年產(chǎn)100萬(wàn)米聚氨酯合成革畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)題為年產(chǎn)100萬(wàn)米聚氨酯（PU）合成革生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)。首先對(duì)PU合成革的發(fā)展、性能、應(yīng)用前景進(jìn)行充分了解；然后核心的內(nèi)容就是關(guān)于年產(chǎn)100萬(wàn)米聚氨酯合成革造革的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，主要從其生產(chǎn)配方、生產(chǎn)工藝流程開(kāi)始設(shè)計(jì)；進(jìn)一步進(jìn)行PU合成革生產(chǎn)中的物料衡算和能量衡算。從而系統(tǒng)地掌握聚氨酯合成革生產(chǎn)的設(shè)備技術(shù)參數(shù)，工藝流程。同

2、時(shí)，另一重要的環(huán)節(jié)就是對(duì)聚氨酯合成革生產(chǎn)企業(yè)的三廢處理和安全技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：聚氨酯合成革；設(shè)計(jì)；生產(chǎn)工藝；物料衡算；能量衡算</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This graduate is the processing technological design of 1,0

3、00,000 meters of synthetic leathers per year. Firstly，with full understanding to the Polyurethane synthetic leathers development, function and the application, foreground, the contents of the core is the design of proces

4、sing，main from it produces formulation and produce the craft process to start design。Carry on the material balance Compute and the energy balance Compute in the Synthetic Leather production。Controls to the Polyurethane S

5、y</p><p>　　Key words：Polyurethane synthetic leather；Design ；Processing technology；materials balance; Energy balance</p><p><b>　　綜述</b></p><p><b>　　1．1前言</b>&

6、lt;/p><p>　　中國(guó)聚氨酯合成革生產(chǎn)真正意義上的開(kāi)始是1983年山東煙臺(tái)合成革廠（即現(xiàn)在的煙臺(tái)萬(wàn)華集團(tuán)）從日本引進(jìn)聚氨酯合成革的生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備；而PVC人造革的生產(chǎn)，最早可追溯至1959年的遼源市塑料廠。但是中國(guó)人造革、合成革行業(yè)真正意義上的發(fā)展是在改革開(kāi)放后實(shí)現(xiàn)的，特別是最近十年，人造革、合成革行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，行業(yè)整體平均每年都保持15％—20％的快速增長(zhǎng)。無(wú)論是生產(chǎn)線的數(shù)量還是生產(chǎn)量在世界范圍內(nèi)都處

7、于領(lǐng)先地位，到目前為止中國(guó)已成為世界上人造革、合成革的生產(chǎn)與使用大國(guó)。中國(guó)人造革、合成革生產(chǎn)企業(yè)主要分布在浙江、江蘇、廣東、福建和山東等沿海省市，自改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)外先進(jìn)工藝設(shè)備的相繼引進(jìn)，行業(yè)技術(shù)狀況、產(chǎn)品、檔次都有較大提高，壓延法、干法PU/PVC、濕法PU等合成革生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展迅猛。 </p><p>　　1．2合成革行業(yè)概述</p><p>　　1．2．1合成革發(fā)展現(xiàn)狀</

8、p><p>　　目前全國(guó)共有人造革、合成革企業(yè)2000多家，上千條生產(chǎn)線，是塑料行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，另外還有一些企業(yè)分布在化工、皮革、紡織等行業(yè)。規(guī)模以上其中有干法生產(chǎn)線516條，濕法線364條，200條左右壓延線，還有30條超細(xì)纖維生產(chǎn)線（已建及在建）以及一些涂層、植絨以及只有壓延線的生產(chǎn)廠家。去年人造革、合成革企業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值總計(jì)達(dá)到232.59億元、同比增長(zhǎng)30.53％、占塑料制品行業(yè)6.12％；銷售收入223.

9、18億元、同比增長(zhǎng)32.64％、占塑料制品行業(yè)的6.61％；利稅12.24億元、同比增長(zhǎng)17.04％、占塑料制品行業(yè)的5.30％。</p><p>　　1．2．2合成革產(chǎn)品的分類</p><p>　　合成革目前還沒(méi)有統(tǒng)一的分類方法，根據(jù)相關(guān)行業(yè)的分類辦法，合成革可以按以下幾種方法分類：</p><p>　?。?）按底基材料分類</p><p>

10、;　　按照規(guī)定以及國(guó)外同類產(chǎn)品的意義，一般可以按照革的底基層分類。即： a、人造革：以經(jīng)緯交織的紡織布作底基的稱人造革；實(shí)際中將較低密度的薄型無(wú)紡布革也可歸于人造革中。b、合成革：以無(wú)紡布為底基的稱合成革。</p><p>　?。?）按加工工藝和表面狀況可分類</p><p>　　a、聚氯乙烯干法人造革、聚氯乙烯濕法人造革； b、聚氨酯干法人造革、聚氨酯濕法人造革；c、聚氨酯干法合成革、聚

11、氨酯濕法合成革； d、絨面合成革； e、磨砂合成革和人造革等等。</p><p>　　（3）按表面浸涂的樹(shù)脂可以分為：</p><p>　　a、聚氯乙烯人造革；b、聚氨酯干法人造革；c、聚氨酯濕法人造革；d、聚氨酯合成革；e、聚氨酯超細(xì)纖維合成革。</p><p>　?。?） 按用途可分為：</p><p>　　A、聚氨酯干、濕法人造革：服裝

12、用干（濕）法聚氨酯人造革；手套用干（濕）法聚氨酯人造革；箱包用干（濕）法聚氨酯人造革；家具用干（濕）法聚氨酯人造革；鞋面用干（濕）法聚氨酯人造革等。B、聚氨酯合成革：鞋用聚氨酯合成革；球用聚氨酯合成革（包括籃球、排球、足球）；輕工用聚氨酯合成革（相機(jī)罩套、腰帶、箱包等）。C、超細(xì)纖維合成革：鞋用超細(xì)纖維合成革（包括光面和絨面）；球用超細(xì)纖維合成革（籃球、排球、足球）；工業(yè)用超細(xì)纖維合成革（相機(jī)罩、腰帶、箱包、票夾、表帶、沙發(fā)、服裝等）。

13、</p><p>　?。?）按裝飾方法和顏色效應(yīng)分：（革的前面應(yīng)相應(yīng)加上合成和人造之字樣）</p><p>　　壓花革、移膜革（貼膜革）、雙色革、變色革、擦色革、印花革等。</p><p>　　1.2.3 行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)</p><p>　　人造革、合成革是塑料工業(yè)的一個(gè)重要組成部分，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)被廣泛使用。人造革、合成革生產(chǎn)在國(guó)際上已有六

14、十多年發(fā)展歷史，中國(guó)自1958年開(kāi)始研制生產(chǎn)人造革，它在中國(guó)塑料工業(yè)中是發(fā)展較早的行業(yè)。近幾年來(lái)，中國(guó)人造革、合成革行業(yè)的發(fā)展不僅是生產(chǎn)企業(yè)裝備生產(chǎn)線的增長(zhǎng)、產(chǎn)品產(chǎn)量連年增長(zhǎng)、品種花色年年增加，而且行業(yè)發(fā)展過(guò)程中有了自己的行業(yè)組織，有相當(dāng)?shù)哪哿?，從而能把中?guó)人造革、合成革企業(yè)，包括相關(guān)行業(yè)組織在一起，發(fā)展成一個(gè)有相當(dāng)實(shí)力的行業(yè)。總之，人造革、合成革發(fā)展的特點(diǎn)就是速度迅速，市場(chǎng)空間日益拓寬。</p><p>　　

15、1.3聚氨酯合成革概述</p><p>　　所謂聚氨酯（PU）合成革就是將無(wú)紡布用PU 溶液處理成合成革基布再經(jīng)貼膜和壓花而得的制品。聚氨酯合成革的生產(chǎn)是一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)，20世紀(jì)60年代末70年代初，聚氨酯開(kāi)始用于合成革的涂布材料。70年代末80年代初，聚氨酯合成革業(yè)在德、美、法、英、日等國(guó)家開(kāi)始迅速發(fā)展。在我國(guó)，聚氨酯合成革的發(fā)展有30年左右，比發(fā)達(dá)國(guó)家晚了近10年。我國(guó)于1979 年在廣州人造革廠建成投產(chǎn)了第

16、一條PU合成皮革生產(chǎn)線，1984 年煙臺(tái)合成革廠又從日本引進(jìn)了年產(chǎn)為30萬(wàn)平方米的PU合成皮革生產(chǎn)線。到90年代我國(guó)PU合成革工業(yè)才逐漸形成完整的工業(yè)體系，近十幾年來(lái)發(fā)展迅速，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)空前激烈。同時(shí)，隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)PU合成皮革的品質(zhì)、品種的要求越來(lái)越高。</p><p>　　按中華人民共和國(guó)輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，聚氨酯合成革按用途分可分為下面三類：</p><p>　?、耦?用于女鞋、童鞋、

