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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 1,000
2、,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 desi
3、gn。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年的
5、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，上千条生
6、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）按底基材料分类按
7、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：服装用干
8、（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、合成
9、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。聚
10、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三
11、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、家
12、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/(cm2h
13、)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合成皮革产业已经
15、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
16、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，甲苯等芳香烃溶剂对人体的造血系统具有危害性，在高浓度环境中长期接触，可能发生急性中毒而休克，慢性中毒将出现血小板和白血球减少，并出现相应的病症。其它溶剂如丙酮、丁酮、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺等溶剂虽然较甲苯、二甲苯的毒性低，但长期接触也会产生较大的毒副作用，其中乙酸乙酯对眼睛和粘膜有刺激性，并有麻醉性；二甲基甲酰胺对皮肤、眼睛粘膜有较强的刺激性，吸入高浓度的蒸气时，会刺激咽部引起恶心，经常接触，经皮肤吸入，会导致肝
17、功能障碍，且有机溶剂对女性生育问题将产生严重的负面影响。据统计，一条聚氨酯合成革生产线日均需消耗10t左右溶剂型PU树脂，其中占溶剂型PU树脂总用量60%以上的是溶剂，虽然湿法生产线中85%左右的溶剂被回收，但湿法生产线中仍有15%左右、干法生产线中95的溶剂无法回收，将通过水和空气排放到周边的河流和天空中，势必会严重污染当地的环境，给人们的生产、生活，公众的生命健康构成重大威胁。如果以温州市300多条生产线计算，年均需要的溶剂型PU树脂用量为70多万t，每年将会有数以万吨的溶剂排放到空气和周边的河流中，造成的污染将不可想象。由于苯、甲苯等有害溶剂易燃、易爆，极易引发火灾，造成伤残，甚至死亡，
