年產(chǎn)100萬米聚氨酯合成革生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)

1、 年產(chǎn)100萬米聚氨酯合成革生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 1 摘要 本次設(shè)計(jì)題為年產(chǎn)100萬米聚氨酯（PU）合成革生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)。首先對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。同時(shí)，另一重要的環(huán)節(jié)就是對聚氨酯合成革生產(chǎn)企業(yè)的三廢處理和安全技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 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 Abstract This graduate is the processing tec

2、hnological design of 1,000,000 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 processing，main from it produces formulation and produce the c

3、raft process to start design。Carry on the material balance Compute and the energy balance Compute in the Synthetic Leather production。Controls to the Polyurethane Synthetic Leathers the equipments technique parameter and produce craft process systematically。In the meantime, another one importance of

4、 link is the Polyurethane(PU) Synthetic Leather production businesss three discard the processing and safe techniques design。 Key words：Polyurethane synthetic leather；Design ；Processing technology；materials balance; Energy balance 安徽建筑工業(yè)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 第一章 綜述 11前言 中國聚氨酯合成革生產(chǎn)真正意義上的開始是1983年山東煙臺合成革廠（即現(xiàn)在的煙臺

5、萬華集團(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。但是中國人造革、合成革行業(yè)真正意義上的發(fā)展是在改革開放后實(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1520的快速增長。無論是生產(chǎn)線的數(shù)量還是生產(chǎn)量在世界范圍內(nèi)都處于領(lǐng)先地位，到目前為止中國已成為世界上人造革、合成革的生產(chǎn)與使用大國。中國人造革、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，自改革開放以來，隨著國外先進(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

6、猛。 12合成革行業(yè)概述 121合成革發(fā)展現(xiàn)狀 目前全國共有人造革、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30.53、占塑料制品行業(yè)6.12；銷售收入223.18億元、同比增長32.64、占塑料制品行業(yè)的6.61；利稅12.24億元、同比增長17.04、占塑料制品行業(yè)的5.30。 122合成革產(chǎn)品的分類 合成

7、革目前還沒有統(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： （1）按底基材料分類 按照規(guī)定以及國外同類產(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紡年產(chǎn)100萬米聚氨酯合成革生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 3 布革也可歸于人造革中。b、合成革：以無紡布為底基的稱合成革。 （2）按加工工藝和表面狀況可分類 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。 （3）按表面浸涂的樹脂可以分為： a、

8、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。 （4） 按用途可分為： A、聚氨酯干、濕法人造革：服裝用干（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）。

9、 （5）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） 壓花革、移膜革（貼膜革）、雙色革、變色革、擦色革、印花革等。 1.2.3 行業(yè)發(fā)展特點(diǎn) 人造革、合成革是塑料工業(yè)的一個重要組成部分，在國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)被廣泛使用。人造革、合成革生產(chǎn)在國際上已有六十多年發(fā)展歷史，中國自1958年開始研制生產(chǎn)人造革，它在中國塑料工業(yè)中是發(fā)展較早的行業(yè)。近幾年來，中國人造革、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、產(chǎn)品產(chǎn)量連年增長、品種花色年年增加，而且行業(yè)發(fā)展過程中有了自己的行業(yè)組織，有相當(dāng)?shù)哪哿?，從而能把中國人造革、合成革企業(yè)，包括相關(guān)行業(yè)組織在一起，發(fā)展成一個有相當(dāng)實(shí)力的行業(yè)?？傊?/p>

10、，人造革、合成革發(fā)展的特點(diǎn)就是速度迅速，市場空間日益拓寬。 1.3聚氨酯合成革概述 安徽建筑工業(yè)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 所謂聚氨酯（PU）合成革就是將無紡布用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)是一個新興的產(chǎn)業(yè)，20世紀(jì)60年代末70年代初，聚氨酯開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、日等國家開始迅速發(fā)展。在我國，聚氨酯合成革的發(fā)展有30年左右，比發(fā)達(dá)國家晚了近10年。我國于1979 年在廣州人造革廠建成投產(chǎn)了第一條PU合成皮革生產(chǎn)線，1984 年煙臺合成革廠又從日本引進(jìn)了年產(chǎn)為30萬平方米的PU合成皮革生產(chǎn)線。到90

11、年代我國PU合成革工業(yè)才逐漸形成完整的工業(yè)體系，近十幾年來發(fā)展迅速，市場競爭空前激烈。同時(shí)，隨著社會的發(fā)展，對PU合成皮革的品質(zhì)、品種的要求越來越高。 按中華人民共和國輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，聚氨酯合成革按用途分可分為下面三類： 類 用于女鞋、童鞋、箱包、帶等 類 用于各種球類 類 用于鞋、照相機(jī)、各種儀器等外層 1.4聚氨酯合成革的特性 對于聚氨酯（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合成革不但替代了很多原來價(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