17、箱包、帶等</p><p>　　Ⅱ類 用于各種球類</p><p>　?、箢?用于鞋、照相機(jī)、各種儀器等外層</p><p>　　1.4聚氨酯合成革的特性</p><p>　　對(duì)于聚氨酯（PU）合成革，由于其具有優(yōu)異的耐磨性、良好的抗撕裂強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率，同時(shí)賦予PU合成革表面平坦、手感豐滿、舒適、回復(fù)性良好、價(jià)格適中等特性，PU合成革不但替

18、代了很多原來(lái)價(jià)格昂貴的天然皮制品，而且也逐漸取代低檔、廉價(jià)的PVC人造革，現(xiàn)已成為人們?nèi)粘Ｉ钪幸环N不可或缺的消費(fèi)品。尤其是濕法生產(chǎn)的PU合成革，具有上述優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，還具有類似真皮的表面，有一定的透氣和透濕性，耐低溫性，耐老化和耐油性等非常好的性能。因此，聚氨酯合成革是天然皮革的最為理想的替代品，廣泛應(yīng)用于服裝、制鞋、箱包、家具等行業(yè)。</p><p>　　按中華人民共和國(guó)輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，合格的聚氨酯合成革物理機(jī)械

19、性能如下：</p><p>　　表1.1聚氨酯合成革物理機(jī)械性能</p><p><b>　　續(xù)表1.1</b></p><p>　　1.5聚氨酯合成革的制備方法</p><p>　　聚氨酯合成革的工業(yè)化生產(chǎn)方法主要有干法和濕法兩大類。</p><p><b>　　（1）干法</b

20、></p><p>　　把PU樹(shù)脂配制成具有一定固含量、一定黏度的溶膠，涂布在作為載體的離型紙上，通過(guò)烘箱，在一定的溫度、壓力下，使溶劑揮發(fā)形成柔軟并且富有彈性的膜。然后在上面涂布粘合層再與底布復(fù)合。經(jīng)過(guò)干燥、固化、冷卻后進(jìn)行卷取，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的熟化之后將離型紙剝離。再經(jīng)過(guò)印刷處理等過(guò)程，便得到干法聚氨酯合成革。</p><p>　　干法生產(chǎn)工藝技術(shù)是聚氨酯合成革最早開(kāi)發(fā)的工業(yè)生產(chǎn)方

21、法，生產(chǎn)出的合成革強(qiáng)力優(yōu)異，粘接牢固，但透氣性能相對(duì)較差。該類合成革主要用于制造鞋業(yè)、球類、箱包、家具裝飾品等。</p><p><b>　?。?）濕法</b></p><p>　　將基布直接浸漬于已經(jīng)調(diào)配好的PU樹(shù)脂漿料中，該漿料是一PU樹(shù)脂為成膜劑，以DMF、MEK、TOL、IPA等溶劑稀釋，再加入滲透劑、流平劑、消泡劑、填充劑等助劑。然后通過(guò)輥涂，經(jīng)過(guò)25%的二

22、甲基甲酰胺（DMF）的溶液進(jìn)行洗滌固化，再經(jīng)過(guò)熱水洗滌，通過(guò)烘箱進(jìn)行干燥處理后，再經(jīng)過(guò)必要的后處理工序（如帖膜、噴涂、輥?。?，便得到濕法聚氨酯合成革。</p><p>　　濕法生產(chǎn)工藝技術(shù)是繼干法之后發(fā)展起來(lái)的全新的合成方法，生產(chǎn)出的合成革具有良好的透濕、透氣性能，手感柔軟、豐滿、輕盈，更富于天然皮革的風(fēng)格和外觀。因此其市場(chǎng)空間巨大，發(fā)展速度驚人。 </p><p>　　1.6聚氨酯合成革

23、工業(yè)的現(xiàn)狀</p><p>　　目前PU合成皮革產(chǎn)業(yè)已經(jīng)達(dá)到年產(chǎn)近2億平方米約10 萬(wàn)噸的規(guī)模。據(jù)報(bào)道，我國(guó)的PU合成革市場(chǎng)的每年增長(zhǎng)幅度已達(dá)15％～25％，僅溫州合成革行業(yè)，已從初始的一家企業(yè)發(fā)展到如今的100多家企業(yè)，300多條干式、濕式生產(chǎn)線，整個(gè)行業(yè)的固定投資已達(dá)100多億元，產(chǎn)量和市場(chǎng)份額已占全國(guó)70%以上，日產(chǎn)能力300多萬(wàn)平方米，品種發(fā)展到上千種，年產(chǎn)值100多億元。因此有人說(shuō)我國(guó)的PU合成革市場(chǎng)逐

24、漸成為推動(dòng)全球的PU皮革，甚至整個(gè)聚氨酯市場(chǎng)發(fā)展的主要?jiǎng)恿χ弧?lt;/p><p>　　目前國(guó)內(nèi)的聚氨酯合成革業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，大多數(shù)采用有機(jī)溶劑型的聚氨酯樹(shù)脂作為生產(chǎn)各品基層和面層的基本原料，這種類型的聚氨酯樹(shù)脂均通過(guò)甲苯（TOL）、二甲苯、丙酮、丁酮（MEK）、乙酸乙酯和二甲基甲酰胺（DMF）等作為主要溶劑以溶液聚合法制得。溶劑的用量大約占樹(shù)脂用量的60%以上，濕法漿料DMF的用量達(dá)到70%以上。這些溶劑都是有害

25、溶劑，對(duì)人體的危害是多方面的。其中，甲苯等芳香烴溶劑對(duì)人體的造血系統(tǒng)具有危害性，在高濃度環(huán)境中長(zhǎng)期接觸，可能發(fā)生急性中毒而休克，慢性中毒將出現(xiàn)血小板和白血球減少，并出現(xiàn)相應(yīng)的病癥。其它溶劑如丙酮、丁酮、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺等溶劑雖然較甲苯、二甲苯的毒性低，但長(zhǎng)期接觸也會(huì)產(chǎn)生較大的毒副作用，其中乙酸乙酯對(duì)眼睛和粘膜有刺激性，并有麻醉性；二甲基甲酰胺對(duì)皮膚、眼睛粘膜有較強(qiáng)的刺激性，吸入高濃度的蒸氣時(shí)，會(huì)刺激咽部引起惡心，經(jīng)常接觸，經(jīng)皮膚吸

26、入，會(huì)導(dǎo)致肝功能障礙，且有機(jī)溶劑對(duì)女性生育問(wèn)題將產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響。</p><p>　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，一條聚氨酯合成革生產(chǎn)線日均需消耗10t左右溶劑型PU樹(shù)脂，其中占溶劑型PU樹(shù)脂總用量60%以上的是溶劑，雖然濕法生產(chǎn)線中85%左右的溶劑被回收，但濕法生產(chǎn)線中仍有15%左右、干法生產(chǎn)線中95％的溶劑無(wú)法回收，將通過(guò)水和空氣排放到周邊的河流和天空中，勢(shì)必會(huì)嚴(yán)重污染當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境，給人們的生產(chǎn)、生活，公眾的生命健康構(gòu)成重大威

27、脅。如果以溫州市300多條生產(chǎn)線計(jì)算，年均需要的溶劑型PU樹(shù)脂用量為70多萬(wàn)t，每年將會(huì)有數(shù)以萬(wàn)噸的溶劑排放到空氣和周邊的河流中，造成的污染將不可想象。由于苯、甲苯等有害溶劑易燃、易爆，極易引發(fā)火災(zāi)，造成傷殘，甚至死亡，近年已屢見(jiàn)報(bào)道。</p><p>　　到目前為止，隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，合成革作為天然革的理想替代品，其性能越來(lái)越接近天然皮革，某些性能甚至超過(guò)天然皮革。 如新開(kāi)發(fā)的超細(xì)纖維PU合成革不論從內(nèi)部微觀結(jié)

28、構(gòu)，還是外觀質(zhì)感及物理特性和人們穿著舒適性等方面，都能與高級(jí)天然皮革相媲美，且在耐化學(xué)性、質(zhì)量均一性、大生產(chǎn)加工適應(yīng)性以及防水、防霉變性等方面更超過(guò)了天然皮革。同時(shí)，合成革行業(yè)在生產(chǎn)工藝上，也得到了不斷的發(fā)展和進(jìn)步，如水性樹(shù)脂技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)可以使合成革生產(chǎn)避免了有機(jī)廢氣的污染</p><p>　　在大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，應(yīng)保持優(yōu)良的環(huán)境，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展道路。健康的身體是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的一個(gè)重要目標(biāo)。正確處理“保護(hù)”和

