沈忠民:白玉兰的绿色涂装之路 ——“油改水”成功案例分享
2015-06-04

    2009年初白玉兰公司董事会针对家具企业涂装对大气污染及差异化市场竞争的需求制定了改革目标,随后我展开了对欧美水性漆生产及应用企业的考察和学习,通过考察对水性木器漆有了初步的认识。水性木器漆成膜后比较干涩,相对的通透性较差,除水性UV外耐温、耐腐和耐溶性也较弱,只适用做在低端价位产品上,对我们的要求相差甚远。要进行“油改水”项目,首先必须要解决好“水性工艺、油性效果、油性价格”三个重点。经过仔细分析和评估,决定会同德国拜耳水性聚酯原料供应商、国内展辰化工公司共同组建“水性木器漆研发攻关项目组”,并召开了*次立项会议,确定由拜耳水性聚酯*专家,展辰技术研发专业人员,白玉兰应用团队参加的水性木器漆攻关组。

       会上我具体提出了“水性工艺、油性效果、油性价格”的3+1项目目标,这个目标综合考量了应用的合理性、标准的可操作性、成本的可控性等多方面因素,特别是水性木器漆的油润性、丰满度、手感、通透度、耐温、耐溶、耐腐、抗划等方面都要与油性PU漆效果基本一致的要求。物理性能只有达到或接近PU漆的性能,我们才能改变水性木器漆只适用于低端产品涂装的宿命,让其使用在中高端产品上同油性PU漆媲美,也是符合我们产品的首要条件,这是水性木器漆的一场革命。但却引来一片反对和唏嘘声,这样的想法太令他们惊讶和诧异了,甚至是匪夷所思,理由是没有过成功先例。

       这场争论一直进行到下午三点多都没有达成共识,后我明确指出:任何新技术的探索研发,决不能有预先的设限和定式,先确定是方或是圆、可能或是不可能的结果,这是在给自己的思维“画圈”。作为一个技术创新人员我想必须要具备一点“人定胜天”的精神。人类探索宇宙就是一个很好的例子,几十年前没有人敢说人类可以到太空上转一圈回来的,今天不是来去自由了吗?作为一个涂料研发的专业科技人员只有全身心投入到实验室里去探索,进行不断的比对、筛选,寻找佳配对,研究佳配方,不断的实验,不断的总结提高,这才是取得成功的*途径。愿意与白玉兰一起探索的,那我们就立刻行动,如果不愿意的,那么白玉兰再另找合作伙伴,后在展辰刘顺总经理的支持下定下了此方案,现在展辰是我们水性木器漆的战略合作伙伴。

       经过一段时间的磨合和探索,我认为光靠当时国内掌握的相关资料和技术要想改变水性木器漆的物理性能和应用难题是很困难的,也存在着太多的不确定性,所以决定去水性木器漆的发源地欧洲寻求帮助。先后拜访了水性漆的*者贝克罗玛和汉斯公司,并确立了国内、国外双重合作,两条腿走路的新模式,形成互补,利用国外成熟的既有技术,结合国内的创新驱动力来寻求突破。

       为什么那样说呢?欧洲人的严谨性是世界公认的,也养成了他们的固执风格,一切按流程与配方办事,不容丝毫改变,这种“配方偏执”的作风一度使项目陷入绝境。我们希望漆膜有“油润性”,他们认为“干涩”是水性木器漆漆膜的固有特点,无法改变个,也不需要改变。可能是中德语言翻译沟通问题,围绕“油润性”三字,我们交流了几个月,汉斯总裁专程从德国飞来过三次,当面沟通分析探讨,但每次带来的样本还是“干涩”缺乏“油润”,我无法接受。

       要说服他们做改变,是非常非常困难的,你只有摆事实,提出问题要专业,态度要真诚且有持之以恒的耐心,同时要赢得他们的信任和尊敬,这才有可能转变他们的一些固有想法。这些世界的大公司,他们站在技术前沿,底蕴深厚,方法严谨,一旦你把他们思路做通了,取得突破并不是难事,适合白玉兰需求的配方也就出来了。再把新信息相互传递,使国内国际各取所长,优势互补,加快了研发速度,促使了项目得以实质性的突破,做到了各方共赢。在这过程中得到了贝克罗玛(宣伟)和DSM的大力支持,他们倾注了公司优资源,为我们“油改水”项目作出了无可替代的贡献,在此向他们表示衷心的感谢,贝克罗玛(宣伟)现在是我们重要的战略合作伙伴。

       在水性木器漆机理方面,我们主要在三个方面有较大的突破:

       1、改善了热粘冷脆性:

       普通的单组份水性木器漆,由于采用了比较普通的丙烯酸乳液,存在着热粘冷脆性,即温度高时发粘,温度低时变脆。对此我们采用了品质更高,价格较贵的聚氨酯分散体,改善了此现象。