18、近年已屡见报道。到目前为止，随着技术不断进步，合成革作为天然革的理想替代品，其性能越来越接近天然皮革，某些性能甚至超过天然皮革。 如新开发的超细纤维PU合成革不论从内部微观结构，还是外观质感及物理特性和人们穿着舒适性等方面，都能与高级天然皮革相媲美，且在耐化学性、质量均一性、大生产加工适应性以及防水、防霉变性等方面更超过了天然皮革。同时，合成革行业在生产工艺上，也得到了不断的发展和进步，如水性树脂技术的应用已经可以使合成革生产避免了有机废气的污染在大力发展经济的同时，应保持优良的环境，坚持可持续发展道路。健康的身体是当今社会发展的一个重要目标。正确处理“保护”和“促进”的关系，减少工业生产对环
19、境和人类本身的伤害，是不可逆转的潮流，也是历史赋予我们的责任。人类只有一个地球，保护我们的家园，保持可持续性地发展经济的问题，已成为全球的共识，引起了各国政府的高度重视。在美国、意大利、日本、韩国等合成革主要生产国，已逐渐淘汰溶剂型PU树脂产品，采用环保型PU树脂。我国也先后制定、出台了许多相关的法律、法规。如：合成革工业污染物排放标准、环境保护法、劳动保护条例、职业病防治法等等，为化工产业的发展提出了要求，严格了规范。随着我国在世贸组织作用不断提高，国内企业逐渐参与国际竞争，客观上也要求我们生产和使用无公害的产品，彻底消除国际上“绿色贸易壁垒” 对我国产品的非贸易壁垒限制。 1.7聚氨酯合成
20、革的发展方向从源头上杜绝污染，对于聚氨酯合成革行业来说已经迫在眉捷，环境保护可谓是聚氨酯合成革的首要发展方向。由于水无毒、无污染、并且节能，因此它是溶剂的理想替代品。所以，开发水性聚氨酯合成革浆料成为目前聚氨酯树脂的主攻方向。目前，国内的许多厂家和化工设计院都在进行水性聚氨酯树脂的研究，也开发出许多的水性聚氨酯树脂牌号，但规模都较小，最大规模也只有几吨左右的规模。并且应用范围比较狭窄，在性能上还不完善。例如温州环宇高分子材料有限公司，通过长期不懈的努力，已成功开发出国内首创的环保型聚氨酯合成革树脂产品。其主攻方向为：（1）、开发出适应于国内现有合成革厂家的生产工艺、条件，替代传统溶剂型的PU树
21、脂浆料，从根本上杜绝污染。（2）、以水为溶剂，替代DMF、MEK等大量有毒溶剂，且不改变薄膜的特性及功能，提高透气性、耐磨性。绝对不燃、无毒、无污染。（3）、制备各种规格、不同模量的产品，以满足不同用途的客户需求。（4）、合成各种档次要求的浆料：普通型、耐光型、耐磨型、耐低温型等，满足不同层次的需求。要从根本上解决人造革合成革行业的污染问题，就要大力推广使用水性聚氨酯浆料。国外现在已在减少溶剂型聚氨酯浆料的使用量，而水性聚氨酯浆料的使用量则在逐渐上升，一方面是国外比较注重环保，另一方面，国外的水性PU的研究起步较早，水性PU的品种也较多，性能也较好。不过可以肯定的是，中国人造革合成革行业推广使
22、用水性聚氨酯是大势所趋。后处理工艺也是聚氨酯合成革的环境保护的一个重要方向，后处理工艺种类繁多并不断地有所更新，大多采用同皮革后处理和纺织品有关加工处理相似的工艺。包括表面涂饰（包括喷涂）、印刷、压花、磨皮、干揉、湿揉、植绒等。聚氨酯合成革的另外一个重要发展方向就是新产品的开发，因为现阶段普通聚氨酯合成革用树脂已经不能满足人们的需要。一方面要充分利用不同的后处理工艺，增加产品种类，尽量实现产品的差别化生产；另一方面，要加强技术创新，要特别注意新型功能性助剂、新型原材料、新型生产工艺在合成革行业的应用，开发适合市场需求的高性能多功能合成革，如抗菌防霉除臭合成革、纳米光触媒合成革，防水透湿合成革，