29、“促進(jìn)”的關(guān)系，減少工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境和人類本身的傷害，是不可逆轉(zhuǎn)的潮流，也是歷史賦予我們的責(zé)任。人類只有一個(gè)地球，保護(hù)我們的家園，保持可持續(xù)性地發(fā)展經(jīng)濟(jì)的問(wèn)題，已成為全球的共識(shí)，引起了各國(guó)政府的高度重視。在美國(guó)、意大利、日本、韓國(guó)等合成革主要生產(chǎn)國(guó)，已逐漸淘汰溶劑型PU樹(shù)脂產(chǎn)品，采用環(huán)保型PU樹(shù)脂。我國(guó)也先后制定、出臺(tái)了許多相關(guān)的法律、法規(guī)。如：《合成革工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《環(huán)境保護(hù)法》、《勞動(dòng)保護(hù)條例》、《職業(yè)病防治法》等等，為化工產(chǎn)

30、業(yè)的發(fā)展提出了要求，嚴(yán)格了規(guī)范。隨著我國(guó)在世貿(mào)組織作用不斷提高，國(guó)內(nèi)企業(yè)逐漸參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，客觀上也要求我們生產(chǎn)和使用無(wú)公害的產(chǎn)品，徹底消除國(guó)際上“綠色貿(mào)易壁壘” 對(duì)我國(guó)產(chǎn)品的非貿(mào)易壁壘限制。 </p><p>　　1.7聚氨酯合成革的發(fā)展方向</p><p>　　從源頭上杜絕污染，對(duì)于聚氨酯合成革行業(yè)來(lái)說(shuō)已經(jīng)迫在眉捷，環(huán)境保護(hù)可謂是聚氨酯合成革的首要發(fā)展方向。由于水無(wú)毒、無(wú)污染、并且節(jié)能，

31、因此它是溶劑的理想替代品。所以，開(kāi)發(fā)水性聚氨酯合成革漿料成為目前聚氨酯樹(shù)脂的主攻方向。目前，國(guó)內(nèi)的許多廠家和化工設(shè)計(jì)院都在進(jìn)行水性聚氨酯樹(shù)脂的研究，也開(kāi)發(fā)出許多的水性聚氨酯樹(shù)脂牌號(hào)，但規(guī)模都較小，最大規(guī)模也只有幾噸左右的規(guī)模。并且應(yīng)用范圍比較狹窄，在性能上還不完善。</p><p>　　例如溫州環(huán)宇高分子材料有限公司，通過(guò)長(zhǎng)期不懈的努力，已成功開(kāi)發(fā)出國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的環(huán)保型聚氨酯合成革樹(shù)脂產(chǎn)品。其主攻方向?yàn)椋?lt;/p

32、><p>　?。?）、開(kāi)發(fā)出適應(yīng)于國(guó)內(nèi)現(xiàn)有合成革廠家的生產(chǎn)工藝、條件，替代傳統(tǒng)溶劑型的PU樹(shù)脂漿料，從根本上杜絕污染。</p><p>　　（2）、以水為溶劑，替代DMF、MEK等大量有毒溶劑，且不改變薄膜的特性及功能，提高透氣性、耐磨性。絕對(duì)不燃、無(wú)毒、無(wú)污染。</p><p>　?。?）、制備各種規(guī)格、不同模量的產(chǎn)品，以滿足不同用途的客戶需求。</p>

33、<p>　?。?）、合成各種檔次要求的漿料：普通型、耐光型、耐磨型、耐低溫型等，滿足不同層次的需求。</p><p>　　要從根本上解決人造革合成革行業(yè)的污染問(wèn)題，就要大力推廣使用水性聚氨酯漿料。國(guó)外現(xiàn)在已在減少溶劑型聚氨酯漿料的使用量，而水性聚氨酯漿料的使用量則在逐漸上升，一方面是國(guó)外比較注重環(huán)保，另一方面，國(guó)外的水性PU的研究起步較早，水性PU的品種也較多，性能也較好。不過(guò)可以肯定的是，中國(guó)人造革

34、合成革行業(yè)推廣使用水性聚氨酯是大勢(shì)所趨。</p><p>　　后處理工藝也是聚氨酯合成革的環(huán)境保護(hù)的一個(gè)重要方向，后處理工藝種類繁多并不斷地有所更新，大多采用同皮革后處理和紡織品有關(guān)加工處理相似的工藝。包括表面涂飾（包括噴涂）、印刷、壓花、磨皮、干揉、濕揉、植絨等。</p><p>　　聚氨酯合成革的另外一個(gè)重要發(fā)展方向就是新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，因?yàn)楝F(xiàn)階段普通聚氨酯合成革用樹(shù)脂已經(jīng)不能滿足人們的需

35、要。一方面要充分利用不同的后處理工藝，增加產(chǎn)品種類，盡量實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差別化生產(chǎn)；另一方面，要加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，要特別注意新型功能性助劑、新型原材料、新型生產(chǎn)工藝在合成革行業(yè)的應(yīng)用，開(kāi)發(fā)適合市場(chǎng)需求的高性能多功能合成革，如抗菌防霉除臭合成革、納米光觸媒合成革，防水透濕合成革，阻燃高剝離合成革等。</p><p>　　例如，納米增強(qiáng)聚氨酯技術(shù)則是提高聚氨酯合成革用樹(shù)脂性能的一個(gè)行之有效的方法。納米復(fù)合聚氨酯樹(shù)脂制成革后將具

36、有更好的回彈性、耐磨性、低溫抗折性、高溫?zé)岱€(wěn)定性，可廣泛應(yīng)用于服裝、箱包、鞋革等制造業(yè)。在合成革產(chǎn)品中，例如高檔的聚氨酯變色合成革成為一種時(shí)尚新產(chǎn)品。PU變色合成革是采用加入了變色粉的特殊PU樹(shù)脂制造的，變色粉沒(méi)有彈性，當(dāng)這種PU革在拉伸、彎曲、折疊等外部應(yīng)力作用下，PU膜層中的變色粉會(huì)呈現(xiàn)其本身的白色，結(jié)果在革形變部位呈現(xiàn)顏色變化。外力消除后，革面顏色又會(huì)自然地恢復(fù)如初。煙臺(tái)華大化學(xué)工業(yè)有限公司研制出的兩種PU變色樹(shù)脂601BL 和6

37、01BH，制得的變色革變色自然柔和，手感好，膨潤(rùn)變形性能好。</p><p>　　例如國(guó)際市場(chǎng)上出現(xiàn)的超細(xì)纖維聚氨酯合成革，它是采用與天然皮革中束狀膠原纖維結(jié)構(gòu)與性能相似的超細(xì)纖維制成具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高密度無(wú)紡布, 再填充性能優(yōu)異且具有開(kāi)式微孔結(jié)構(gòu)的聚氨酯加工處理而成，被稱之為第三代人工皮革。其三維結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)紡布為合成革在基材方面創(chuàng)造了趕超天然皮革的條件。該產(chǎn)品結(jié)合新研制的具有開(kāi)孔結(jié)構(gòu)的PU漿料浸漬、復(fù)合面層

38、的加工技術(shù)，發(fā)揮了超細(xì)纖維巨大表面積和強(qiáng)烈的吸水性作用，使得超細(xì)級(jí)PU合成革具有了束狀超細(xì)膠原纖維的天然皮革所固有的吸濕特性，因而不論從內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)，還是外觀質(zhì)感及物理特性和人們穿著舒適性等方面，都能與高級(jí)天然皮革相媲美了。這種聚氨酯合成革在外觀、機(jī)械強(qiáng)度、彈性、耐化學(xué)物質(zhì)穩(wěn)定性方面都與天然皮革十分相似。此外，超細(xì)纖維合成革在耐化學(xué)性、質(zhì)量均一性、大生產(chǎn)加工適應(yīng)性以及防水、防霉變性等方面更超過(guò)了天然皮革。</p><

39、p>　　1.8聚氨酯合成革前景展望</p><p>　　當(dāng)今社會(huì)，合成革代替真皮已成為勢(shì)不可擋的潮流，合成革行業(yè)的發(fā)展前景廣闊。首先，日常生活中花色品種繁多的合成革制品隨處可見(jiàn)，如室內(nèi)裝飾、沙發(fā)面料、汽車內(nèi)飾、服裝、鞋類、球類和箱包等等。并且，由于合成革具有性能優(yōu)良，可大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)，其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?。其次，由于?guó)內(nèi)企業(yè)不斷涌現(xiàn)，所以生產(chǎn)總量將快速擴(kuò)張

