【正文】 選型 ............. 64 含浸槽 .......................................... 64 凝固槽 .......................................... 64 水洗槽 .......................................... 65 干法聚 氨酯合成革主要生產(chǎn)設(shè)備的選型 ............. 66 涂刮機(jī) .......................................... 66 烘箱 ............................................ 66 冷卻裝置 ........................................ 67 自 動剝離機(jī) ...................................... 67 成品檢查機(jī) ...................................... 67 第八章 DMF 廢氣回收裝置 ........................... 68 概述 ....................................... 68 基本原理 ................................... 69 工藝特點 ................................... 70 主要設(shè)備 ................................... 72 投資效益 ................................... 72 第九章 環(huán)境保護(hù)與安全生產(chǎn) .......................... 74 合成革生產(chǎn)污染情況分析 ....................... 74 大氣污染物分析 .................................. 74 水污染物分析 .................................... 75 固體廢棄物污染物分析 ............................. 75 合成革污染控制技術(shù) ........................... 76 安徽建筑大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 合成革企業(yè)安全生產(chǎn)技術(shù) ....................... 77 結(jié)束語 ........................................... 78 致謝 ............................................ 79 參考文獻(xiàn) ......................................... 80 年產(chǎn) 1000 萬米聚氨酯合成革工業(yè)設(shè)計 1 第一章 綜 述 前言 聚氨酯合成革屬于聚氨酯彈性體的一類，具有光澤柔和、自然，手感柔軟，真皮感強(qiáng)的外觀，具有與基材粘接性能優(yōu)異、抗磨損、耐撓曲、抗老化等優(yōu)異的機(jī)械性能，同時還具備耐寒性好、透氣、可洗滌、加工方便、價格優(yōu)廉等優(yōu)點，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)。 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 濕法聚氨酯合成革 濕法生產(chǎn)工藝技術(shù)是繼干法之后發(fā)展起來的全新的合成方法，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，因此發(fā)展速度極為驚人。 聚氨酯合成革概述 聚 氨酯 （ polyurethane） 全稱為聚氨基甲酸酯 ,是主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯基團(tuán)的大分子化合物的統(tǒng)稱。它是由有機(jī)二異氰酸酯或多異氰酸酯與 二羥基或多羥基化合物加聚而成。 為了解決天然皮革供應(yīng)量不足的問題，人們從 20 世紀(jì) 30 年代開始探究不同的化學(xué)原料和方法制造天然皮革的替代品，特別是在聚氨酯合成革產(chǎn)品出現(xiàn)后，在天然皮革的替代工作上實現(xiàn)了真正的大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。聚氨酯合成革（ PU 合成革）彌補(bǔ)了聚氯乙烯人造革與基布粘接牢度差，易于剝離，耐候性差，手感僵硬，柔軟性差等眾多缺點，具有光澤柔和，自然，手感柔軟，外觀真皮感較強(qiáng)，與基材的粘接效果好等優(yōu)點。