23、阻燃高剥离合成革等。例如，纳米增强聚氨酯技术则是提高聚氨酯合成革用树脂性能的一个行之有效的方法。纳米复合聚氨酯树脂制成革后将具有更好的回弹性、耐磨性、低温抗折性、高温热稳定性，可广泛应用于服装、箱包、鞋革等制造业。在合成革产品中，例如高档的聚氨酯变色合成革成为一种时尚新产品。PU变色合成革是采用加入了变色粉的特殊PU树脂制造的，变色粉没有弹性，当这种PU革在拉伸、弯曲、折叠等外部应力作用下，PU膜层中的变色粉会呈现其本身的白色，结果在革形变部位呈现颜色变化。外力消除后，革面颜色又会自然地恢复如初。烟台华大化学工业有限公司研制出的两种PU变色树脂601BL 和601BH，制得的变色革变色自然柔和
24、，手感好，膨润变形性能好。例如国际市场上出现的超细纤维聚氨酯合成革，它是采用与天然皮革中束状胶原纤维结构与性能相似的超细纤维制成具有三维网络结构的高密度无纺布, 再填充性能优异且具有开式微孔结构的聚氨酯加工处理而成，被称之为第三代人工皮革。其三维结构网络的无纺布为合成革在基材方面创造了赶超天然皮革的条件。该产品结合新研制的具有开孔结构的PU浆料浸渍、复合面层的加工技术，发挥了超细纤维巨大表面积和强烈的吸水性作用，使得超细级PU合成革具有了束状超细胶原纤维的天然皮革所固有的吸湿特性，因而不论从内部微观结构，还是外观质感及物理特性和人们穿着舒适性等方面，都能与高级天然皮革相媲美了。这种聚氨酯合成革
25、在外观、机械强度、弹性、耐化学物质稳定性方面都与天然皮革十分相似。此外，超细纤维合成革在耐化学性、质量均一性、大生产加工适应性以及防水、防霉变性等方面更超过了天然皮革。1.8聚氨酯合成革前景展望当今社会，合成革代替真皮已成为势不可挡的潮流，合成革行业的发展前景广阔。首先，日常生活中花色品种繁多的合成革制品随处可见，如室内装饰、沙发面料、汽车内饰、服装、鞋类、球类和箱包等等。并且，由于合成革具有性能优良，可大规模生产等优势，其在国民经济各行业中的应用越来越广，应用领域不断扩大，行业发展潜力巨大。其次，由于国内企业不断涌现，所以生产总量将快速扩张。近几年来，我国合成革行业在生产企业数和生产设备数上
26、得到大幅提高，产品产量连年以超过10%速度快速增长，使中国成为世界合成革第一生产大国，产量占到全球比重的20%以上。同时，出口贸易也逐年攀升。聚氨酯合成革作为人造革、合成革中性能最为优异的品种，应用空间不断广阔，其发展前景可谓非常良好。特别是超细纤维聚氨酯合成革，将成为未来市场主导产品。不过由于新近超纤革的投资建设和异军突起，产能将持续扩大，市场供大于求的局面仍将持续，近几年内将会形成类似目前普通革的市场局面，同质现象严重，价格竞争激烈；同时，随着人们消费观念的转变和下游制品业的要求提高，许多应用领域内的消费需求将随着合成革档次的提高和差异化功能性的增加而越来越大，如汽车革、家具革、球革等。所
27、以，企业必须只有不断加强技术创新，只有这样才能不断提升竞争力。1.9项目可行性分析 （1）、年产100万米聚氨酯合成革项目为中小型项目，投资收回期较短，污染容易控制，投资风险小。根据目前中国聚氨酯合成革生产行业概况分析知其具有很大的可行性。（2）、生产水性聚氨酯合成革浆料的原料国内易得，主要原料国内均可购买到；生产水性聚氨酯合成革浆料的工艺技术路线成熟、可靠，为100以内常压操作，设备定型、通用，生产周期短；本工艺生产采用全料进，全料出，生产过程中无“三废”产生。（3）、在生产聚氨酯合成革时，主要溶剂（DMF、TOL、MEK）国内均可购买到；聚氨酯鞋用合成革生产工艺比较成熟，可连续化生产。（4