40、。近幾年來(lái)，我國(guó)合成革行業(yè)在生產(chǎn)企業(yè)數(shù)和生產(chǎn)設(shè)備數(shù)上得到大幅提高，產(chǎn)品產(chǎn)量連年以超過(guò)10%速度快速增長(zhǎng)，使中國(guó)成為世界合成革第一生產(chǎn)大國(guó)，產(chǎn)量占到全球比重的20%以上。同時(shí)，出口貿(mào)易也逐年攀升。</p><p>　　聚氨酯合成革作為人造革、合成革中性能最為優(yōu)異的品種，應(yīng)用空間不斷廣闊，其發(fā)展前景可謂非常良好。特別是超細(xì)纖維聚氨酯合成革，將成為未來(lái)市場(chǎng)主導(dǎo)產(chǎn)品。不過(guò)由于新近超纖革的投資建設(shè)和異軍突起，產(chǎn)能將持續(xù)擴(kuò)大

41、，市場(chǎng)供大于求的局面仍將持續(xù)，近幾年內(nèi)將會(huì)形成類似目前普通革的市場(chǎng)局面，同質(zhì)現(xiàn)象嚴(yán)重，價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈；同時(shí)，隨著人們消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變和下游制品業(yè)的要求提高，許多應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的消費(fèi)需求將隨著合成革檔次的提高和差異化功能性的增加而越來(lái)越大，如汽車革、家具革、球革等。所以，企業(yè)必須只有不斷加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，只有這樣才能不斷提升競(jìng)爭(zhēng)力。</p><p>　　1.9項(xiàng)目可行性分析</p><p>　?。?）、

42、年產(chǎn)100萬(wàn)米聚氨酯合成革項(xiàng)目為中小型項(xiàng)目，投資收回期較短，污染容易控制，投資風(fēng)險(xiǎn)小。根據(jù)目前中國(guó)聚氨酯合成革生產(chǎn)行業(yè)概況分析知其具有很大的可行性。</p><p>　　（2）、生產(chǎn)水性聚氨酯合成革漿料的原料國(guó)內(nèi)易得，主要原料國(guó)內(nèi)均可購(gòu)買到；生產(chǎn)水性聚氨酯合成革漿料的工藝技術(shù)路線成熟、可靠，為100℃以內(nèi)常壓操作，設(shè)備定型、通用，生產(chǎn)周期短；本工藝生產(chǎn)采用全料進(jìn)，全料出，生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)“三廢”產(chǎn)生。</p&g

43、t;<p>　　（3）、在生產(chǎn)聚氨酯合成革時(shí)，主要溶劑（DMF、TOL、MEK）國(guó)內(nèi)均可購(gòu)買到；聚氨酯鞋用合成革生產(chǎn)工藝比較成熟，可連續(xù)化生產(chǎn)。</p><p>　?。?）、生產(chǎn)聚氨酯合成革時(shí)，其三廢處理工藝先進(jìn)，保證排污達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　（5）、生產(chǎn)聚氨酯合成革時(shí)，其工藝注重資源利用與環(huán)境保護(hù)，投資利潤(rùn)率高，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。</p><

44、;p>　　第二章 聚氨酯及聚氨酯合成革生產(chǎn)原料</p><p><b>　　2.1前言</b></p><p>　　聚氨酯合成革的主要生產(chǎn)原料是聚氨酯樹(shù)脂和基布，生產(chǎn)中要使用的主要有二甲基甲酰胺（DMF）、二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）、甲苯二異氰酸酯（TDI）、丁酮（MEK）、甲苯（TOL）、1,4-丁二醇（BDO）、己二酸（AA）、乙二醇（EG）以及在合成革

45、生產(chǎn)中的一些添加劑（如滲透劑、流平劑、填充劑、消泡劑、染色劑）等。</p><p><b>　　2.2聚氨酯</b></p><p>　　聚氨酯（PU）是含有氨基甲酸酯（-NHCOO-）基團(tuán)的聚合物，通常由異氰酸酯（含有－NCO 基團(tuán)）或其加成物與含活潑氫（主要是羥基中的活潑氫）的聚多元醇反應(yīng)而成。聚氨酯具有強(qiáng)度高、耐磨性、耐屈撓性、耐低溫性和耐油、耐化學(xué)品性能優(yōu)異等

46、特點(diǎn)。聚氨酯樹(shù)脂制成的產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，其產(chǎn)品與品種逐年遞增，在材料工業(yè)中占有相當(dāng)重要的比例。因此，各國(guó)都競(jìng)相發(fā)展聚氨酯樹(shù)脂工業(yè)。</p><p>　　2.2.1聚氨酯生產(chǎn)的主要原料</p><p><b>　　（1）異氰酸酯</b></p><p>　　依據(jù)產(chǎn)品的用途不同選用不同的異氰酸酯，如甲苯二異氰酸酯（TDI），分為2,4和2,6兩種異構(gòu)體

47、，一般使用混合比例為80/20（TDI-80）和65/35（TDI-65）的兩種，可用于軟質(zhì)到硬質(zhì)泡沫制品；二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI），用于半硬和硬質(zhì)泡沫制品。</p><p>　　異氰酸酯是一類反應(yīng)性極強(qiáng)的化合物，因其含有“－N＝C＝O”基團(tuán)，性質(zhì)非常活潑，不但可以與有活潑氫的化合物發(fā)生加成反應(yīng)，而且還能在受熱或催化劑作用下發(fā)生自聚和脫羰等反應(yīng)。</p><p>　　異氰酸酯具有毒性

48、，能與人體的蛋白質(zhì)反應(yīng)，空氣中的極限充許濃度為0.0002%，故此，生產(chǎn)時(shí)要特別注意。</p><p><b>　?。?）多羥基化合物</b></p><p>　　聚醚：常用的聚醚是以環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷或四氫呋喃等環(huán)氧化合物為單體。用丙二醇、丁二醇、甘油等多元醇或乙二胺、三乙胺等胺類化合物為起始劑，進(jìn)行開(kāi)環(huán)聚合而制得的產(chǎn)物。</p><p>　

49、　聚酯：以羥基為端基的聚酯是相對(duì)分子質(zhì)量在1000～3000之間的過(guò)量多元醇與二元酸反應(yīng)的液體產(chǎn)物。最常用的二元酸為已二酸，最常用的多元醇為乙二醇。其中二元醇與二元酸合成的線型聚酯主要用于軟質(zhì)PU，二元醇與多元醇合成的支鏈型聚酯主要用于硬質(zhì)PU。聚酯多元醇是PU合成的主要原料之一。</p><p><b>　?。?）其他</b></p><p>　　催化劑：有胺類和錫

50、類。胺類如三乙烯二胺、N-烷基嗎啡啉等，有機(jī)錫類如二月桂酸二丁錫，一般兩者復(fù)合加入。</p><p>　　交聯(lián)劑及擴(kuò)鏈劑：常用的有甘油、三羥基甲基丙烷及季戊四醇等。</p><p>　　穩(wěn)定劑：常用的是水溶性聚醚硅氧烷。</p><p>　　2.2.2聚氨酯合成的化學(xué)反應(yīng)式</p><p>　　2.3聚氨酯合成革的生產(chǎn)</p>

51、<p><b>　　2.3.1樹(shù)脂</b></p><p>　　聚氨酯合成革的生產(chǎn)中，使用的聚氨酯樹(shù)脂有I液型樹(shù)脂漿料、II液型樹(shù)脂漿料、粘合層漿料。一般來(lái)說(shuō)，I液型聚氨酯是由含有活潑氫的高分子量化合物，含有活潑氫的低分子量化合物（即擴(kuò)鏈劑）以及二異氰酸酯化合物制造出來(lái)的。其分子結(jié)構(gòu)可分兩部分，一部分是以含有活潑氫的高分子量化合物為基礎(chǔ)，稱之為軟鏈部分；另一部分是含有低分子量化合物

52、和二異氰酸酯相連結(jié)的形式，稱之為硬鏈部分。II液型樹(shù)脂是由含有活潑氫的高分子量化合物和二異氰酸酯進(jìn)行加成聚合反應(yīng)得到的，其末端上具有反應(yīng)性的羥基。II液型聚氨酯樹(shù)脂本身不能成膜，即使成膜也是低物性的皮膜。粘合層漿料可歸屬于II液型樹(shù)脂漿料。</p><p>　　通常干法聚氨酯革要求表面處理層光滑耐磨，耐彎曲性好，耐溶劑性好，有良好的重復(fù)涂敷性，顏料分散均勻、展色性佳的等等特點(diǎn)。因此，凝集力高的I液型樹(shù)脂最為合適。

53、而濕法聚氨酯革的多孔層在水中要求有快速凝固性，所以同樣用分子內(nèi)高凝集力的熱塑性的I液型樹(shù)脂。</p><p>　　粘結(jié)層要求和基布粘接性好，柔軟，耐水解性好，所以最好采用凝集力低的，而且與異氰酸酯等交聯(lián)劑在交聯(lián)促進(jìn)劑存在下并用的熱固型的II液型聚氨酯樹(shù)脂。為了提高其物理性能和粘接性，可利用其末端反應(yīng)的羥基和交聯(lián)劑通過(guò)交聯(lián)促進(jìn)劑進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以得到高物性皮膜。皮膜的物理化學(xué)性能是由II液型聚氨酯樹(shù)脂

54、中的含有活潑氫的高分子量化合物的組成、分子量的大小、交聯(lián)劑的用量所決定的。所以交聯(lián)劑、交聯(lián)促進(jìn)劑等在配合時(shí)的添加量、固化條件、熟化條件等對(duì)皮膜物性有很大影響。</p><p>　　通常選擇樹(shù)脂牌號(hào)時(shí)主要根據(jù)其綜合質(zhì)量數(shù)據(jù)指標(biāo)而定，如溶劑組成、伸長(zhǎng)率、抗拉強(qiáng)度、模量等。</p><p><b>　　2.3.2基布</b></p><p>　?。?