       2、克服了硬度与VOC的矛盾:

       相对来讲普通的水性树脂硬度比溶剂型树脂要低,如果非要采用硬度较高的水性树脂,那么必须在配方中加入很多的成膜助剂来帮助树脂成膜,而成膜助剂是VOC的重要来源,为此我们选用了在乳液合成中使用的新“核-壳乳液聚合”工艺,通过这一技术,即提高了漆膜的力学性能——即提高硬度,又减少了成膜助剂使用——即减少了VOC排放。

        3、改善了水性木器漆的手感及油润性:

       由于水性木器漆的成膜机理和溶剂型油漆的成膜机理完全不同,普通水性木器漆漆膜的细腻度、手感都没有溶剂型漆的漆膜好。为此我们选用了特殊改性的水性树脂,让水性木器漆的手感及油润性几乎和溶剂型漆膜相同,完全可以媲美。我记得贝克罗玛亚太区总裁先生事后说了这么一段意味深长的话:“沈:你伟大的,是用你的智慧、真诚、毅力和韧性转变了欧洲人的做事思维,改变了固执的工作方法,变得有一定的灵活性,才有水性漆的根本性改变,才有了今天的成功”。

       如果一定要问,白玉兰究竟在水性木器漆的发展中做出了什么贡献,我可以很自豪地说,就是国内率先提出3+1水性木器漆涂装工艺理念,并全程参与流程制定及研发的企业,改变了水性木器漆的成膜效果,使致具有与油性PU漆一样的抗耐性,一样的丰润度,一样的美观度,完全可以同油性PU漆媲美的新型环保涂料,这是白玉兰的骄傲,也是中国的骄傲。

       当然任何事情的完善都不是一蹴而就的,直到现在我们仍然在实践运用中不断的改进和完善,以求更加完美。经过实验,水性木器漆的阻隔性能相对比较弱,特别是对实木产品而言急需改善。我们用二块300mm宽相同树种、相似纹理、相同含水率(含水率为10%)的木板做了实验,一块喷油性PU漆、一块喷水性木器漆,漆膜厚度相似,干燥后放入相对湿度20%、温度设置在55Co,烘烤24小时,实验结果油性漆的那块含水率基本无变化,而水性木器漆的那块降低2%,木板宽度收缩率为千分之八,对产品稳定留有很大隐患。期望在座的各位专家尽快研究,提出提升方案帮助解决,在此表示衷心的感谢。

       在解决水性木器漆漆膜物理性能以后,面对的挑战就是应用技术和与油性漆一样的价格成本问题,干燥问题是水性木器漆应用技术为关键的一个点,处理不当会造成木材容易吸水变形和胀茎及产品榫结构连接处不平整,以及影响漆膜流平等问题发生,所以在设备引进配置时,就要充分考虑到这些需要解决的问题。首先是水性木器漆对温度的敏感性,根据掌握的信息,水性木器漆喷涂的佳温度应控制在25Co左右,而上海冬天的室内温度相对较低,加工件表面温度也偏低,如果不采取措施会影响整个喷涂效果,所以加工件需要预热。在加工件上线除尘后,加装了大功率红外加热辅助系统,使喷涂前的加工件表面温度不低于20Co,这样有助于防止木材胀茎及增强漆膜与基材的咬合力。漆料在喷涂时采用增温保温措施,使整个喷涂时的漆料温度恒定在25Co左右,确保它的粘度一致性。喷涂后引进了“OIR”冷红外流平系统,它的作用是利用红外波段把水分提起来,但又是冷红外,所以水分不会在*时间被蒸发掉,留在了漆膜的表面,能有效促进漆膜流平,终确保木材不吸水又提高了漆膜的流平性,然后再进行热风辅助干燥(热风需先进行除湿,使至相对湿度降到20%以内,风速要达到2.5米/秒,才能有利于把表面水分快速带走),我们现在涂布量100克/平方米的干燥时间为30 分钟,除面漆外均可直接堆叠。

       目前水性木器漆的采购成本相对还是比较高的,对于微利的家具行业来讲是无法承担的,*的办法就是提高漆的有效利用率--就是回收利用。在“油改水”项目开发初期,制定涂装工艺,配置设备时均已经充分考虑到了这一点,喷涂设备上配备了完善的回收系统,现在我们漆的有效利用率达到79%以上(一般家具厂的有效利用率就在35~40%之间),这样的话我们的成本得到了有效控制,同时固废也少了,也减少了治理成本和环境污染。

