【導(dǎo)讀】本次設(shè)計(jì)題為年產(chǎn)1000萬(wàn)米聚氨酯合成革生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)。前面計(jì)算的數(shù)據(jù)對(duì)聚合所需的聚合釜、DMF輸送泵、管道等進(jìn)行設(shè)計(jì)。生產(chǎn)中用到的DMF的回收工藝和安全技術(shù)的設(shè)計(jì)也是一個(gè)比較重要的環(huán)節(jié)。聚氨酯合成革概述...............錯(cuò)誤!

　　

【正文】 劑以任意比互溶。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。 （ AA） 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?？膳c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： 年產(chǎn) 1000 萬(wàn)米聚氨酯合成革工業(yè)設(shè)計(jì) 21 表 AA 的物性參數(shù) 項(xiàng)目 指標(biāo) 項(xiàng)目 指標(biāo) 外觀 白色晶體 蒸氣壓 ℃ 10Pa 相對(duì)分子質(zhì)量 ℃ 133Pa 熔點(diǎn) /℃ ~153℃ ℃ 沸點(diǎn)（分解） ℃ 熔化熱 密度 20℃（固） g/cm3 比熱容 固體 J/(kg*k) 50℃（液） g/cm3 液體 J/(kg*k) 松裝密度 ~ g/cm3 自燃溫度 422℃ 緊裝密度 ~COC 210℃ 溶解度（ 25℃） TCC 196℃ 黏度（ 25℃） *s （ EG） 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。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： 表 EG 的物性參數(shù) 項(xiàng)目 指標(biāo) 項(xiàng)目 指標(biāo) 外觀 無(wú)色透明液體 閃點(diǎn)（開(kāi)杯） 116℃ 相對(duì)分子質(zhì)量 表面張力（ 20℃） ~黏度（ 20℃ ） 21mPa*s 比熱容（ 20℃） J/(kg*k) 沸點(diǎn)（分解） 196~198℃ 熔解熱 安徽建筑大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 密度（ 20℃） g/cm3 蒸發(fā)熱 凝固點(diǎn) ~13℃ 自燃點(diǎn) 400~℃ 折射率（ 20℃） 摩爾生成熱 kJ/mol 蒸氣壓（ 20℃） 13Pa 熔點(diǎn) ℃ （ 1， 4BDO） 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。 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： 表 BDO 的物性參數(shù) 項(xiàng)目 指標(biāo) 項(xiàng)目 指標(biāo) 外觀 無(wú)色油狀液體 燃燒熱 2585kJ/mol 相對(duì)分子質(zhì)量 引燃溫度 354℃ 羥值 1245mgKOH/g 表面張力 沸點(diǎn) 228~230℃ 臨界溫度 446℃ 密度 20/℃ g/ml 臨界壓力 25/℃ g/ml 閃點(diǎn) 閉杯 121℃ 折射率 20/℃ 開(kāi)杯 155℃ 25/℃ 沸點(diǎn)（減壓蒸餾） 黏度 20℃ mPa*s 200 a 187℃ 25℃ *s 100 a 170℃ 50℃ 23 mPa*s 20 a 133℃ 凝固點(diǎn)（純品） ℃ 10 a 118℃ （含水 %） 19℃ 2 a 102℃ 熔化潛熱 （ 20℃） (kg*k) 蒸發(fā)熱（ ℃ kJ/mol 年產(chǎn) 1000 萬(wàn)米聚氨酯合成革工業(yè)設(shè)計(jì) 23 （ TOL） 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) ℃、自燃點(diǎn) 536℃、相對(duì)密度（ 20/4℃） 、折射率 、閃點(diǎn)（閉杯） ℃、表面張力 mN/m。不溶于水，能與乙醇、乙醚 、丙酮、氯仿等混溶。可燃。易爆，爆炸極限 ％～ ％ (體積 )?；瘜W(xué)性質(zhì)活潑，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。 （ MEK） 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。相對(duì)密度（ 20℃） 、沸點(diǎn) ℃、凝固點(diǎn) ℃、折射 率 、蒸氣壓 (25℃ )12kPa、比熱容 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)脂的溶劑。 安徽建筑大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 第三章 聚氨酯合成革生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 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。 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，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。 具體的配方設(shè)計(jì)在下面的設(shè)計(jì)中再具體給出。 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。 