55、）基布的種類和應(yīng)用</p><p>　　聚氨酯合成革所用基布主要有：非織造布（俗稱無(wú)紡布，分為針刺型與非針刺型兩種）；機(jī)織布（分為平織布、斜紋布、緞紋布、絨毛布）；針織布（分為純棉、維棉 、滌棉 、純化纖針織布）。</p><p>　　其中無(wú)紡布是使用最多的基布。干式聚氨酯合成革常用針織布或平織布及單面起絨布；濕式聚氨酯合成革常用合成纖維無(wú)紡布。通常起毛布又分為純棉起毛布和混紡起毛布，根據(jù)

56、鞋材、服裝、及包用材的不同，而設(shè)計(jì)厚度、經(jīng)緯紗織密度及成品所要求的斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、及撕裂強(qiáng)度、漲破強(qiáng)度等指標(biāo)。</p><p>　　（2）基布的性能要求</p><p>　　聚氨酯合成革所用基布是決定其最終產(chǎn)品質(zhì)量和檔次的一個(gè)主要因素，基布的織造方式和結(jié)構(gòu)、基布纖維的種類都會(huì)影響聚氨酯合成革產(chǎn)品的質(zhì)量。通常合成革對(duì)基布的要求有以下幾點(diǎn)： a、基布表面必須平整，厚度、起絨密度、長(zhǎng)度、色

57、澤等要求均勻一致。b、基布表面無(wú)線頭、疙瘩、無(wú)孔洞等異常，接頭處平整牢固。c、參照技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行批次抽檢測(cè)試 d、要能經(jīng)受住人造革生產(chǎn)時(shí)較高的加工溫度，基布若是織物需保證經(jīng)緯方向強(qiáng)度接近，若是無(wú)紡布，必須保證縱橫方向強(qiáng)度一致。</p><p><b>　　2.3.3溶劑</b></p><p><b>　?。?）溶劑的作用</b></p

58、><p>　　聚氨酯合成革的生產(chǎn)過(guò)程中所使用的溶劑有著很重要的作用。首先，它是溶解樹(shù)脂，形成適合于配制一定粘度的、可供涂覆、浸漬及表面處理的混合液的液體；其次，一些溶劑常常用來(lái)作為制備聚氨酯樹(shù)脂的反應(yīng)介質(zhì)；第三，一些溶劑又常常用來(lái)配制色漿，用于聚氨酯合成革產(chǎn)品的染色、印刷、涂飾等。</p><p><b>　?。?）溶劑的選擇</b></p><p&g

59、t;　　聚氨酯合成革對(duì)溶劑的要求較高。在選擇使用溶劑的時(shí)候，除了考慮其溶解度、揮發(fā)速度的共性以外，主要還要考慮涂布液中異氰酸酯基的特點(diǎn)。選擇溶劑時(shí)應(yīng)注意以下兩方面：</p><p>　　首先，溶劑中不能含有與異氰酸酯基反應(yīng)的物質(zhì)。如過(guò)含有的話將會(huì)使聚氨酯變質(zhì)而不能使用，所以醇、醚、醚、醇類溶劑不能使用。其次，是水的影響，普通工業(yè)級(jí)溶劑實(shí)際上或多或少都含有些水分。由于溶劑與水之間具有一定的溶解度，這樣容易使水分與異

60、氰酸酯基發(fā)生反應(yīng)，而消耗不少異氰酸酯，因此不論是在樹(shù)脂制備過(guò)程中，還是稀釋配料過(guò)程中，都必須用無(wú)水的溶劑。</p><p>　　所以聚氨酯合成革所選擇的溶劑要求不含雜質(zhì)或雜質(zhì)極少。一般選用工業(yè)一級(jí)品溶劑，其純度在99%以上。使用時(shí)現(xiàn)用現(xiàn)配，配成的漿料不能存放時(shí)間太長(zhǎng)，特別是II液型樹(shù)脂混合液，以免吸潮，使?jié){料變質(zhì)。這是合格生產(chǎn)聚氨酯合成革的一個(gè)重要因素。</p><p><b>

61、　　2.3.4離型紙</b></p><p>　　目前我國(guó)國(guó)內(nèi)離型紙還沒(méi)有工業(yè)化生產(chǎn)，主要依靠從國(guó)外進(jìn)口。世界上生產(chǎn)離型紙的廠商主要是：美國(guó)沃淪公司、英國(guó)維金斯公司、意大利賓達(dá)公司、日本創(chuàng)研株式會(huì)社、旭輥株式會(huì)社、大日本印刷株式會(huì)社等。各公司的主導(dǎo)產(chǎn)品品種各不相同。 </p><p><b>　?。?）離型紙分類</b></p><p&

62、gt;　　按用途分：①聚氯乙烯人造革用紙 ②聚氨酯合成革用紙。按花紋分：①平面紙 ②壓紋紙。按光澤度分：①高光型 ②光亮型 ③半光亮型 ④半消光型 ⑤消光型 ⑥超消光型。按材質(zhì)分：①硅系紙（表面涂敷有機(jī)硅聚合物，耐溫≤190℃） ②非硅系（表面涂敷丙烯聚合物，耐溫≤150℃） ③特殊用紙（僅聚氯乙烯人造革用）。</p><p>　?。?）離型紙的性能要求</p><p>　　a、強(qiáng)度：由于

63、在涂布后，緊接著進(jìn)入烘箱干燥，使得其溫度較高。在多次使用中要求離型紙必須有足夠的強(qiáng)度，最重要的撕裂強(qiáng)度。</p><p>　　b、耐溶劑性：在合成革與人造革的生產(chǎn)中，經(jīng)常使用到多種溶劑，要求離型紙既不溶解也不溶脹。</p><p>　　c、表面均勻性：離型紙必須保持一定的離型均勻度及光澤度，平面紙的平滑度及厚度要保持一致。</p><p>　　d、合適的剝離強(qiáng)度：離

64、型紙要有適當(dāng)?shù)膭冸x強(qiáng)度，如果剝離太困難會(huì)影響到離型紙的重復(fù)使用次數(shù)。如果剝離太容易，在涂布及復(fù)合時(shí)容易引起預(yù)剝離，從而會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。 </p><p><b>　　2.3.5著色劑</b></p><p>　?。?）著色劑的種類和應(yīng)用</p><p>　　著色劑可分為染料和顏料兩大類。兩者主要區(qū)別是溶解性不同。染料可溶于水、油、各種有機(jī)溶劑等

65、。染色能力強(qiáng)，色澤鮮艷，但耐熱性、耐光性和耐溶劑性差。在合成革的加工溫度下易分解，在制品的使用過(guò)程中容易滲出，遷移而造成串色和污染。顏料一般不溶于水、溶劑，在合成革中分散成細(xì)微顆粒，由其表面的遮蓋作用而著色。它和染料相比較，透明性、鮮艷性稍差，但耐熱性、耐光性好，不易遷移滲出。顏料可分為有機(jī)顏料和無(wú)機(jī)顏料兩類。無(wú)機(jī)顏料具有優(yōu)良的耐熱性、耐光性和耐溶劑性，而且原料易得，制造簡(jiǎn)便，價(jià)格低廉，但其透明度、鮮明性差，色澤暗淡，相對(duì)密度大。有機(jī)顏

66、料具有介于無(wú)機(jī)顏料和染料之間的綜合性能，耐熱性、耐光性及分散性不及無(wú)機(jī)顏料，但色澤鮮艷、分散性好。</p><p>　?。?）著色劑的性能要求</p><p>　　理想的著色劑在人造革與合成革的生產(chǎn)中應(yīng)具備如下性能要求： a、理想的著色劑應(yīng)具有色澤鮮艷、著色力強(qiáng)、分散性好、不凝集的特點(diǎn)。 b、理想的著色劑耐熱性要好，在樹(shù)脂加工溫度下和最高使用溫度下應(yīng)具有良好的熱穩(wěn)定性，不變色、不分解的性能

