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1、 摘 要本次设计题为年产100万米聚氨酯（PU）合成革生产工艺设计。首先对PU合成革的发展、性能、应用前景进行充分了解；然后核心的内容就是关于年产100万米聚氨酯合成革造革的生产工艺设计，主要从其生产配方、生产工艺流程开始设计；进一步进行PU合成革生产中的物料衡算和能量衡算。从而系统地掌握聚氨酯合成革生产的设备技术参数，工艺流程。同时，另一重要的环节就是对聚氨酯合成革生产企业的三废处理和安全技术进行设计。关键词：聚氨酯合成革；设计；生产工艺；物料衡算；能量衡算AbstractThis graduate is the processing technological design of 1,00
2、0,000 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 craft process to start des
3、ign。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 link is the Polyurethane
4、(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第一章 综述11前言中国聚氨酯合成革生产真正意义上的开始是1983年山东烟台合成革厂（即现在的烟台万华集团）从日本引进聚氨酯合成革的生产技术及设备；而PVC人造革的生产，最早可追溯至1959年
5、的辽源市塑料厂。但是中国人造革、合成革行业真正意义上的发展是在改革开放后实现的，特别是最近十年，人造革、合成革行业进入快速发展时期，行业整体平均每年都保持1520的快速增长。无论是生产线的数量还是生产量在世界范围内都处于领先地位，到目前为止中国已成为世界上人造革、合成革的生产与使用大国。中国人造革、合成革生产企业主要分布在浙江、江苏、广东、福建和山东等沿海省市，自改革开放以来，随着国外先进工艺设备的相继引进，行业技术状况、产品、档次都有较大提高，压延法、干法PU/PVC、湿法PU等合成革生产技术发展迅猛。 12合成革行业概述121合成革发展现状目前全国共有人造革、合成革企业2000多家，上千条
6、生产线，是塑料行业重点发展的产业，另外还有一些企业分布在化工、皮革、纺织等行业。规模以上其中有干法生产线516条，湿法线364条，200条左右压延线，还有30条超细纤维生产线（已建及在建）以及一些涂层、植绒以及只有压延线的生产厂家。去年人造革、合成革企业工业总产值总计达到232.59亿元、同比增长30.53、占塑料制品行业6.12；销售收入223.18亿元、同比增长32.64、占塑料制品行业的6.61；利税12.24亿元、同比增长17.04、占塑料制品行业的5.30。122合成革产品的分类合成革目前还没有统一的分类方法，根据相关行业的分类办法，合成革可以按以下几种方法分类：（1）按底基材料分类
7、按照规定以及国外同类产品的意义，一般可以按照革的底基层分类。即： a、人造革：以经纬交织的纺织布作底基的称人造革；实际中将较低密度的薄型无纺布革也可归于人造革中。b、合成革：以无纺布为底基的称合成革。（2）按加工工艺和表面状况可分类a、聚氯乙烯干法人造革、聚氯乙烯湿法人造革； b、聚氨酯干法人造革、聚氨酯湿法人造革；c、聚氨酯干法合成革、聚氨酯湿法合成革； d、绒面合成革； e、磨砂合成革和人造革等等。（3）按表面浸涂的树脂可以分为：a、聚氯乙烯人造革；b、聚氨酯干法人造革；c、聚氨酯湿法人造革；d、聚氨酯合成革；e、聚氨酯超细纤维合成革。（4） 按用途可分为：A、聚氨酯干、湿法人造革：服装用
8、干（湿）法聚氨酯人造革；手套用干（湿）法聚氨酯人造革；箱包用干（湿）法聚氨酯人造革；家具用干（湿）法聚氨酯人造革；鞋面用干（湿）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（包括篮球、排球、足球）；轻工用聚氨酯合成革（相机罩套、腰带、箱包等）。C、超细纤维合成革：鞋用超细纤维合成革（包括光面和绒面）；球用超细纤维合成革（篮球、排球、足球）；工业用超细纤维合成革（相机罩、腰带、箱包、票夹、表带、沙发、服装等）。（5）按装饰方法和颜色效应分：（革的前面应相应加上合成和人造之字样）压花革、移膜革（贴膜革）、双色革、变色革、擦色革、印花革等。1.2.3 行业发展特点人造革、合
9、成革是塑料工业的一个重要组成部分，在国民经济各行业被广泛使用。人造革、合成革生产在国际上已有六十多年发展历史，中国自1958年开始研制生产人造革，它在中国塑料工业中是发展较早的行业。近几年来，中国人造革、合成革行业的发展不仅是生产企业装备生产线的增长、产品产量连年增长、品种花色年年增加，而且行业发展过程中有了自己的行业组织，有相当的凝聚力，从而能把中国人造革、合成革企业，包括相关行业组织在一起，发展成一个有相当实力的行业。总之，人造革、合成革发展的特点就是速度迅速，市场空间日益拓宽。1.3聚氨酯合成革概述所谓聚氨酯（PU）合成革就是将无纺布用PU 溶液处理成合成革基布再经贴膜和压花而得的制品。
