聚氨酯合成工艺
聚氨酯合成工艺设计
200万米/年聚氨酯合成革厂的工艺设计摘要聚氨酯（PU）合成革属于聚氨酯弹性体的一类，其工业化工艺生产方法主要有干法和湿法两大类。
通过对PU合成革的发展历史、性能、应用市场的了解，确定年产200万米聚氨酯合成革的生产工艺设计。
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。
从而确定聚氨酯合成革生产的技术参数、工艺流程和主要设备的选择。
同时还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（PU）合成革干法湿法AbstractPolyurethane synthetic leather (PU) belongs to a class of polyurethane elastomer, the industrialized production method mainly has two kinds of dry and wet. Through the synthetic leather development history, performance, application market understanding of PU, determine the design process with an annual output of 2000000 meters of polyurethane synthetic leather. Mainly from the production formula, process design; further PU synthetic leather material balance in production and energy balance. In order to ，determine the parameters of polyurethane synthetic leather technology, production process and main equipment selection. At the same time also synthesis design leather waste treatment and safety technology production enterprise of polyurethane.Keywords：polyurethane(PU) Synthetic leather dry process wet process第一章综述1.1聚氨酯聚氨酯合成革的原料——聚氨酯(以下简称为PU)树脂是聚氨基甲酸酯的简称。
聚氨酯工艺流程
聚氨酯工艺流程
《聚氨酯工艺流程》
聚氨酯是一种多功能的合成材料，常用于制造泡沫、涂料、胶粘剂和弹性体等产品。
其工艺流程通常包括原料准备、混合、反应、成型和后处理几个步骤。
首先是原料准备。
聚氨酯的主要原料包括异佛尔酮二异氰酸酯（MDI）、聚醚多元醇和聚醇。
这些原料需要按照一定的比例进行准备，以确保最终制品的性能符合要求。
接下来是混合。
在混合过程中，MDI、聚醚多元醇和聚醇等原料被放置在混合机中，并加入一定数量的助剂，如催化剂、稳定剂和泡沫剂。
随后，混合机会将这些原料充分混合，直到形成均匀的混合物。
然后是反应。
混合好的原料会被送往反应室中，在一定的温度和压力条件下进行反应，形成聚氨酯聚合物。
这一步骤的控制对于最终产品的质量至关重要。
成型是聚氨酯制品生产的下一个关键步骤。
根据不同的产品要求，聚氨酯混合物可以被注射成型、压缩成型或浇铸成型等，以得到不同形状和尺寸的制品。
最后是后处理。
在成型完成后，产品可能需要经过一些后处理步骤，如修整、砂光、涂装等，以满足最终客户的需求。
总的来说，聚氨酯工艺流程涉及原料准备、混合、反应、成型和后处理等几个步骤，每一步都需要精确控制，才能保证最终产品的质量和性能。
_聚氨酯生产工艺及注意事项
_聚氨酯生产工艺及注意事项聚氨酯是一种重要的高分子材料，广泛应用于汽车、建筑、家具、鞋材、饰品等行业。
聚氨酯的生产工艺及注意事项对于产品质量和生产效率至关重要。
下面将详细介绍聚氨酯生产工艺及注意事项。
一、聚氨酯生产工艺聚氨酯的生产包括原料的配制、反应体系的组装、反应过程控制、模具成型、固化、后处理等步骤。
下面是一个典型的聚氨酯生产工艺流程。
