浅议塑胶类手机壳涂装加工存在的环境问题及解决方法

邓淑芳

（广东志华环保科技有限公司　广东广州　510000）

前言

喷涂作业生产效率高，适用于手工作业及工业自动化生产，应用范围广，是现今应用最普遍的一种涂装方式。自动喷涂作业需要的环境要求百万级到百级的无尘车间，喷涂设备有喷漆室及喷枪，固化炉或烘干炉，喷涂工件输送作业设备以及废气处理设备等。自动喷涂作业中的主要问题是高度分散的漆雾和挥发出来的有机溶剂，既污染环境，不利于人体健康又浪费涂料，造成经济损失，还引起环境问题。

1　手机壳涂装加工工艺简述

塑胶类手机壳涂装加工多采用自动喷涂生产线，自动喷涂生产线配套的设备包括静电除尘室、喷漆室及喷枪、供油房（兼顾调漆的功能）、手机壳输送设备、送风及抽风系统和废气处理设备等。

塑胶类手机壳的加工工序主要包括：人工上件、静电除尘、调漆、喷涂前处理剂及烘干、喷涂底漆及烘干或者固化、喷涂面漆及烘干或固化，之后表面进行打印或者雕刻以形成特定的图案。

图1　

喷涂工序在喷漆室内进行加工，采用自动喷枪对装载在自动输送导轨支座上的手机壳进行喷涂，支座与支座间的距离根据手机壳的尺寸进行设定。喷涂使用的涂料，如前处理剂、底漆和面漆等主要采用油性漆，随着水性漆的生产加工工艺日渐成熟，未来使用水性漆喷涂的比重将越来越高。

2　手机壳涂装加工主要的环境问题

塑胶类手机壳涂装加工过程存在的主要环境问题为四大方面：①喷涂过程中产生的大量漆雾；②油漆涂料中含有的大量有机溶剂挥发；③废气治理过程中产生高浓度废水；④废气治理过程中产生大量废活性炭等。

2.1　喷涂过程产生大量的漆雾

在喷涂过程中，空气压力经过自动喷枪使经过喷嘴的油漆雾化，雾化后的油漆颗粒具有一定的速度，部分附着在手机壳表面并随着烘干或固化工序固化成膜，多余的雾状油漆颗粒则在喷漆室内水帘机抽风作用下，进入水帘机和后续废气处理设备。喷涂采用自动喷枪空气喷涂，参照《现代涂装手册》，其喷涂效率约50%，这意味着有50%的雾装油漆微粒形成了漆雾扩散，一方面油漆利用效率低，另一方面也形成了大量的漆雾，对环境影响较大。

2.2　喷涂过程中产生大量的有机废气

塑料类手机壳喷涂多数采用油性漆喷涂，其有机溶剂的含量高达50%甚至更高。有机溶剂在喷涂及烘干或固化过程中均形成了有机废气，扩散在大气环境中，对环境影响较大。

2.3　废气治理过程中产生高浓度废水

为了降低漆雾对环境的影响，喷漆室多配套水帘机对漆雾进行处理，同时为了保障后续有机废气处理设备对有机废气的处理效果，在水帘机后有机废气处理设备前多设置水喷淋塔对漆雾进行处理。水帘机和水喷淋塔中循环用水随着循环次数增加，其污染物浓度提升不能循环使用，需定期更换形成生产废水。该生产废水具有污染物浓度高的特点。

2.4　废气治理过程中产生大量废活性炭

目前，塑胶手机壳涂装过程中油漆有机溶剂挥发出来的废气多采用单级或两级处理设施进行处理，为了保障有机废气的治理效率，地方环保管理部门多要求有机废气的最后一级处理措施为活性炭吸附塔。活性炭吸附法处理有机废气是利用活性炭内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强，使气相分子吸附在活性炭表面以防止有机废气直接排放到大气环境中。当活性炭吸附能力趋向饱和时，须更换塔内活性炭。参照《现代涂装手册》，活性炭对有机废气的吸附能力为0.1～0.4g/g，即吸附1t有机废气，需要2.5～10t的活性炭，产生的废活性炭还需委托有相应资质的机构回收处理。

3　手机壳涂装加工中环境问题的解决方法

3.1　减少高有机溶剂含量的油漆使用，提高油漆利用率

为了减少涂装过程中的废气排放，可从源头着手。①不用或少用含有有机溶剂的涂料，增加水性涂料或者其他低有机溶剂含量的涂料的使用。②提供油漆的利用率，一方面通过控制自动喷枪与塑胶手机之间的距离等参数，提高油漆固份颗粒的附着效率，另一方面通过使用新型喷涂工艺提高喷涂时油漆固份颗粒的附着率。喷涂时固份的附着率受到多方面因素影响，应结合生产企业的实际情况选择合适的喷涂工艺，以提高附着率。

表1　不同喷涂方法的典型涂覆效率

3.2　加强废气的收集和处理，减少废气排放

喷涂及烘干或固化产生的废气成分为漆雾和有机废气。因自动喷涂生产线多数采用自动导轨对塑胶手机壳进行传输，其烘干或固化炉多为线性设计，为确保废气的收集效率，采用送风柜送风和水帘机抽风的形式，使烘干或固化炉内产生的废气统一经过喷漆室的水帘机收集并治理。喷涂生产线为密闭设计，送风及抽风双重作用可确保废气收集效率在95%以上，减少废气的无组织排放。收集后废气先经水帘机预处理后经过水喷淋再经有机废气处理设备处理，一方面漆雾可得到有效的处理，另一方面也可以防止漆雾对有机废气治理设备的干扰，影响有机废气的处理效率。经过这样的收集和处理，漆雾和有机废气的排放可满足国家和地方相关的大气污染物排放标准，对环境的影响在可控范围内。

3.3　高浓度废水的收集和处理

废气处理设备水帘机和水喷淋设备内循环废水定期更换，并交由具有相应处理能力的废水处理机构处理并达到相应的标准排放或回用。一方面可改善喷涂生产线的工作环境，另一方面也为手机壳涂装企业节省自建污水处理设施的环保投资。采取这样的处理措施后，废水对环境的影响在可控范围之内。

3.4　加强废活性炭的回收利用

目前，最常用的活性炭再生发是水蒸气脱附法。脱附后的水和有机废气的或气体进入冷凝器冷却成液体，再进入分离器内使溶剂和水分离，达到回收有机溶剂和再生活性炭的目的。活性炭的脱附工艺可在生产企业内部进行也可委托专门的回收机构处理。此外，为了减少废活性炭的产生量，目前已研发出活性炭纤维来替代常规的活性炭的吸附工艺，其吸附能力强且使用寿命长，可充分减少活性炭的使用量，进而减少废活性炭的产生量。

4　结论

综上所述，塑胶类手机壳自动喷涂生产线喷涂、烘干或固化产生的废气、废水和废活性炭等环境问题，在采取相应合理有效的处理措施后，其对环境的影响均在可控范围之内。涂装生产企业应减少油性漆的使用，并加强落实相应的环保措施，以降低生产运行时对环境的影响。