10、聚氨酯合成革的生产是一个新兴的产业，20世纪60年代末70年代初，聚氨酯开始用于合成革的涂布材料。70年代末80年代初，聚氨酯合成革业在德、美、法、英、日等国家开始迅速发展。在我国，聚氨酯合成革的发展有30年左右，比发达国家晚了近10年。我国于1979 年在广州人造革厂建成投产了第一条PU合成皮革生产线，1984 年烟台合成革厂又从日本引进了年产为30万平方米的PU合成皮革生产线。到90年代我国PU合成革工业才逐渐形成完整的工业体系，近十几年来发展迅速，市场竞争空前激烈。同时，随着社会的发展，对PU合成皮革的品质、品种的要求越来越高。按中华人民共和国轻工行业标准，聚氨酯合成革按用途分可分为下面
11、三类：类 用于女鞋、童鞋、箱包、带等类 用于各种球类类 用于鞋、照相机、各种仪器等外层1.4聚氨酯合成革的特性对于聚氨酯（PU）合成革，由于其具有优异的耐磨性、良好的抗撕裂强度和伸长率，同时赋予PU合成革表面平坦、手感丰满、舒适、回复性良好、价格适中等特性，PU合成革不但替代了很多原来价格昂贵的天然皮制品，而且也逐渐取代低档、廉价的PVC人造革，现已成为人们日常生活中一种不可或缺的消费品。尤其是湿法生产的PU合成革，具有上述优点的同时，还具有类似真皮的表面，有一定的透气和透湿性，耐低温性，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为理想的替代品，广泛应用于服装、制鞋、箱包、
12、家具等行业。按中华人民共和国轻工行业标准，合格的聚氨酯合成革物理机械性能如下：表1.1聚氨酯合成革物理机械性能序号项 目指 标类类类优等品一等品合格品优等品一等品合格品优等品一等品合格品1表观密度，g/cm20.700.800.700.800.700.802拉伸负荷，N经纬向4340504368503断裂伸长率%经纬向204撕裂负荷，N经纬向2025续表1.1序号项 目指 标类类类优等品一等品合格品优等品一等品合格品优等品一等品合格品5剥离负荷，N29496崩裂性高度mm7.0负荷N491677耐折牢度，级234-1048表面颜色牢度，级干摩擦44湿摩擦33汗液摩擦39透湿度, mg/(cm2
13、h)1.51.510耐水度，min111吸水度，% 151512耐热粘着性，级41.5聚氨酯合成革的制备方法聚氨酯合成革的工业化生产方法主要有干法和湿法两大类。（1）干法把PU树脂配制成具有一定固含量、一定黏度的溶胶，涂布在作为载体的离型纸上，通过烘箱，在一定的温度、压力下，使溶剂挥发形成柔软并且富有弹性的膜。然后在上面涂布粘合层再与底布复合。经过干燥、固化、冷却后进行卷取，经过一段时间的熟化之后将离型纸剥离。再经过印刷处理等过程，便得到干法聚氨酯合成革。干法生产工艺技术是聚氨酯合成革最早开发的工业生产方法，生产出的合成革强力优异，粘接牢固，但透气性能相对较差。该类合成革主要用于制造鞋业、球类
14、、箱包、家具装饰品等。（2）湿法将基布直接浸渍于已经调配好的PU树脂浆料中，该浆料是一PU树脂为成膜剂，以DMF、MEK、TOL、IPA等溶剂稀释，再加入渗透剂、流平剂、消泡剂、填充剂等助剂。然后通过辊涂，经过25%的二甲基甲酰胺（DMF）的溶液进行洗涤固化，再经过热水洗涤，通过烘箱进行干燥处理后，再经过必要的后处理工序（如帖膜、喷涂、辊印），便得到湿法聚氨酯合成革。湿法生产工艺技术是继干法之后发展起来的全新的合成方法，生产出的合成革具有良好的透湿、透气性能，手感柔软、丰满、轻盈，更富于天然皮革的风格和外观。因此其市场空间巨大，发展速度惊人。 1.6聚氨酯合成革工业的现状目前PU合成皮革产业已
15、经达到年产近2亿平方米约10 万吨的规模。据报道，我国的PU合成革市场的每年增长幅度已达1525，仅温州合成革行业，已从初始的一家企业发展到如今的100多家企业，300多条干式、湿式生产线，整个行业的固定投资已达100多亿元，产量和市场份额已占全国70%以上，日产能力300多万平方米，品种发展到上千种，年产值100多亿元。因此有人说我国的PU合成革市场逐渐成为推动全球的PU皮革，甚至整个聚氨酯市场发展的主要动力之一。目前国内的聚氨酯合成革业在生产过程中，大多数采用有机溶剂型的聚氨酯树脂作为生产各品基层和面层的基本原料，这种类型的聚氨酯树脂均通过甲苯（TOL）、二甲苯、丙酮、丁酮（MEK）、乙酸乙酯和二甲基甲酰胺（DMF）等作为主要溶剂以溶液聚合法制得。溶剂的用量大约占树脂用量的60%以上，湿法浆料DMF的用量达到70%以上。这些溶剂都是有害溶剂，对人体的危害是多方面的。其中，甲苯等芳