1.原料的配制：聚氨酯的生产主要有两类原料，即多元醇和多异氰酸酯。
根据产品的要求，选择合适的多元醇和多异氰酸酯进行配制。
在配制过程中需注意原料的纯度和贮存条件。
2.反应体系的组装：将多元醇和多异氰酸酯按照一定的比例混合，形成混合液。
混合液的配比很关键，需要根据实际情况进行调整。
3.反应过程控制：将混合液放入反应釜中，通过调节反应温度、搅拌速度、反应时间等参数，控制反应过程。
反应过程中需注意加热和冷却速度，控制反应温度的均匀分布，以避免产生失效区和品质不佳的产品。
4.模具成型：将反应好的聚氨酯液体倒入模具中，根据产品的形状和尺寸进行成型。
模具的设计和制备需要考虑到产品的特点和要求，以保证成型效果和产品质量。
5.固化：将成型后的聚氨酯放入固化室中，进行固化处理。
固化时间和温度需要根据具体的产品而定，以确保聚氨酯完全固化。
6.后处理：完成固化后，进行产品的后处理工序，包括去除模具、清洁和修整等。
注意保持产品的外观和性能。
二、注意事项1.原料选择：聚氨酯的品质很大程度上取决于原料的选择。
选用纯度高、稳定性好的原料，并根据产品的要求进行合理的配比。
2.反应条件控制：反应过程中需严格控制温度、压力、搅拌速度等参数，以确保反应体系的均匀混合和反应的充分进行。
3.模具设计：模具的设计要考虑到产品的形状和尺寸要求，避免出现模具无法脱离或成型不完整的情况。
4.固化处理：固化时间和温度的选择要根据产品的要求进行调整。
固化时间过短会导致固化不完全，固化时间过长则会影响生产效率。
5.质量检验：聚氨酯生产过程中需要进行质量检验，包括原料的检验和产品的质量抽检。
干法聚氨酯合成革生产工艺
评论:2 条查看:532 次xiangyuan发表于 2021-04-07 07:14聚氨酯人造革主要分为干法聚氨酯人造革和湿法聚氨酯人造革。
所谓干法聚氨酯人造革，是指将溶剂型聚氨酯树脂中的溶剂挥发掉后，得到的多层薄膜加上底布而构成的多层结构体。
而湿法聚氨酯人造革，是将溶剂型聚氨酯，采用水中成膜法而得到的具有透气性和透湿性，又同时具有连续多孔层的多层结构体。
一、干法聚氨酯人造革〔一〕生产工艺流程注：1、离型纸发送 2、离型纸贮存装置 3、第一涂料台 4、10M左右枯燥箱 5、第一组冷却辊 6、第二涂料台 7、15—20M枯燥箱 8、第二组冷却箱 9、第三涂料台 10、基布发送台 11、贴合装置 12、20—25M枯燥箱 13、第三组冷却辊 14、剥离装置 15、人造革卷取 16、离型纸卷取离型纸法聚氨酯人造革生产原理是将不同性能的面、底层配合液利用刮刀涂覆在离型纸上，面料经过枯燥、冷却工艺后，再涂覆上粘合层底料，利用基布发送贴合装置将基材与底料复合，经过枯燥、冷却后，利用剥离装置将成品人造革与离型纸分别成卷。
〔二〕、主要原料1、离型纸A、离型纸分类：按用途分：①聚氯乙烯人造革用纸②聚氨酯人造革用纸按花纹分：①平面纸②压纹纸按光泽度分：①高光型②光亮型③半光亮型④半消光型⑤消光型⑥超消光型按材质分：①硅系纸〔外表涂敷有机硅聚合物，耐温≤190℃〕②非硅系纸〔外表涂敷丙烯聚合物，耐温≤150℃〕③特殊用纸〔PVC用〕B、性能要求：①强度：由于在涂布后，进入烘箱枯燥，温度较高，在屡次使用中必须有足够的强度，最重要的撕裂强度。
②外表均匀性：必须保持一定的离型均匀度及光泽，平面纸的平滑度及厚度要保持一致。
③耐溶剂性：在生产中，常用到多种溶剂，要做到既不溶解也不溶胀。
④适宜的剥离强度：离型纸要有适当的剥离强度，如果剥离太困难会影响到纸的重复使用次数，如果剥离太容易，在涂布及复合时易引起预剥离，而影响产品质量。
溶剂型聚氨酯制备工艺流程
溶剂型聚氨酯制备工艺流程 下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!
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一、原料准备。 1. 多元醇，选择合适的多元醇，如聚酯多元醇或聚醚多元醇。多元醇的分子量、官能度和化学结构会影响聚氨酯的性能。
聚氨酯合成革无溶剂生产工艺流程
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目前水性聚氨酯的十大合成工艺
水性聚氨酯涂料是目前市场需求量较大的产品之一, 它适用于热敏温度低于(60 — 80) ℃常温交联固化的高、中档木器(家具等), 高档建筑装饰、高级汽车、飞机及航天器材等的中涂和表面涂装。