67、。c、理想的著色劑耐溶劑性要好，與溶劑接觸后不會(huì)因溶劑而遷移、串色。 d、理想的著色劑耐遷移性要好，要求著色劑在樹(shù)脂中不會(huì)發(fā)生色遷移，并且顏料不會(huì)析出。 e、理想的著色劑耐化學(xué)穩(wěn)定性要好，應(yīng)具有良好的耐酸堿性，還要求與樹(shù)脂中其他助劑不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 f、理想的著色劑要求無(wú)毒、無(wú)臭、不含有對(duì)樹(shù)脂有影響的雜質(zhì)。</p><p><b>　　2.3.6其他助劑</b></p>&l

68、t;p>　?。?）木質(zhì)粉（MCC）</p><p>　　在單涂覆法中使用一定量的木質(zhì)粉，既能降低產(chǎn)品成本，又能在凝固過(guò)程中起到骨架的作用，不同型號(hào)廠家的木質(zhì)粉，其膨脹系數(shù)不同，這樣便在同等其他材料相同的情況下，其粘度值均不相同，也直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量及相應(yīng)的成本，木質(zhì)粉的細(xì)度要求一般要達(dá)到400目以上。</p><p><b>　?。?）滲透劑</b></

69、p><p>　　a、陰離子表面活性劑（OT-70，C-70，C-90）：具有親水性，主要起到加快DMF與水的交換速度，提高生產(chǎn)速度，同時(shí)使泡孔細(xì)密化。滲透劑可生成球形泡孔結(jié)構(gòu)，增加回彈性、透氣性、透濕性。一般加入量在0.5%—2.5%之間，如果加入量過(guò)多，涂層易反卷，平滑性下降。</p><p>　　b、非離子表面活性劑（S-80）：具有疏水性，可推遲表面的凝固速度，因而可使內(nèi)部的DMF與水更

70、快地交換，可生成針狀的泡孔結(jié)構(gòu)，加入量為1%—3%，過(guò)大時(shí)會(huì)影響生產(chǎn)速度。</p><p><b>　?。?）消泡劑</b></p><p>　　主要成分為液體有機(jī)硅，主要作用是消除漿料中的空氣，減少貝斯表面針孔。一般的有機(jī)硅油與DMF的相溶性差，不宜應(yīng)用。設(shè)計(jì)配方時(shí)，應(yīng)選用與DMF有一定相溶性，消泡能力強(qiáng)的專用助劑。用量一般在0.5—1份，用量太少不起作用；用量過(guò)大

71、時(shí)因與DMF相溶性差，會(huì)使合成革表面有凹凸不平現(xiàn)象出現(xiàn)。</p><p><b>　?。?）流平劑</b></p><p>　　流平劑也是一種改性的有機(jī)硅助劑。主要作用是改善貝斯表面的平整性，增加樹(shù)脂與基布間的親合性。用量一般為樹(shù)脂質(zhì)量的0.1%左右。 </p><p>　　另外，還有些填充劑比如輕質(zhì)碳酸鈣等在這里就不做過(guò)多介紹。</p&

72、gt;<p><b>　　2.4物料參數(shù)</b></p><p>　　2.4.1甲苯二異氰酸酯（TDI）</p><p>　　有2，4-TDI和2，6-TDI兩種異構(gòu)體。按兩種異構(gòu)體含量的不同，工業(yè)上有三種規(guī)格的產(chǎn)品：(1)TDI-65含2，4-TDI65％、2，6-TDI35％；(2)TDI-80含2，4-TDI80％、2，6-TDI20％，此規(guī)格最為

73、常見(jiàn)；(3)TDI-100含2，4-TDI100％。無(wú)色或淺黃色透明液體，有刺激臭味，在紫外線照射下變黃。與乙醚、二甘醇、丙酮、四氯化碳、苯、氯苯、煤油、橄欖油混溶。能與含羥基的化合物、水、胺和具有活潑氫原子的化合物反應(yīng)生成氨基甲酸酯、脲、氨基脲等。物性參數(shù)如下：</p><p>　　表2.1 TDI的物性參數(shù)</p><p>　　2.4.2二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）</p>

74、;<p>　　一般有4,4′- 、2,4′- 、2,2′- MDI三種異構(gòu)體，而以4,4′-MDI為主。沒(méi)有單獨(dú)的2,4′- 、2,2′- MDI產(chǎn)品。一般純的MDI就是指4,4′-MDI，其含量在99%以上。MDI常溫下為淡黃色熔融固體，有強(qiáng)烈刺激氣味。溶于丙酮、苯、煤油、硝基苯。工業(yè)品為深褐色黏稠流動(dòng)液體。用于生產(chǎn)聚氨酯塑料、聚氨酯彈性體；還可用于制造合成纖維、合成革、無(wú)溶劑涂料等。物性參數(shù)如下：</p>

75、<p>　　表2.2 MDI的物性參數(shù)</p><p>　　2.4.3二甲基甲酰胺（DMF）</p><p>　　無(wú)色透明液體，為極性惰性溶劑。熔點(diǎn)-61℃、沸點(diǎn)152.8℃、相對(duì)密度d4250.9445、折射率nD251.4269、閃點(diǎn)70℃（開(kāi)杯）58℃（閉杯）、蒸氣壓346Pa（20℃）或490Pa（25℃）、自燃點(diǎn)445℃。除鹵化烴以外能與水及大多數(shù)有機(jī)溶劑以任意比互溶

76、。有吸濕性。遇明火、高溫可引起燃燒爆炸。DMF是優(yōu)良的有機(jī)溶劑和重要的化工原料，用作PU、PAN、PVC的溶劑；在石油化工中亦用作萃取劑。</p><p>　　2.4.4己二酸（AA）</p><p>　　白色無(wú)味的結(jié)晶固體粉末，微溶于水，易溶于酒精、乙醚等有機(jī)溶劑。可與堿反應(yīng)。也可以發(fā)生酯化、酰鹵化、酰胺化和還原等反應(yīng)。與二元胺、二元醇發(fā)生縮聚反應(yīng)。主要用作尼龍66和工程塑料的原料，也用

77、于生產(chǎn)各種酯類產(chǎn)品。用作增塑劑和高效潤(rùn)滑劑。還用作聚氨基甲酸酯彈性體的原料，以及食品和飲料的酸化劑。聚氨酯是己二酸一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。物性參數(shù)如下：</p><p>　　表2.3 AA的物性參數(shù)</p><p>　　2.4.5乙二醇（EG）</p><p>　　別名甘醇。無(wú)色、無(wú)臭的黏稠液體。味略甜。易吸水，可燃。能降低水的冰點(diǎn)。能與水、乙醇、丙酮、醛類、醋酸等混溶。

78、微溶于乙醚，幾乎不溶于苯。工業(yè)上由環(huán)氧乙烷直接水合制得，環(huán)氧乙烷直接水合法是目前工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)乙二醇的唯一方法。主要用于生產(chǎn)聚酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、增塑劑、防凍劑，也用于化妝品及炸藥等。在聚氨酯領(lǐng)域，乙二醇主要用于合成聚酯多元醇，還用于聚氨酯擴(kuò)鏈劑等。物性參數(shù)如下：</p><p>　　表2.4 EG的物性參數(shù)</p><p>　　2.4.6丁二醇（1，4-BDO）</p><

79、;p>　　無(wú)色油狀液體，可燃，能與水混溶。溶于甲醇、乙醇、丙酮，微溶于乙醚。</p><p>　　毒性及防護(hù)：有毒，生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)密閉，防止泄漏，操作人員穿戴防護(hù)用具。皮膚有創(chuàng)傷者嚴(yán)禁與本品接觸。包裝及儲(chǔ)運(yùn)：采用鋁、不銹鋼、鍍鋅鐵桶或塑料桶。或以槽車按易燃有毒物品規(guī)定儲(chǔ)運(yùn)。在密閉包裝和不遇熱條件下貯存時(shí)間不受限制；自然條件下，不爆炸，不自燃，但具可燃性。物性參數(shù)如下：</p><p>　

80、　表2.5 BDO的物性參數(shù)</p><p>　　2.4.7甲苯（TOL）</p><p>　　無(wú)色透明易揮發(fā)液體，有類似苯芳香氣味。熔點(diǎn)-95℃、沸點(diǎn)110.8℃、自燃點(diǎn)536℃、相對(duì)密度（20/4℃）0.866、折射率1.4967、閃點(diǎn)（閉杯）4.4℃、表面張力28.4 mN/m。不溶于水，能與乙醇、乙醚、丙酮、氯仿等混溶?？扇肌Ｒ妆?，爆炸極限1.2％～7.0％(體積)?；瘜W(xué)性質(zhì)活潑，