28、）、生产聚氨酯合成革时，其三废处理工艺先进，保证排污达到国家标准。（5）、生产聚氨酯合成革时，其工艺注重资源利用与环境保护，投资利润率高，经济效益十分明显。第二章 聚氨酯及聚氨酯合成革生产原料2.1前言聚氨酯合成革的主要生产原料是聚氨酯树脂和基布，生产中要使用的主要有二甲基甲酰胺（DMF）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、丁酮（MEK）、甲苯（TOL）、1,4-丁二醇（BDO）、己二酸（AA）、乙二醇（EG）以及在合成革生产中的一些添加剂（如渗透剂、流平剂、填充剂、消泡剂、染色剂）等。2.2聚氨酯聚氨酯（PU）是含有氨基甲酸酯（-NHCOO-）基团的聚合物，通常由异氰
29、酸酯（含有NCO 基团）或其加成物与含活泼氢（主要是羟基中的活泼氢）的聚多元醇反应而成。聚氨酯具有强度高、耐磨性、耐屈挠性、耐低温性和耐油、耐化学品性能优异等特点。聚氨酯树脂制成的产品应用广泛，其产品与品种逐年递增，在材料工业中占有相当重要的比例。因此，各国都竞相发展聚氨酯树脂工业。2.2.1聚氨酯生产的主要原料 （1）异氰酸酯依据产品的用途不同选用不同的异氰酸酯，如甲苯二异氰酸酯（TDI），分为2,4和2,6两种异构体，一般使用混合比例为80/20（TDI-80）和65/35（TDI-65）的两种，可用于软质到硬质泡沫制品；二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI），用于半硬和硬质泡沫制品。异氰酸酯是一
30、类反应性极强的化合物，因其含有“NCO”基团，性质非常活泼，不但可以与有活泼氢的化合物发生加成反应，而且还能在受热或催化剂作用下发生自聚和脱羰等反应。异氰酸酯具有毒性，能与人体的蛋白质反应，空气中的极限充许浓度为0.0002%，故此，生产时要特别注意。（2）多羟基化合物聚醚：常用的聚醚是以环氧乙烷、环氧丙烷或四氢呋喃等环氧化合物为单体。用丙二醇、丁二醇、甘油等多元醇或乙二胺、三乙胺等胺类化合物为起始剂，进行开环聚合而制得的产物。聚酯：以羟基为端基的聚酯是相对分子质量在10003000之间的过量多元醇与二元酸反应的液体产物。最常用的二元酸为已二酸，最常用的多元醇为乙二醇。其中二元醇与二元酸合成的
31、线型聚酯主要用于软质PU，二元醇与多元醇合成的支链型聚酯主要用于硬质PU。聚酯多元醇是PU合成的主要原料之一。（3）其他催化剂：有胺类和锡类。胺类如三乙烯二胺、N-烷基吗啡啉等，有机锡类如二月桂酸二丁锡，一般两者复合加入。交联剂及扩链剂：常用的有甘油、三羟基甲基丙烷及季戊四醇等。稳定剂：常用的是水溶性聚醚硅氧烷。2.2.2聚氨酯合成的化学反应式2.3聚氨酯合成革的生产2.3.1树脂聚氨酯合成革的生产中，使用的聚氨酯树脂有I液型树脂浆料、II液型树脂浆料、粘合层浆料。一般来说，I液型聚氨酯是由含有活泼氢的高分子量化合物，含有活泼氢的低分子量化合物（即扩链剂）以及二异氰酸酯化合物制造出来的。其分子
32、结构可分两部分，一部分是以含有活泼氢的高分子量化合物为基础，称之为软链部分；另一部分是含有低分子量化合物和二异氰酸酯相连结的形式，称之为硬链部分。II液型树脂是由含有活泼氢的高分子量化合物和二异氰酸酯进行加成聚合反应得到的，其末端上具有反应性的羟基。II液型聚氨酯树脂本身不能成膜，即使成膜也是低物性的皮膜。粘合层浆料可归属于II液型树脂浆料。通常干法聚氨酯革要求表面处理层光滑耐磨，耐弯曲性好，耐溶剂性好，有良好的重复涂敷性，颜料分散均匀、展色性佳的等等特点。因此，凝集力高的I液型树脂最为合适。而湿法聚氨酯革的多孔层在水中要求有快速凝固性，所以同样用分子内高凝集力的热塑性的I液型树脂。粘结层要求