产品配方：１、改性三聚体交联剂产品可由TDI 、IPDI 、MDI 和XDI 等异氰酸酯制造。
其芳香族NCO反应温度在(120—150) ℃，脂肪族NCO 反应温度在(150—200) ℃。
它的最大优点是无黄变, 水白透明, 较适用于羧酸型等水性聚氨酯的常温交联剂。
为增强综合性能, 需采用两个NCO 基团活性不同的二异氰酸酯,并要将反应中产生的端NCO 用多元醇- 羧酸反应掉, 以利于胺中和及产物的水溶性。
由于其熔点高,反应需分阶段在有机溶剂中进行, 有机膦催化剂及120 ℃以上温度, 异氰酸酯可发生自缩聚反应,生成三聚体化合物。
其催化剂中戊杂环膦化氢是最有效的, 反应温度低, 收率可达90 % , 再用三聚催化法促进反应完全, 并对残基进行封闭。
产品配方：NCO ：多元醇羧酸( 物质的量比) 为6：1：1.43。
工艺步骤: 多元醇- 羧酸溶液制备, 按配方将新戊二醇、苯偏三甲酸酐、DMPA 、二甲苯、甲苯加入反应釜搅拌,升温至80 ℃ , 完成溶解后, 升温至148 ℃回流脱水至透明后, 过滤出料备用。
亚胺预聚体的制备: 按配方将二甲苯、甲苯加入反应釜, 升温至148 ℃回流脱水后, 加入10 % 磷酸(甲苯) 液降温至120 ℃, 通入氮气, 将TDI 、IPDI 加入单体滴加釜, 在2 . 5h 内完成滴加后, 升温至130 ℃反应1h , 将10 % 戊杂环膦化氢液加入滴加釜, 开始缓慢滴加, 不断观察物料反应情况, 防止爆聚, 滴完在130℃反应2h 、140 ℃ 1h 、145 ℃30min , 降温至70 ℃, 将多元醇- 羧酸液加入滴加釜开始滴加,滴完在70 ℃反应(2—3) h , 检测NCO 转化率达96 % , 加入10 % 醋酸锂液, 此时有两种工艺: 一是降温至25 ℃, 静置7d ; 二是升温至(80—90) ℃反应(2—3) h , 测游离TD I 在0.3% 以下, 加入10 % 对甲苯磺酸甲酯液、10 % 二甲基吡唑液升温至85 ℃反应20min , 抽真空脱出2/3量的有机溶剂, 再加入亲水溶剂调节固含量为50 % , 降温至50 ℃加入50 % 三乙胺水溶液、N-甲苯二乙醇胺调节p H 值至8.5 , 升温到60 ℃反应至透明, 降温到40 ℃出料.２、改性HDI 缩二脲交联剂产品配方：NCO：H2O = 3：1.1，NCO：OH =6：1, 理论NCO 含量= 15.9 % , 采用分阶段聚合反应、中和法。
全水性聚氨酯合成革制备工艺研究
全水性聚氨酯合成革制备工艺研究全水性聚氨酯合成革制备工艺研究引言：近年来，合成材料的应用范围不断扩大，在人们的生活中起到了重要的作用。
合成革作为一种环保材料，广泛应用于家具、汽车座椅、鞋子等领域。
全水性聚氨酯合成革作为合成革的一种新型材料，在生产过程中减少了有机溶剂的使用，具有环保、经济、可持续等优势。
本文将对全水性聚氨酯合成革的制备工艺进行研究和分析。
一、全水性聚氨酯的特点全水性聚氨酯是指由水性聚合物改性而得的聚氨酯材料。
与传统的溶剂型聚氨酯相比，全水性聚氨酯具有以下特点：1. 环保性：全水性聚氨酯在生产过程中使用水作为溶剂，不含有机溶剂，不产生有害气体，符合环保要求。
2. 可持续性：水作为溶剂可以循环利用，减少了资源消耗。
3. 经济性：由于不使用有机溶剂，全水性聚氨酯的生产成本相对较低。
4. 耐久性：全水性聚氨酯具有优异的耐磨、耐寒、耐酸碱等性能。
二、全水性聚氨酯合成革制备工艺全水性聚氨酯合成革的制备工艺包括底布涂层、涂料配方、涂层成膜等流程。
1. 底布涂层全水性聚氨酯合成革的底布涂层是指将聚氨酯树脂涂覆在底布上，形成粘合层。
底布涂层的目的是增加革面的强度和稳定性。
涂层过程中应注意调整涂料的黏度和固含量，选择合适的涂布设备，确保底布上涂布均匀，避免产生气泡和缺陷。
2. 涂料配方全水性聚氨酯合成革的涂料配方是合成革的核心之一，直接影响到成品的性能。
涂料配方主要包括树脂、交联剂、增塑剂、填料等成分。
树脂是涂料的主要组分，决定了合成革的耐久性和柔软度。
合适的树脂选择能够提高革面的耐磨性、耐寒性和耐酸碱性。
交联剂的添加可以增加涂料的耐久性和成膜性能，提高合成革的强度和耐磨性。
增塑剂的使用可以增加合成革的柔软度，并提高其抗老化性能。
3. 涂层成膜涂层成膜是指将涂布好的底布放置在烘干设备中进行加热和固化。
烘干温度、时间和湿度的控制对于成膜效果至关重要。