81、可進(jìn)行氧化、磺化、硝化和歧化反應(yīng)，以及側(cè)鏈氯化反應(yīng)。主要由催化重整輕石油餾分經(jīng)蒸餾分離制得。也可從煤焦化副產(chǎn)品粗苯餾分中提取。甲苯主要用柞有機(jī)合成的原料、高辛烷值汽油添加劑和溶劑。在聚氨酯合成革領(lǐng)域，主要用于干法PU革樹(shù)脂的溶劑。</p><p>　　2.4.8丁酮（MEK）</p><p>　　又稱甲乙酮、甲基乙基酮、甲基乙基甲酮。無(wú)色易揮發(fā)性液體，有類似丙酮的氣味。能與乙醇、乙醚相混溶

82、。相對(duì)密度（20℃）0.8049、沸點(diǎn)79.64℃、凝固點(diǎn)-87.6℃、折射率1.3788、蒸氣壓(25℃)12kPa、比熱容2.297 kJ/(kg*k)、閃點(diǎn) (閉杯)-9℃（開(kāi)杯）-1℃。丁酮為一級(jí)易燃液體。毒性比丙酮強(qiáng)，有麻醉性，能使中樞神經(jīng)功能下降。對(duì)金屬無(wú)腐蝕性，可用鐵、軟鋼、銅或鋁制容器貯存。常用作各種高分子化合物的黏結(jié)劑，也用作洗滌劑、潤(rùn)滑油脫蠟劑、硫化促進(jìn)劑和反應(yīng)中間體等。在聚氨酯合成革領(lǐng)域，主要用于干法PU革樹(shù)脂的溶

83、劑。</p><p>　　第三章 聚氨酯合成革生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1引言</b></p><p>　　合成革生產(chǎn)工藝種類較多。根據(jù)要求，一種產(chǎn)品往往需要多種生產(chǎn)工藝進(jìn)行組合生產(chǎn)。通常以一種材料為基材，在上面涂覆一層或多層包括各種添加劑的合成樹(shù)脂，制成一種外觀似皮革的產(chǎn)品。所用的基材有各類織布、合成纖維無(wú)紡布、皮革等，也

84、有無(wú)基材的產(chǎn)品。對(duì)于聚氨酯合成革的生產(chǎn)，其涂覆的合成樹(shù)脂為包括各種添加劑的聚氨酯（PU）。在目前的工業(yè)化生產(chǎn)中，根據(jù)污染產(chǎn)生情況，聚氨酯合成革的生產(chǎn)工藝可分為干法、濕法兩種。</p><p><b>　　3.2配方設(shè)計(jì)概述</b></p><p>　　聚氨酯合成革使用的原材料最主要的就是聚氨酯樹(shù)脂，選用時(shí)根據(jù)用戶提供的樣品外觀、軟硬度、顏色、光澤度及物理機(jī)械性能要求，

85、先做小樣試驗(yàn)，了解表皮層混合液和粘合層混合液的配合，摸索好工藝條件后再投入使用。</p><p>　　具體的配方設(shè)計(jì)在下面的設(shè)計(jì)中再具體給出。</p><p>　　3.3干法生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　干法聚氨酯人造革，是指將溶劑型聚氨酯樹(shù)脂中的溶劑揮發(fā)掉后，得到的多層薄膜加上底布而構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)體。一般分為直接涂刮法和離型紙法。</p><

86、;p>　　下面著重介紹離型紙法工藝。</p><p>　　3.3.1生產(chǎn)工藝流程</p><p>　　圖3.1聚氨酯合成革干法典型生產(chǎn)工藝流程示意圖</p><p>　　3.3.2工藝流程說(shuō)明</p><p>　　上圖顯示了使用離型紙的聚氨酯合成革干法典型生產(chǎn)工藝流程（簡(jiǎn)稱離型紙法聚氨酯合成革生產(chǎn)）。離型紙法聚氨酯合成革干法生產(chǎn)原理是將

87、不同性能的面、底層配合液利用刮刀涂覆在離型紙上，面料經(jīng)過(guò)干燥、冷卻工藝后，再涂覆上粘合層底料，利用基布發(fā)送貼合裝置將基材與底料復(fù)合，經(jīng)過(guò)干燥、冷卻后，利用自動(dòng)剝離裝置將成品聚氨酯合成革與離型紙分別卷取。</p><p>　　干法生產(chǎn)線適用于干法聚氨酯貼膜革和干法發(fā)泡聚氨酯貼膜革的貼膜加工。貼膜的具體做法是：以一液型聚氨酯樹(shù)脂為成膜劑、與著色劑、滑爽劑、防水劑、流平劑、消泡劑、有機(jī)溶劑等材料配制成面層漿料，涂布于離

88、型紙上，經(jīng)烘箱烘干形成與離型紙花紋一致的面層薄膜，再以兩液型聚氨酯樹(shù)脂、助劑、滑爽劑、有機(jī)溶劑配制的粘著性底料涂于面層薄膜上，適當(dāng)烘干，然后將底坯革貼覆在涂布的樹(shù)脂層上，經(jīng)過(guò)熨燙充分粘接，使樹(shù)脂薄膜牢固固定在坯革上，再?gòu)碾x型紙上揭下坯革，即得一定顏色、花紋外觀的貼膜革。</p><p><b>　　3.3.3配方設(shè)計(jì)</b></p><p>　　采用質(zhì)量份數(shù)表示法，以

89、配方中主體樹(shù)脂的加入量為基準(zhǔn)（100質(zhì)量份），配方中其他組分以樹(shù)脂的用量為參照比，用其占樹(shù)脂的質(zhì)量百分比來(lái)表示。面層和粘合層配方如下：</p><p>　　表3.1 面層配料配方</p><p>　　表3.2 粘接層配方</p><p>　　3.3.4生產(chǎn)工藝要點(diǎn)</p><p>　　在聚氨酯合成革干法生產(chǎn)過(guò)程中，樹(shù)脂漿料經(jīng)過(guò)一系列過(guò)程，最后

90、溶劑完全揮發(fā)掉，這樣便涉及到生產(chǎn)工藝合理化、科學(xué)化問(wèn)題。應(yīng)根據(jù)所加工的紋路大小、深度來(lái)控制配合液的綜合粘度，粘度過(guò)低后容易造成表面花紋不清晰、粘連，成本相對(duì)增大。粘度偏高，涂布量降低時(shí)，又容易使混合液不易進(jìn)入離型紙花紋內(nèi)，使得涂布間隙小，出現(xiàn)卡刀斷紙現(xiàn)象，使得生產(chǎn)過(guò)程不流暢。</p><p>　　在產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)方面，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的用途進(jìn)行設(shè)計(jì)。比如鞋用革的生產(chǎn)要求機(jī)械強(qiáng)度高，在選用基布時(shí)應(yīng)選用物理性能較高的起毛布、

91、平紋織物；如果要求鞋革的表面平整、光滑，就應(yīng)在選擇離型紙時(shí)，選用小花紋、比較光亮或者高光亮型。聚氨酯樹(shù)脂表皮層應(yīng)用偏高模量型號(hào)，而粘接層應(yīng)考慮耐水解，基布的顏色和表皮層的顏色協(xié)調(diào)接近等。</p><p>　　3.3.5工藝缺陷原因及排除方法</p><p>　　表3.3聚氨酯合成革干法工藝缺陷原因及排除方法</p><p><b>　　續(xù)表3.3</

92、b></p><p>　　3.4濕法生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　濕法聚氨酯合成革，是將溶劑型聚氨酯采用水中成膜法，而制得的具有透氣性和透濕性同時(shí)又具有連續(xù)多孔層的多層結(jié)構(gòu)體。濕法聚氨酯合成革的生產(chǎn)方法是將聚氨酯濕法樹(shù)脂中加入DMF溶劑及其它填料、助劑制成混合漿料，經(jīng)過(guò)真空機(jī)脫泡后，浸漬或涂覆于基布上，然后放入與DMF溶劑具有親和性，而與聚氨酯樹(shù)脂不親和的水中。DMF溶劑被水置換

93、，聚氨酯樹(shù)脂逐漸凝固，從而形成多孔性皮膜，即微孔聚氨酯粒面層，習(xí)慣上稱為貝斯(BASS)。其含意是基材(即合成革半成品)的意思。一般來(lái)說(shuō)，貝斯經(jīng)過(guò)干法貼面或表面裝飾，如表面印刷、壓花、磨皮等工藝后，才能成為聚氨酯合成革成品。 </p><p>　　濕法聚氨酯合成革的生產(chǎn)工藝可分為單涂覆法、浸漬法和含浸涂覆法三種，所用基布有紡織布和無(wú)紡布兩類。下面介紹的是使用較多、應(yīng)用較廣的單涂覆法濕法工藝。</