33、和基布粘接性好，柔软，耐水解性好，所以最好采用凝集力低的，而且与异氰酸酯等交联剂在交联促进剂存在下并用的热固型的II液型聚氨酯树脂。为了提高其物理性能和粘接性，可利用其末端反应的羟基和交联剂通过交联促进剂进行交联反应，形成网状结构，可以得到高物性皮膜。皮膜的物理化学性能是由II液型聚氨酯树脂中的含有活泼氢的高分子量化合物的组成、分子量的大小、交联剂的用量所决定的。所以交联剂、交联促进剂等在配合时的添加量、固化条件、熟化条件等对皮膜物性有很大影响。通常选择树脂牌号时主要根据其综合质量数据指标而定，如溶剂组成、伸长率、抗拉强度、模量等。2.3.2基布（1）基布的种类和应用聚氨酯合成革所用基布主要有
34、：非织造布（俗称无纺布，分为针刺型与非针刺型两种）；机织布（分为平织布、斜纹布、缎纹布、绒毛布）；针织布（分为纯棉、维棉 、涤棉 、纯化纤针织布）。其中无纺布是使用最多的基布。干式聚氨酯合成革常用针织布或平织布及单面起绒布；湿式聚氨酯合成革常用合成纤维无纺布。通常起毛布又分为纯棉起毛布和混纺起毛布，根据鞋材、服装、及包用材的不同，而设计厚度、经纬纱织密度及成品所要求的断裂强度、断裂伸长率、及撕裂强度、涨破强度等指标。（2）基布的性能要求聚氨酯合成革所用基布是决定其最终产品质量和档次的一个主要因素，基布的织造方式和结构、基布纤维的种类都会影响聚氨酯合成革产品的质量。通常合成革对基布的要求有以下几
35、点： a、基布表面必须平整，厚度、起绒密度、长度、色泽等要求均匀一致。b、基布表面无线头、疙瘩、无孔洞等异常，接头处平整牢固。c、参照技术质量标准，进行批次抽检测试 d、要能经受住人造革生产时较高的加工温度，基布若是织物需保证经纬方向强度接近，若是无纺布，必须保证纵横方向强度一致。2.3.3溶剂（1）溶剂的作用聚氨酯合成革的生产过程中所使用的溶剂有着很重要的作用。首先，它是溶解树脂，形成适合于配制一定粘度的、可供涂覆、浸渍及表面处理的混合液的液体；其次，一些溶剂常常用来作为制备聚氨酯树脂的反应介质；第三，一些溶剂又常常用来配制色浆，用于聚氨酯合成革产品的染色、印刷、涂饰等。（2）溶剂的选择聚氨
36、酯合成革对溶剂的要求较高。在选择使用溶剂的时候，除了考虑其溶解度、挥发速度的共性以外，主要还要考虑涂布液中异氰酸酯基的特点。选择溶剂时应注意以下两方面：首先，溶剂中不能含有与异氰酸酯基反应的物质。如过含有的话将会使聚氨酯变质而不能使用，所以醇、醚、醚、醇类溶剂不能使用。其次，是水的影响，普通工业级溶剂实际上或多或少都含有些水分。由于溶剂与水之间具有一定的溶解度，这样容易使水分与异氰酸酯基发生反应，而消耗不少异氰酸酯，因此不论是在树脂制备过程中，还是稀释配料过程中，都必须用无水的溶剂。所以聚氨酯合成革所选择的溶剂要求不含杂质或杂质极少。一般选用工业一级品溶剂，其纯度在99%以上。使用时现用现配，
37、配成的浆料不能存放时间太长，特别是II液型树脂混合液，以免吸潮，使浆料变质。这是合格生产聚氨酯合成革的一个重要因素。2.3.4离型纸目前我国国内离型纸还没有工业化生产，主要依靠从国外进口。世界上生产离型纸的厂商主要是：美国沃沦公司、英国维金斯公司、意大利宾达公司、日本创研株式会社、旭辊株式会社、大日本印刷株式会社等。各公司的主导产品品种各不相同。 （1）离型纸分类按用途分：聚氯乙烯人造革用纸 聚氨酯合成革用纸。按花纹分：平面纸 压纹纸。按光泽度分：高光型 光亮型 半光亮型 半消光型 消光型 超消光型。按材质分：硅系纸（表面涂敷有机硅聚合物，耐温190） 非硅系（表面涂敷丙烯聚合物，耐温150）