在力學(xué)性能方面， PU 合成革還具有抗磨 安徽建筑大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 2 損，耐寒、耐撓曲等優(yōu)異性能，并且加工方便，價格低廉。隨著聚氨酯 工業(yè)的高速發(fā)展， PU 合成革已成為最有前途的天然革替代品。 聚氨酯合成革的發(fā)展 1953年德國首先推出 PU合成革專利。 1962 年日本從德國 Bayer 公司引進(jìn)該專利，并引入美國的 ICI公司的技術(shù)制造 PU 合成革， 1963 年美國 DuPont公司研究成功 Corfam 牌號的 PU 合成革，其基材為聚醋纖維； 1964 年日本倉敷人造絲公司也研制成 Clarino牌號的 PU 合成革，其基材為尼龍絲；接著東洋橡膠工業(yè)公司與帝人公司也制成了 PU 合成革。 20 世紀(jì) 70 年代初美國開始生產(chǎn) PU 合成革， 隨后意大利 、西班牙 、日 本相繼生產(chǎn) PU 合成革，我國臺灣省也于 20世紀(jì) 70 年代初先后引進(jìn)日本 、法國、歐美等國的技術(shù)，開始了 PU 合成革的生產(chǎn)。從 20世紀(jì) 70年代開始世界 PU合成革產(chǎn)量以每年約 20% 的速度增長 ， PU 合成革產(chǎn)品的品種更新亦極為迅速。 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，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。 我國聚氨酯合成革的現(xiàn)狀及產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 我國 PU 合成革的現(xiàn)狀 我國 PU 合成革的生產(chǎn)雖然起步晚，但近十年來，其發(fā)展極為迅速，已具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模和競爭力。據(jù)統(tǒng)計，目前 PU 合成革的生產(chǎn)廠家已達(dá)到 200多家，生產(chǎn)線也已達(dá)到 300 多條，這些廠家具體分布見表 1。 表 2020 年我國主要 PU 合成革廠分布情況 地名 主要廠家 生產(chǎn)線 /條 所 占 比 例年產(chǎn) 1000 萬米聚氨酯合成革工業(yè)設(shè)計 3 /% 廣 東 廣東宏慶、深圳連橋、佛山華大、高明明兆、高明創(chuàng)研 41 福建 永明、國泰、鴻裕、新來發(fā) 福貝、三明泰寧等 30 浙江 杭意、禾欣、溫州人造革有限公司、正大利、金成利等 150 江蘇 雙象集團(tuán)、蘇州塑料三廠、張家港人造廠、都合成革廠 9 江陰皮革總廠 33 山東 煙臺萬華、煙臺人造革廠、 威海塑料等 13 其它 湖南安塑、北京秦皇島福勝、合肥安利、天津人造革廠等 23 從表 1以看出 ,我國的 PU合成革生產(chǎn)廠家主要分布在華南和華東等沿海一帶 ,占 PU 整體行業(yè)的 80%90%。因此， PU 合成革行業(yè)的重心和市場的中心都位于華東、華南一帶。 我國 PU 合成革業(yè)自 1994 年起發(fā)展極為迅猛，每年的增長幅度高達(dá)15%25%，尤其是 1998 年后的 PU合成革產(chǎn)量更是在世界 PU 合成革行業(yè)內(nèi)獨占鰲頭，現(xiàn)已逐漸成為推動全球 PU合成革甚至整個聚氨酯市場發(fā)展的主要動力之一。 最近幾 年我國及亞洲 PU 合成革產(chǎn)量的增長狀況見表 2 表 近幾年我國及亞洲 PU 合成革的產(chǎn)量 年份 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2020 2020 國內(nèi)產(chǎn)量/萬 m2 6680 8500 10700 12500 16300 18200 21060 24900 亞洲產(chǎn)量/萬 m2 55400 55400 55800 53300 47800 52600 54700 56300 安徽建筑大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 4 國內(nèi)占亞洲比例 /% 國內(nèi)年增長幅度 /% —— 產(chǎn)品結(jié)構(gòu) PU合成革屬于民用消費品，主要用于服裝 、制鞋 、箱包 、沙發(fā)等家具行業(yè)中， PU合成革在各行業(yè)中的應(yīng)用比例見表 3。隨著溫州和福建 PU合成革的興起，用于制鞋業(yè)的 PU 合成革越來越多，至今已占 50%左右。從產(chǎn)品檔次看 ,我國的 PU合成革仍以中、低檔產(chǎn)品為主。