       生产线设备与设备、设备与材料、操作与设备的磨合是相当复杂的,相当艰难的,那段如此困难的时期常如鲠在喉,只有我自己知道。

       在2011年刚上线试生产那段时间(8个月左右)我每时每刻在现场,压力之大无法想象,因为原先做出的样本都是在涂料厂实验室出来的。而上线以后,水性木器漆经过高压泵受压后分子结构有所改变,出现漆膜流平性差、雾化差,不够润湿等问题。做色用的水性颜料和染料的不稳定,造成颜色分层等问题。修色用的辅助主剂由于含有大量水分无法适应快节奏生产,且干燥不彻底。设备的相关参数和功能不符合水性木器漆的干燥原理等等一大堆问题等着解决,庆幸的是在大家共同努力配合下,都一一得到了圆满解决。

       水性涂装离不开水,虽然我们对清洗机器的用水也进行了再利用工作,但是每天还是会产生二吨左右的机器清洗废水,我们在制定技改方案时也已经充分考虑到了这一点,所以同时引进了水性聚脂分离机,采用添加聚合氯化铝等化合物进行树脂与水分离,再经过分离机进行脱离净水处理,再展开深化治理,直至治理完全达标,做到*不污染水源环境,整个污水治理投入近100万元,固废送到有资质的危废处置厂处理。

       一个企业要长久生存、要长久发展决不能以牺牲环境为代价,治理好污料源是企业应尽的社会责任,对准备要进行“油改水”的企业我想忠恳的讲一句,事前应该充分做好项目评估工作,结合自身实际充分论证,在公司财力方面特别要量力而行,不要到后半途而废。我的意思是,要采用适合自己产品工艺的设备,关键是匹配,不要盲目追求高大上。另外,选择好涂料供应商至关重要,我认为选前慎重,认真评估,要选有能力且愿意配合你做个性化服务的合作伙伴,根据我们的经历,这点非常重要。因为包括涂料公司和应用企业大家都还在摸索之中,个性化有针对性的涂料更有利于项目的突破。这一、二年我观察了很多企业在“油改水”上举步为艰,且一直在来回迷途之中,根本的原因是供应商参与太多盲目试样,缺乏针对性,烦杂中反而迷失了方向,后失去毅志力和耐心,终无法突破。对于现在市场上微波干燥法,我想还是提个建议,希望国家相关权威部门应尽早出台“涂装行业微波干燥机规范检测标准”,并进行强制性检测,检测合格后统一发放合格使用证,才可准入工厂使用。大家务必特别要注意微波污染源的有效控制,我们决不能把闻得到看得到的污染治理了,而另外释放了看不到闻不到更可怕的污染源,那样是后患无穷的。

       白玉兰“油改水”的成功,成为我国率先全面水性化涂装的木制家具企业,得到了包括全国水性木器漆联盟、水性平台、家具行业的高度认可,为保护环境、改善环境做出很好的示范作用。依据2013年的生产产量核算,VOC的排放总量减少了1107.31吨,减比达到97%。转型后生产效率不断得到提升,人均生产效率提升达60%,产品一次性优良率也得到了长足提高,效率效益得到了很大提升,绿色生产围绕着整个主线,车间洁净,无味、无毒,员工身心健康得到有效保障。我们公司还拥有“D6007”甲醛检测实验室,并得到了美国 “SGS”的认证与授权。所有产品都通过美国橱柜协会“KCMA”的检测,在2014年3月份还取得了美国“UL”的“GREENGUARD”绿色卫士认证,绿色已经成为白玉兰一张响亮的名片,同时也带动了市场销售,产品呈现供不应求局面,年销售额增长达百分之二十以上, 今年有望突破4亿人民币。

       白玉兰在“水性平台”,特别是“DSM”裴总的引导下,积极参与水性漆应用推广的公益活动,特别是去年在昆山举行的“绿色昆山水性漆应用推广论坛”上,用我们的成功案例与大家一起分享和现场参观,以期得到广泛推广,为治理雾霾做出贡献。对于一个民营企业来讲,无私的奉献那么多年为此付出的艰辛探索和巨大投入得来的核心技术,是件非常不容易的事。但白玉兰人认为,为了我们家园的蓝天白云这么做是应该的,是值得的。今天在此分享给大家,也想让大家尽快行动起来,积极推动水性化涂装产业,为保护环境,为我们的绿色地球尽力。

       在这里我也想借此机会,呼吁一下我们的政府,作为企业创新、提升环境保护是应该的,但企业也为此付出了很多,如果得不到政策扶持。对喷涂行业无治理企业不限时整顿整改甚至关停,那么就营造不了一个公平竞争的市场环境,对于守法企业是不公平的。终会使创新企业的投入只能变成负担,吞食竞争优势,转型变成包袱,失去竞争能力,所以很迫切期待政府政策支持。

       后我用诚挚的心感谢贝克罗玛(宣伟)、展辰化工、DSM、拜耳及所有为白玉兰“油改水”帮助过的人们,谢谢你们,白玉兰会永远记住你们!

       以上是对水性油漆改革过程中的一些体会和心得的分享,如有不足和错误之处请帮助指正。

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卫芹
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