94、p><p>　　3.4.1生產(chǎn)工藝流程</p><p>　　圖3.2 聚氨酯合成革濕法典型工藝流程示意圖</p><p>　　3.4.2工藝流程說(shuō)明</p><p>　　上圖顯示了使用無(wú)紡布作為基步的聚氨酯合成革典型單涂覆濕法生產(chǎn)工藝流程。單涂覆法工藝流程為：基布開(kāi)卷經(jīng)儲(chǔ)布架后通過(guò)燙平輥除去部分水分、同時(shí)將基布燙平，接著進(jìn)入含浸槽浸濕，然后通過(guò)擠

95、壓輥將水?dāng)D出大部分、通過(guò)干燥輥進(jìn)一步除水干燥，接著在涂布機(jī)上涂覆配合漿料，再進(jìn)入凝固槽成皮膜，再充分水洗、烘干定型、冷卻，卷取成貝斯成品。</p><p>　　另外，浸漬法指起毛布開(kāi)卷進(jìn)入儲(chǔ)布架，通過(guò)燙平輥加熱除去水分燙平后進(jìn)入含浸槽，浸漬聚氨酯配合漿料。通過(guò)托輥與間隙輥后，刮掉多余漿料進(jìn)入凝固槽，形成皮膜，通過(guò)擠壓輥擠出大部分DMF水溶液，再進(jìn)行水洗、烘干、卷取為貝斯。含浸涂覆法指的是先將起毛布浸漬聚氨酯漿料后

96、，入水凝固，經(jīng)擠壓、燙平基本干燥后，在正面再涂一層聚氨酯配合液，然后入水凝固。含浸涂覆貝斯表面平整，褶紋細(xì)密、真皮感強(qiáng)。這兩種工藝在這就不做過(guò)多介紹。 </p><p><b>　　3.4.3配方設(shè)計(jì)</b></p><p>　　濕法聚氨酯合成革的生產(chǎn)主要涉及到涂覆層和含浸液的漿料配方。兩者區(qū)別在于DMF的量不同。其配方分別如下：</p><p&g

97、t;　　表3.4 涂覆配料的配方</p><p>　　表3.5含浸槽漿料的配方</p><p>　　3.4.4生產(chǎn)工藝要點(diǎn)</p><p>　?。?）配制聚氨酯漿料：?jiǎn)瓮扛矟穹ㄉa(chǎn)所要求的漿料的粘度較高，一般控制在7000~9000Pa*s。配料時(shí)加料順序更為重要，一般在容器先加入DMF，而后加入木質(zhì)粉，并用攪拌機(jī)充分?jǐn)?，確保木質(zhì)粉均勻分散于DMF中。若先把DMF與

98、聚氨酯混合在一起攪拌，而后加入木質(zhì)粉，則會(huì)使木質(zhì)粉結(jié)團(tuán)，不能充分地分散于樹(shù)脂溶液中，即使過(guò)濾，結(jié)團(tuán)的木粉也極易堵塞過(guò)濾網(wǎng)，嚴(yán)重的無(wú)法使用。配制的漿料粘度符合要求后，將利用真空脫泡機(jī)脫泡半小時(shí)左右，若漿料粘度偏高時(shí)，可適當(dāng)延長(zhǎng)脫泡時(shí)間，最后用60~100目過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾。</p><p>　　（2）基布浸水處理：基布開(kāi)卷后經(jīng)過(guò)儲(chǔ)布架后經(jīng)過(guò)燙平輥，然后進(jìn)入含浸槽。浸水處理的作用有兩個(gè)，一是提高織物濕度，防止?jié){料滲入基布組

99、織內(nèi)，產(chǎn)生透底現(xiàn)象，浪費(fèi)原材料。二是對(duì)脫脂性較差的基布，水槽中除清水外，還應(yīng)加入1%的陰離子表面活性劑，以改善基布的親水性，提高貝斯的外觀和質(zhì)量。</p><p>　?。?）涂覆凝固：經(jīng)處理的基布，通過(guò)涂料臺(tái)，采用涂刀涂覆法把漿料混合液均勻地涂覆在基布上。在使用起無(wú)紡布為底基時(shí)，要注意無(wú)紡布的張力控制，從而使得涂覆均勻。涂層的厚度太薄，貝斯革表面粗糙，手感發(fā)板無(wú)彈性；涂層太厚易造成泡孔不均勻,面層與基材分離等缺陷

100、。凝固槽中的凝固液是由水與DMF組成的，DMF的含量一般為18%~20%。</p><p>　　凝固槽的溫度一般為常溫，冬季可適當(dāng)加溫，通常控制在正常室溫的環(huán)境（25℃）。過(guò)高的溫度會(huì)使涂層斷裂強(qiáng)度下降，薄膜模量下降，表面均勻程度變差，但微孔結(jié)構(gòu)均勻。涂料層從入水凝固到出凝固槽凝固完全，大約需要15~30min左右。這與配方、樹(shù)脂牌號(hào)、水中的DMF濃度及外界溫度等有著密切的關(guān)系。涂料層在完全凝固前，不能與導(dǎo)輥接觸

101、，否則會(huì)損傷面層。</p><p>　　（4）水洗、烘干、卷?。壕郯滨ネ苛蠈釉谕耆桃院?，其泡孔層內(nèi)仍殘留一定數(shù)量的DMF，這些DMF必須在水洗槽中強(qiáng)行脫出，如脫除不干凈時(shí)，烘干后會(huì)造成貝斯表面有麻點(diǎn)等缺陷。在工藝控制上要確保最后一個(gè)水洗槽內(nèi)DMF的含量在1%以下，這樣就可以保證貝斯中的DMF脫除干凈，為了使DMF的洗出速度加快和減少殘留于貝斯中的DMF，水洗槽一般都需要適當(dāng)加溫。</p><

102、;p>　　水洗槽的溫度對(duì)DMF的洗出速度及貝斯中的DMF殘留量影響很大。在水洗過(guò)程中，尤其是在水洗槽的后半部分，由于殘留在貝斯中的DMF已經(jīng)很少。因此，貝斯在水洗水中停留的時(shí)間對(duì)DMF洗凈程度的影響遠(yuǎn)不如擠壓次數(shù)對(duì)其影響大。貝斯水洗干凈后，為除去水分，需烘干處理。烘箱溫度不宜過(guò)高，一般不超過(guò)150℃，在進(jìn)口處，因貝斯含有大量的水分，溫度可高些，隨著水分的蒸發(fā)，在烘箱后部溫度可低些，一般120℃即可。</p><

103、p>　　3.4.5工藝缺陷原因及排除方法</p><p>　　表3.6 聚氨酯合成革濕法工藝缺陷原因及排除方法</p><p><b>　　續(xù)表3.6</b></p><p><b>　　3.5后處理工藝</b></p><p>　　后處理工藝是合成革發(fā)展的一個(gè)重要方向，后處理工藝種類繁多并且

104、不斷地有所更新，大多采用的工藝與皮革后處理和紡織品加工處理相似。干法聚氨酯合成革的產(chǎn)品一般均可以直接使用，只有少數(shù)需經(jīng)后處理做特種材料使用。而濕法聚氨酯合成革的產(chǎn)品即貝斯是半成品，只有少數(shù)的濕法產(chǎn)品直接使用；一般情況下不能直接用作合成革使用，需要經(jīng)過(guò)后加工處理之后，才能真正制成聚氨酯合成革。常用的方法有印刷、壓花、磨皮、噴涂、干揉、濕揉、靜電植絨、表面涂飾等。</p><p>　　下面簡(jiǎn)單描述一下常用的表面涂飾工

105、藝與靜電植絨工藝。</p><p>　　圖3.3 表面涂飾工藝流程示意圖</p><p>　　圖3.4 靜電植絨工藝流程示意圖</p><p>　　第四章 聚氨酯合成革生產(chǎn)的物料與能量衡算</p><p>　　4.1 濕法工藝物料衡算</p><p>　　4.1.1年工作時(shí)間和生產(chǎn)速度的確定</p>&

106、lt;p>　　設(shè)計(jì)年產(chǎn)100萬(wàn)米，為中小型規(guī)模，采用以產(chǎn)待銷方式生產(chǎn)。一年工作按200個(gè)工作日計(jì)算，每天工作8小時(shí)，共200×8=1600小時(shí)。由于實(shí)際生產(chǎn)中，需要考慮產(chǎn)品的合格率和截取包裝的問(wèn)題，所以實(shí)際合格率為95%。根據(jù)需求，要求年產(chǎn)105萬(wàn)米才能達(dá)到要求。</p><p>　　每分鐘生產(chǎn)的PU合成革： 1050000÷（1600×60）=11 m/min</p&g