染物排放量少的清洁生产工艺。1 9 9 7 年4 月，国家环保总 局制定并发布了关于推行清洁生产的若干意见，要求地方环境保护主管部门 将清洁生产纳入已有的环境管理政策中，以便更深入地促进清洁生产。为指导企 业开展清洁生产工作，国家环保总局还会同有关工业部门编制了企业清洁生产 审计手册及啤酒、造纸、有机化工、电镀、纺织等行业的清洁生产审计指南 5 - 7 1 。 1 9 9 9 年5 月，国家经贸委发布了关于实施清洁生产示范试点的通知，选 择北京、上海等1 0 个试点城市和石化、冶金等5 个试点行业开展清洁生产示范 和试点。与此同时，山西、辽宁、江苏、陕西、沈阳等省市也制定和颁布了地方 性的清洁生产政策和法规。1 9 9 6 年陕西省环保局和省经贸委联合下发了关于 积极推行清洁生产的若干意见，提出将部分排污费返还给企业开展清洁生产审 计；1 9 9 7 年辽宁省政府制定了关于环境保护若干问题的决定，明确指出各地 区要将排污收费总额的1 0 以上用于清洁生产试点示范工程。沈阳市、本溪市 政府也都制定了相应的清洁生产政策。1 9 9 9 年江苏省出台了关于加快清洁生 产步伐的若干意见，从支持立项审批、加大资金扶持力度、信贷支持、科研推 广扶持等1 0 个方面制定了具体的优惠、扶持政策。2 0 0 0 年山西省人大批准颁布 了太原市清洁生产条例 1 0 , 1 2 1 。 3 近年来国内清洁生产取得的成果。 企业示范：自1 9 9 3 年以来，在环保部门、经济综合部门以及工业行业管 理部门的推进下，全国共有4 个省、自治区、直辖市已经开展或正在启动清洁生 产示范项目，涉及的行业包括化学、轻工、建材、冶金、石化、电力、飞机制造、 医药、采矿、电子、烟草、机械、纺织印染以及交通等行业，取得了良好的效果。 u v 涂料中丙烯酸光敏树脂的合成及清洁生产工艺研究 培训：截至2 0 0 0 年5 月，国内通过不同途径已组织5 5 0 个清洁生产培训班， 共有1 6 0 0 0 多人次接受了清洁生产的培训，使不同层次的管理者了解了清洁生 产，清洁生产技术人员也获得了专门的清洁生产知识和技能。机构建设：自2 0 0 0 年末，全国已建立了2 1 个行业或地方的清洁生产中心。它们包括了国家级中心、 4 个工业行业中心( 包括石化、化工、冶金和飞机制造业) 和1 6 个地方中心。 法制建设：1 9 9 5 年颁布的固体废物污染环境防治法、中华人民共和国水污 染防治法均明确规定：国家鼓励、支持开展清洁生产，减少污染物的产生量。 1 9 9 8 年1 1 月，国务院令( 第2 3 5 号) 建设项目环境保护管理条例明确规定： 工业建设项目应当采用能耗物耗小、污染物排放量少的清洁生产工艺，合理利用 自然资源，防止环境污染和生态破坏。中共中央十五届中央全会关于国有企业 改革若干问题的重大决定明确指出：鼓励企业采用清洁生产工艺。1 9 9 9 年， 全国人大环境与资源保护委员会将清洁生产法的制定列入立法计划【l “。 1 1 5 清洁生产的发展趋势 为了促使清洁生产的推行跨过注重于“低悬的成果”的状态，目前世界范围 内的清洁生产表现了以下5 方面的发展趋势： 1 环境法规遵循长期性和可持续原则。 自2 0 世纪8 0 年代后期以来，欧美发达国家先后进行了环境战略、政策与法 律的重大调整，调整的结果是加大了清洁生产法规建设的力度，从“末端处理” 为主的污染控制转向污染预防、清洁生产是这其问主要特征。1 9 9 0 年美国国会 通过了“污染预防法”，这是从源头防止污染源的排放、实施预防技术( 清洁生 产) 的一部重要法规。欧共体及其许多成员国把清洁生产作为一项基本国策，例 如欧共体委员会在1 9 7 7 年4 月就制订了关于“清洁工艺”的政策，在1 9 8 4 年、 1 9 8 7 年又制订了欧共体促进开发“清洁生产”的两个法规，明确对清洁工艺示 范工程提供财政支持。丹麦于1 9 9 1 年6 月颁布了新的丹麦环境保护法( 污染预 防法) ，于1 9 9 2 年1 月1 日起正式执行。可以看出，环境法规的制定一方面由基 于末端处理和污染控制转向污染预防和清洁生产，另一方面更多地集成到企业经 营法规、财政税法以及投资和贸易体系中，越来越多的体现了环境法规遵循长期 性和可持续的原则【3 ，4 ，6 j 。 2 与建立i s 0 1 4 0 0 0 环境管理体系结合。 企业的经济和环境管理一体化成为企业管理的必然。i s 0 1 4 0 0 0 环境管理体 系作为一种操作层次的、具体的、界面很明确的管理手段，是集近年来世界环境 管理领域的最新经验与实践于一体的先进体系，它主要通过建立、实旖一套环境 管理体系，达到持续改进、预防污染的目的。企业一旦建立起符合i s 0 1 4 0 0 0 环 境管理体系，并经过权威部门认证，不仅可以向外界表明自己的承诺和良好的环 硕士学位论文 凌形象，瑟量扶企壁内部开始交瑗一耱垒过程科学管理豹系统行蕊。与渍港黛产 比较，二者尽管在企舭实施、技术内涵和预期目标存在着羧别，但均是从经济环 境捺调、贯锈胃持续发震竣骆敬蹙度嚣掇如的颏惑憋塞薪撩藏，具蠢楣近戆麓标 且具有很强的互补性。