下面著重介紹離型紙法工藝。 生產(chǎn)工藝流程 面層配料 離型紙 涂面層 烘箱加熱烘干 涂第二層 烘箱加熱烘干第二烘箱 涂粘接層 烘箱加熱二烘箱烘箱 基布 /底坯 貼合 冷卻 粘接層配料 剝離 成品 面層配料 年產(chǎn) 1000 萬(wàn)米聚氨酯合成革工業(yè)設(shè)計(jì) 25 圖 聚氨酯合成革干法典型生產(chǎn)工藝流程示意圖 工藝流程說(shuō)明 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 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。 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。 配方設(shè)計(jì) 采用質(zhì)量份數(shù)表示法，以配方中主體樹(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： 原料 配方（質(zhì)量份 /kg） 用 途 聚氨酯 100 基本原料，由多異氰酸酯和聚酯二元醇合成 二甲基 甲酰胺 20 簡(jiǎn)稱 DMF ，作聚氨酯合成革生產(chǎn)的溶劑，能溶解 PU，與水互溶 甲苯 30 TOL，聚氨酯合成革干法生產(chǎn)溶劑 丁酮 20 MEK，聚氨酯合成革干法生產(chǎn)溶劑 回收離型紙 安徽建筑大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 表 面層配料配方 表 粘接層配方 原料 配方（質(zhì)量份 /kg） 用 途 聚氨酯 100 基本原料，由多異氰酸酯和聚酯二元醇合成 二甲基 甲酰胺 15 簡(jiǎn)稱 DMF ，作聚氨酯合成革生產(chǎn)的溶劑，能溶解 PU，與水互溶 甲苯 40 TOL，聚氨酯合成革干法生產(chǎn)溶劑 生產(chǎn)工藝要點(diǎn) 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。 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、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。 工藝缺陷原因及排除方法 表 聚氨酯合成革干法工藝缺陷原因及排除方法 序號(hào) 工藝缺陷 產(chǎn)生 原因 排除方法 1 表面有針孔 面層粘度過(guò)高 降低面層混合液粘度 涂層過(guò)厚 涂薄些 第一個(gè)烘箱溫度高 降低第一個(gè)烘箱溫度 面層烘干時(shí)間短 延長(zhǎng)干燥時(shí)間 色片 10 染色劑，可根據(jù)染色程度需要選擇 8~12 份 年產(chǎn) 1000 萬(wàn)米聚氨酯合成革工業(yè)設(shè)計(jì) 27 2 貼合基布后發(fā)生針孔 粘合后烘箱溫度太低 適當(dāng)提高二烘箱溫度 涂覆量大 降低涂覆量 貼合間隙小 調(diào)大貼合輥的間隙 貼合壓力過(guò)大 降低貼合壓力 貼合后烘箱溫度低 適當(dāng)提高二烘箱溫度 面層干燥后冷卻差 提高風(fēng)量， 充分使面層冷卻 粘合層 DMF 過(guò)多，干燥速度慢 少用 DMF，使用 TOL、 EA 3 表面處理后發(fā)生針孔 熟化不充分 充分熟化 面層太薄不均勻 加大面層厚度并且涂均勻 基布材質(zhì) 不均勻 選用均勻的基布 表面處理劑溶劑性太強(qiáng)、涂布量大 少用強(qiáng)溶劑 DMF，減少涂布量 4 表皮產(chǎn)生刮刀線條 刮刀刀刃有缺陷 修理或者更換刮刀 面層粘度太高 降低面層粘度 涂刮刀刃半徑小 增大涂刮刀刃半徑 漿料混入異物 涂刮前進(jìn)行漿料過(guò)濾 離型紙有缺陷 更換合格的離型紙 續(xù)表 序號(hào) 工藝缺陷 產(chǎn)生 原因 排除方法 5 表面凹陷不平 表皮層用的樹(shù)脂耐溶劑差 表皮層選用耐溶劑樹(shù)脂，粘合層少用強(qiáng)溶劑 離型紙具有離模性 貼合后充分熟化、充分干燥 如果表面處理后出現(xiàn)凹陷是因?yàn)楸砻嫣幚韯┲?DMF 量過(guò)多 表面處理劑少用 DMF,改用可溶性的醇類溶劑 6 縮孔現(xiàn)象 離型紙有缺陷 選用合格的離型紙 涂布太薄 涂布加厚 漿料粘度太低 提高漿料粘度 7 手感發(fā)硬 使用的樹(shù) 脂是硬牌號(hào) 選用軟牌號(hào)樹(shù)脂 安徽建筑大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 或有皺紋 涂刮太厚 涂刮薄些 基布發(fā)硬 選用軟基布 粘合層交聯(lián)劑多 調(diào)整交聯(lián)劑用量 8 膨潤(rùn)現(xiàn)象 離型紙 具有 離模性 用較重的離型紙 樹(shù)脂本身易膨潤(rùn) 用不膨潤(rùn)的樹(shù)脂 表皮層涂布量小 表皮層涂厚一些 涂覆不均勻 涂均勻 粘合層的樹(shù)脂不同 選用不膨潤(rùn)樹(shù)脂 溶劑不同 選用不易膨潤(rùn)的溶劑，如DMF、 TOL 粘合層涂布量太大 少涂粘合層 干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng) 提高車速，縮短干燥時(shí)間 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，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。 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。 生產(chǎn)工藝流程 年產(chǎn) 1000 萬(wàn)米聚氨酯合成革工業(yè)設(shè)計(jì)