但近兩年來，隨著煙臺萬華的 PU束狀超細(xì)纖維合成革、湖南安塑的透氣防水服裝革和溫州人造革廠的高剝離太空革及防紅外線軍用服裝革等高科技產(chǎn)品開發(fā)成功 ,其高檔品種正逐漸增多。 表 PU 合成革在各行業(yè)的應(yīng)用比例 行業(yè) 制鞋 服裝 箱包 家具 其 他 占有率 /% 4553 812 2025 1623 513 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，同時賦予 PU 合成革表面平坦、手感豐滿、舒適、回復(fù)性良好、價格適中等特性， PU 合成革不但替代了很多原來價格昂貴的天然皮制品，而且也逐漸取代低檔、廉價的 PVC 人造革，現(xiàn)已成為人們?nèi)粘Ｉ钪幸环N不可或缺的消費品。尤其是濕法生產(chǎn)的 PU合成革，具有上述優(yōu)點的同時，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)。 按中華人民共和國輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，合格的聚氨酯合成革物理機(jī)械性能如下 表 聚氨酯合成革物理機(jī)械性能 指 標(biāo) 年產(chǎn) 1000 萬米聚氨酯合成革工業(yè)設(shè)計 5 序號 項 目 Ⅰ類 Ⅱ類 Ⅲ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 1 表觀密度， g/cm2 ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 2 拉伸負(fù)荷， N 經(jīng)緯向 ≥ 43 ≥ 40 ≥ 50 ≥ 43 ≥ 68 ≥ 50 3 斷裂伸長率 % 經(jīng)緯向 ≥ 20 4 撕裂負(fù)荷， N 經(jīng)緯向 ≥ 20 ≥ 25 5 剝離負(fù)荷， N ≥ 29 ≥ 49 6 崩裂性 高度 mm ≥ 負(fù)荷 N 49~167 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 , mg/(cm2 h) ≥ — ≥ 10 耐水度， min 1 11 吸水度， % ≥ 15 — ≥ 15 12 耐熱粘著性，級 ≥ 4 聚氨酯樹脂及聚氨 酯合成革 的制備方法 聚氨酯樹脂的制備 PU 樹脂生產(chǎn)裝置主要由聚酯多醇樹脂生產(chǎn)和 PU 樹脂生產(chǎn)兩部分組成。 聚酯多醇樹脂： 將己二酸、二元醇類經(jīng)計量后送入反應(yīng)釜內(nèi)， 在一定溫度下和攪拌器的攪拌下進(jìn)行酯化和酯交換反應(yīng)。 除 去反應(yīng)水和過量的二元醇之后， 再經(jīng)調(diào)整和過濾即得聚酯多醇樹脂。反應(yīng)釜由不銹鋼制成， 帶有攪拌器和加熱 安徽建筑大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 6 夾套。 PU 樹脂： 將聚酯多醇樹脂和溶劑加入聚合釜內(nèi)． 加入量由設(shè)置在聚合釜上的電子稱進(jìn)行計量， 再加入定量的異氰酸酯， 在氯氣保護(hù)下， 在一定的溫度和攪拌器的攪拌下進(jìn)行聚合反應(yīng)． 反應(yīng)過程中根據(jù)測定的粘度來確定反應(yīng)的程度， 然后加入中止劑以停止反應(yīng)。最后加入稀釋劑來調(diào)整聚合物的粘度并添加穩(wěn)定劑。將所得 PU 樹脂進(jìn)行過濾，除去不溶物后．即可進(jìn)行包裝出廠或供下面的合成革裝置使用。聚合釜由不銹鋼制成， 帶有攪拌器和加熱夾套 PU 樹脂及其中間產(chǎn)品一聚酯多醇的生產(chǎn)可分為間歇式操作與連續(xù)式生產(chǎn)兩種工藝路線， 二者各有所長。 間歇式： 單釜批量生產(chǎn)，設(shè)備簡單， 易于操作和維修， 便于調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù)、產(chǎn)品種類和產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)， 投資少。適用于多 品種、少批量生產(chǎn)， 可滿足市場的多樣化要求。 缺點是自控程度低， 同品種不同批量之間的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)偏差較大，不適于同品種的大批量生產(chǎn) 連續(xù)式多釜串聯(lián)操作：自控程度高， 產(chǎn)品的質(zhì)量均一，適合于市場需求量較大的品種的大批量生產(chǎn)。 缺點是投資高，維修復(fù)雜， 要求較高， 改變產(chǎn)品品種相對于間歇式要復(fù)雜．不適于多品種少批量生產(chǎn)， 不易滿足市場多變的需要 聚氨酯合成革的制備 聚氨酯合成革的主要生產(chǎn)原料是聚氨酯樹脂和基布，生產(chǎn)