38、 特殊用纸（仅聚氯乙烯人造革用）。（2）离型纸的性能要求a、强度：由于在涂布后，紧接着进入烘箱干燥，使得其温度较高。在多次使用中要求离型纸必须有足够的强度，最重要的撕裂强度。b、耐溶剂性：在合成革与人造革的生产中，经常使用到多种溶剂，要求离型纸既不溶解也不溶胀。c、表面均匀性：离型纸必须保持一定的离型均匀度及光泽度，平面纸的平滑度及厚度要保持一致。d、合适的剥离强度：离型纸要有适当的剥离强度，如果剥离太困难会影响到离型纸的重复使用次数。如果剥离太容易，在涂布及复合时容易引起预剥离，从而会影响产品质量。 2.3.5着色剂（1）着色剂的种类和应用着色剂可分为染料和颜料两大类。两者主要区别是溶解性不
39、同。染料可溶于水、油、各种有机溶剂等。染色能力强，色泽鲜艳，但耐热性、耐光性和耐溶剂性差。在合成革的加工温度下易分解，在制品的使用过程中容易渗出，迁移而造成串色和污染。颜料一般不溶于水、溶剂，在合成革中分散成细微颗粒，由其表面的遮盖作用而着色。它和染料相比较，透明性、鲜艳性稍差，但耐热性、耐光性好，不易迁移渗出。颜料可分为有机颜料和无机颜料两类。无机颜料具有优良的耐热性、耐光性和耐溶剂性，而且原料易得，制造简便，价格低廉，但其透明度、鲜明性差，色泽暗淡，相对密度大。有机颜料具有介于无机颜料和染料之间的综合性能，耐热性、耐光性及分散性不及无机颜料，但色泽鲜艳、分散性好。（2）着色剂的性能要求理想
40、的着色剂在人造革与合成革的生产中应具备如下性能要求： a、理想的着色剂应具有色泽鲜艳、着色力强、分散性好、不凝集的特点。 b、理想的着色剂耐热性要好，在树脂加工温度下和最高使用温度下应具有良好的热稳定性，不变色、不分解的性能。c、理想的着色剂耐溶剂性要好，与溶剂接触后不会因溶剂而迁移、串色。 d、理想的着色剂耐迁移性要好，要求着色剂在树脂中不会发生色迁移，并且颜料不会析出。 e、理想的着色剂耐化学稳定性要好，应具有良好的耐酸碱性，还要求与树脂中其他助剂不会发生化学反应。 f、理想的着色剂要求无毒、无臭、不含有对树脂有影响的杂质。2.3.6其他助剂 （1）木质粉（MCC）在单涂覆法中使用一定量的
41、木质粉，既能降低产品成本，又能在凝固过程中起到骨架的作用，不同型号厂家的木质粉，其膨胀系数不同，这样便在同等其他材料相同的情况下，其粘度值均不相同，也直接影响到产品的质量及相应的成本，木质粉的细度要求一般要达到400目以上。 （2）渗透剂a、阴离子表面活性剂（OT-70，C-70，C-90）：具有亲水性，主要起到加快DMF与水的交换速度，提高生产速度，同时使泡孔细密化。渗透剂可生成球形泡孔结构，增加回弹性、透气性、透湿性。一般加入量在0.5%2.5%之间，如果加入量过多，涂层易反卷，平滑性下降。b、非离子表面活性剂（S-80）：具有疏水性，可推迟表面的凝固速度，因而可使内部的DMF与水更快地交
42、换，可生成针状的泡孔结构，加入量为1%3%，过大时会影响生产速度。（3）消泡剂主要成分为液体有机硅，主要作用是消除浆料中的空气，减少贝斯表面针孔。一般的有机硅油与DMF的相溶性差，不宜应用。设计配方时，应选用与DMF有一定相溶性，消泡能力强的专用助剂。用量一般在0.51份，用量太少不起作用；用量过大时因与DMF相溶性差，会使合成革表面有凹凸不平现象出现。（4）流平剂流平剂也是一种改性的有机硅助剂。主要作用是改善贝斯表面的平整性，增加树脂与基布间的亲合性。用量一般为树脂质量的0.1%左右。 另外，还有些填充剂比如轻质碳酸钙等在这里就不做过多介绍。2.4物料参数2.4.1甲苯二异氰酸酯（TDI）有