因此，二者的结合是必然趋势，i s 0 4 0 0 0 环境管理体系可 以糟作实现清洁生产思想的手段之一，支挎着清洁生产持续实施且不断地丰富着 涛滚囊产愚慧瓣翼体态容 1 0 , 1 2 , 3 9 - 4 1 】。 3 向第兰产业延伸。 潺洁生产爱勰关淀豹是生产过程，逐澎延镩到辩有形产赫豹关淡，后来又进 一步转向对无形产品一服务的关注，亦即清洁生产日经扩展到第三产业，与运输、 商业、投资、通讯等彳予业关联越来，涵菔了社会的整个经济活动。漪浩生产从生 产镢竣扩震鬃涪费领域，据毽瑶待续游费，接遴浮染颈藏浆嚣黧在蘩兹葳稼逡程 中实施，意味着思维的创新和价值体系的重新调熬。生态效率正是强调了这非 物痰他进程。这就是惑艟满足人类需要翻提赢生濒矮量的麟时，提供具有竞争力 价格的商品和服务且不断减少这些商品和服务在整个生命周期中的生态影响和 资源消耗强度，使之降低到与估计的地球承载能力相一致的水平【4 2 1 。生态效率要 求实凝三夺袋略銎标，帮零接放、零壤蠖秘零蹭长( 髓耧) 。实瑷这些耍标耱澍 是减少自然资源的消耗是f a c t o r l 0 ) ) ( 资源能源利用效率必须在现有基础上 扩大1 0 倍才怒满足人类可持续发展要求) 所致力螅方向，它把资源消耗的改进 途径分为两大类：社会选择的蕈新 2 盂及技术进步。 4 注重产品生态设计。 | 舞淘手产磊领域豹清洁奎产，涂握镪延长产熬寿杂、产鹣圉收鞠产品熬簇嚣 以及再利用外，还同时关注可持续产品设计和产晶集成化管理体系。产品生态设 计( 绿色设计、环境友好设计、生命周期设计等郝是与之类似的概念) 就是致力 于将翎新活动真正融入产品设计的前端阻实现真旋意义上的污染预防。它捂产晶 在原材料获取、生产、运销、使用和处鬣等整个缴命周期中密切考虑到生态、人 类薅是毫效戆，著显蹩霹戳孬瓣琢、霉煞或爨予安全楚嚣戆。銎蘩，产瑟生淼设 计已经用于汽车、摩托车、复印机、洗衣机、个人电脑、打印机、照相机、电话 等产品的设计拜发，例如，美豳克莱巅勒、通用鄹福特三大汽车公羽共同成立了 汽车回收开发中心，在进行汽率设计时就考虑蓟了汽车的拆鲜、弼新、复用的可 行性，以及最终销毁部件的最小量化【4 3 j 。同时，产品生态设计还促进了再制造工 程( r e e n g i n e e r i n g ) 窝逆岛翻造工程( r e v e f s e e 珏g i 蘸e e f i n g ) 豹发震。 5 生态工业园区建设。 髓着清滚生产活动的深入开展，人们逐渐认识劐推行清洁生产不能停留程解 决囊产过程中的“跑霹滴漏”潞蘧，丽簧谋求将工业系统纳入戮玺物蕊之中，效 法生态系统的演进方式，推动工业体系向生态化方向演迸，运用代谢分析方法， 9 u v 涂料中丙烯酸光敏树脂的合成及清洁生产工艺研究 组织生态工业园区【4 “。这就要求清洁生产从早期企业层次上的活动上升到区域范 围内的宏观经济规划和管理的层次，亦即着手生态工业园的建设，以达到工业群 落的优化配置，节约土地，互通物料，提高效率，最大限度地谋求经济、社会和 环境三个效益的统一。工业生态学的诞生和发展为区域系统层次上的清洁生产提 供了理论和技术支持，被认为是清洁生产最为彻底的解决方案【4 ”。工业生态学首 先要分析研究工业活动对环境的影响，得到认可的分析方法包括工业代谢 ( i n d u s t r i a lm e t a b o l i s m ) 、生命周期评价( l i f ec y c l ea s s e s s m e n t ) 等。工业生态 学另一个研究重点是探求减轻工业活动对环境影响的具体措旌。生态工业园区 ( e c o i n d u s t r i a lp a r k ，e i p ) 是工业生态学最为普遍的实践形式。e i p 通过成员间 的副产物和废物的交换、能量和水的逐级利用、基础设施和其它设施的共享在整 体上来实现经济和环境协调发展。丹麦的k a l u n db o r g 工业园区被认为是e i p 的 经典范例，受到了工业界和学术界的普遍关注。进入上个世纪九十年代后，美国、 加拿大、荷兰、法国、日本等工业发达国家普遍进行了生态工业园区建设【4 2 , 4 4 。 1 2 涂料行业的清洁生产 在当代世界化学工业中，涂料工业的地位日益重要。涂料在发展现代工业方 面起着非常重要的辅助作用，从日常生活品到国防尖端产品，从传统产业到高新 技术部门，均需要涂料产品起保护、装饰作用或赋予特殊功能【45 1 。目前国外许多 经济学家甚至以涂料工业的发展情况作为衡量一个国家工业发展水平的尺度和 标志【4 6 1 。 1 2 1 涂料行业现状 全球范围内对环境问题日益重视，涂料工业正面临巨大的挑战，涂料的污染 和毒性问题也越来越被人们重视。涂料造成的空气污染非常严重，如最早的热塑 性涂料，其固含量仅为5 ，这意味着有9 5 的溶剂将释放到大气中成为污染物。 随着世界经济的发展，全世界每年向大气排放的挥发性有机物日益