12、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)。年產(chǎn)100萬米聚氨酯合成革生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 5 續(xù)表1.1 序號 項(xiàng) 目 指 標(biāo) 類 類 類 優(yōu)等品 一等品 合格品 優(yōu)等品 一等品 合格品 優(yōu)等品 一等品 合格品 5 剝離負(fù)荷，N 29 49 6 崩裂性 高度mm 7.0 負(fù)荷N 49167 7 耐折牢度，級 23 4 -10 4 8 表面顏色牢度，級 干摩擦 4 4 濕摩擦 3 3 汗液摩擦 3 9 透濕度, m

13、g/(cm2 h) 1.5 1.5 10 耐水度，min 1 11 吸水度，% 15 15 12 耐熱粘著性，級 4 1.5聚氨酯合成革的制備方法 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。 （1）干法 把PU樹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)過干燥、固化、冷卻后進(jìn)行卷取，經(jīng)過一段時(shí)間的熟化之后將離型紙剝離。再經(jīng)過印刷處理等過程，便得到干法聚氨酯合成革。 干法生產(chǎn)工藝技術(shù)是聚氨酯合成革最早開發(fā)的工業(yè)生產(chǎn)方法，生產(chǎn)出的合成革強(qiáng)力優(yōu)異，粘接牢固，但透氣

14、性能相對較差。該類合成革主要用于制造鞋業(yè)、球類、箱包、家具裝飾品等。 （2）濕法 將基布直接浸漬于已經(jīng)調(diào)配好的PU樹脂漿料中，該漿料是一PU樹脂為成膜劑，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。然后通過輥涂，經(jīng)過25%的二甲基甲酰胺（DMF）的溶液進(jìn)行洗滌固化，再經(jīng)過熱水洗滌，通過烘箱進(jìn)行干燥處理后，再經(jīng)過必要的后處理工序（如安徽建筑工業(yè)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 的規(guī)模。并且應(yīng)用范圍比較狹窄，在性能上還不完善。 例如溫州環(huán)宇高分子材料有限公司，通過長期不懈的努力，已成功開發(fā)出國內(nèi)首創(chuàng)的環(huán)保型聚氨酯合成革樹脂產(chǎn)品。其主攻方向?yàn)椋?（1）、開發(fā)出適應(yīng)于

15、國內(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樹脂漿料，從根本上杜絕污染。 （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。絕對不燃、無毒、無污染。 （3）、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。 （4）、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。 要從根本上解決人造革合成革行業(yè)的污染問題，就要大力推廣使用水性聚氨酯漿料。國外現(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，一方面是國外比較注重環(huán)保，另一方面，國外的水性PU的研究起步較早，水性PU的品

16、種也較多，性能也較好。不過可以肯定的是，中國人造革合成革行業(yè)推廣使用水性聚氨酯是大勢所趨。 后處理工藝也是聚氨酯合成革的環(huán)境保護(hù)的一個重要方向，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。 聚氨酯合成革的另外一個重要發(fā)展方向就是新產(chǎn)品的開發(fā)，因?yàn)楝F(xiàn)階段普通聚氨酯合成革用樹脂已經(jīng)不能滿足人們的需要。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，開發(fā)適合市場需求的高性能

17、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。 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脂性能的一個行之有效的方法。納米復(fù)合聚氨酯樹脂制成革后將具有更好的回彈性、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樹脂制造的，變色粉沒有彈性，當(dāng)這種PU革在拉伸、彎年產(chǎn)100萬米聚氨酯合成革生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 9 曲、折疊等外部應(yīng)力作用下，PU膜層中的變色粉會呈現(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

18、會自然地恢復(fù)如初。煙臺華大化學(xué)工業(yè)有限公司研制出的兩種PU變色樹脂601BL 和601BH，制得的變色革變色自然柔和，手感好，膨潤變形性能好。 例如國際市場上出現(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)的高密度無紡布, 再填充性能優(yōu)異且具有開式微孔結(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)合新研制的具有開孔結(jié)構(gòu)的PU漿料浸漬、復(fù)合面層的加工技術(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

19、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了天然皮革。 1.8聚氨酯合成革前景展望 當(dāng)今社會，合成革代替真皮已成為勢不可擋的潮流，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，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，其在國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｆ浯?，由于國?nèi)企業(yè)不斷涌現(xiàn)，所以生產(chǎn)總量將快速擴(kuò)張。近幾年來，我國合成革行業(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10%速度快速增長，使中國成為世界合成革第一生產(chǎn)大國，產(chǎn)量占到全球比重的20%以上