43、2，4-TDI和2，6-TDI两种异构体。按两种异构体含量的不同，工业上有三种规格的产品：(1)TDI-65含2，4-TDI65、2，6-TDI35；(2)TDI-80含2，4-TDI80、2，6-TDI20，此规格最为常见；(3)TDI-100含2，4-TDI100。无色或浅黄色透明液体，有刺激臭味，在紫外线照射下变黄。与乙醚、二甘醇、丙酮、四氯化碳、苯、氯苯、煤油、橄榄油混溶。能与含羟基的化合物、水、胺和具有活泼氢原子的化合物反应生成氨基甲酸酯、脲、氨基脲等。物性参数如下：表2.1 TDI的物性参数项目TDI-100TDI-80TDI-65凝固点/19.52211.5143.57相对密度（
44、20/4）1.22沸点/251（101kPa）,120（1.33kPa）, 100（0.47kPa）蒸气压/Pa1.33(20),2.7 (25),7.46 (35),16.0 (45)蒸气相对密度6(以空气相对密度为1计)闪点/127（2，4-TDI闭杯），132开杯爆炸极限V/%0.9%9.5%蒸发热/(kj/kg）369(120)，365(180)比热容/kj/(kg*k)1.46(20)，1.71(100)折射率（20）1.569NCO质量分数/%48.2黏度（20）/mPa*s3.2自燃温度/6202.4.2二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）一般有4,4- 、2,4- 、2,2- MDI
45、三种异构体，而以4,4-MDI为主。没有单独的2,4- 、2,2- MDI产品。一般纯的MDI就是指4,4-MDI，其含量在99%以上。MDI常温下为淡黄色熔融固体，有强烈刺激气味。溶于丙酮、苯、煤油、硝基苯。工业品为深褐色黏稠流动液体。用于生产聚氨酯塑料、聚氨酯弹性体；还可用于制造合成纤维、合成革、无溶剂涂料等。物性参数如下：表2.2 MDI的物性参数项目指标项目指标外观白色固体黏度（50）约5mPa*s相对分子质量250.26蒸气压25约0.001PaNCO质量分数33.5%45约0.01Pa熔点/3943100约2.6Pa沸点0.67kPa196凝固点/38101.3 kPa364比热容
46、（40）1.38 J/(g*k)相对密度201.325熔化热101.6j/g501.182燃烧热29.1kj/g折射率（50）1.5906闪点（COC开杯）2002182.4.3二甲基甲酰胺（DMF）无色透明液体，为极性惰性溶剂。熔点-61、沸点152.8、相对密度d4250.9445、折射率nD251.4269、闪点70（开杯）58（闭杯）、蒸气压346Pa（20）或490Pa（25）、自燃点445。除卤化烃以外能与水及大多数有机溶剂以任意比互溶。有吸湿性。遇明火、高温可引起燃烧爆炸。DMF是优良的有机溶剂和重要的化工原料，用作PU、PAN、PVC的溶剂；在石油化工中亦用作萃取剂。2.4.4己二酸（AA）白色无味的结晶固体粉末，微溶于水，易溶于酒精、乙醚等有机溶剂。可与碱反应。也可以发生酯化、酰卤化、酰胺化和还原等反应。与二元胺、二元醇发生缩聚反应。主要用作尼龙66和工程塑料的原料，也用于生产各种酯类产品。用作增塑剂和高效润滑剂。还用作聚氨基甲酸酯弹性体的原料，以及食品和饮料的酸化剂。聚氨酯是己二酸一个重要应用领域。物性参数如下：表2.3 AA的物性参数项目指标项目指标外观白色晶体蒸气压18.510Pa相对分子质量146.14159.5133Pa熔点/151.5153240.55