在成膜过程中，应根据涂布的厚度、树脂的固化性质以及产品的用途来选择合适的烘干条件。
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聚氨酯合成工艺路线O 前言聚氨酯是现今合成高分子材料中使用较为广泛、用量较大的一大类合成树脂．按其所制得产品的物理形态可分为弹性体、泡沫、涂料、粘结剂等类。
1 主要原料聚乙二醇（PEG ）Mn=2000g/mol ；二异氰酸酯甲苯（TDI ）；1，4-丁二醇（BDO ）；二丁基锡二月桂酸酯（DBTDL ）。
2 合成路线HOOH nCH 3OCNNCO+调节适当的R 值NCOR 2NCO OH R 1OCNR 2H O NCO预聚体CNR 2H ONCO OH R 1O**n氨基甲酸酯R 2NCO OHR 3O CNH OO R 1OCNH OR 2NCO H *n-1氨基甲酸酯氨基甲酸酯R 2NCO NHR 4NCNH O OR 1OCNH OR 2NCO H n-1氨基甲酸酯**H H脲脲软段硬段线性聚氨酯软段硬段在此，我们采用二元醇BDO 对预聚体进行扩链反应。
扩链反应后所得的聚氨酯中的硬段部分再发生交联反应后就可得到交联聚氨。
⑴二元醇OHR 3OHn-1:⑵二元胺H 2N R 4NH 2n-1:预聚体扩链反应： 预聚反应：交联反应：R 1R 2R 2NCO OHR 3O CNH OOR 1OCNH OR 2NCO H n-1R 2N COOR 3O CNH OOR 1OCNH OR 2NCO H n-1R 2NCO OR 3O CNH O OR 1OCNH OR 2NCO H n-1硬段C N O HN H CO R 22.1 聚醚脱水准确称量一定质量的PEG 于500mL 的三口烧瓶中，升温并抽真空，在内温为110~115℃①，真空度133.3Pa 的条件下，脱水1.5小时②，然后冷却至50℃以下，放入干燥的仪器内密闭保存备用。
说明：①PEG 在125℃会分解，故脱水时温度不能高于此分解温度，应控制在110~115℃。
②异氰酸酯和水反应后会使预聚物的粘度增大，进而使预聚物的贮存稳定性显著降低。
所以在实验过程中对多元醇等原材料的含水量和环境湿度都有严格要求。
合成前要将PEG 加热真空脱水，并对实验仪器进行干燥脱水，反应还要在干燥氮气保护下进行，以避免空气湿度的影响。
2.2 预聚反应在干燥三口烧瓶的按配方量①将TDI 溶液滴入已经脱水的PEG 聚醚溶液中②，再加入微量的催化剂DBTDL ③，搅拌均匀后，此时不加热④，自动升温约半小时后到(80±5)℃⑤，恒温计时反应2h 得到预聚物，密封保存。
说明：①配方为： n （-NCO ）/ n （-OH ）=1.85~1.90。
若TDI 过少不仅会使得PEG 两端不能都均匀的接上TDI ，还会因为游离的TDI 减少，减少了低聚物链段运动空间，从而使得预聚体的粘度增大，影响了预聚体的加工性能和最终制品的物理机械性能。
若TDI 过多，游离的TDI 增多，用BDO 扩链时，游离的TDI 会和之反应，使得反应初期粘度急剧升高，导致产品的加工性能变差。
②这样使反应分步进行，且反应活性弱，即低聚物多元醇和TDI 的预聚反应有足够的时间进行，反应比较完全，得到的预聚体再和扩链剂反应，这种情况下就比较容易形成大分子的有规律排列。
③PEG 的反应活性低，加入催化剂能降低反应活化能，加快反应进程，控制-OH 副反应的发生。
由于DBTDL 催化活性大，，故只能加入微量催化剂。
硬段交联反应后：④-NCO和-OH反应放热量大（△H=100kJ/mol）。
单纯用异氰酸酯和聚合物多元醇一步法反应，要放出大量的热，使制品内部老化，同时分解放出低分子物质，使制品成泡沫状，制品变成废品。
故采用预聚体预聚法，且不需要再加热，生产过程中操作平稳，没有过热现象。
⑤在70℃预聚时，温度低，反应不完全，体系的流动性差，表观粘度大，一NCO含量高于理论值，即使反应2．5 h也达不到设计要求；在90℃预聚时，温度过高， NC0基团迅速减少，反应生成的一NHC0—一部分又进一步和未反应的一NCO反应生成脲，使一NCO含量明显低于理论值，体系的粘度也比80℃时的粘度大。
故预聚温度控制在(80±5)℃，反应时间为1．5～2 h。
2.3 扩链反应将PEG和TDI反应得到的预聚体降温至60℃，逐渐滴加入已融化的扩链剂BDO①迅速混合，待温度升至80℃②，停止搅拌，同时抽真空脱去气泡③，发生扩链反应。
再降温至40℃加入二丁胺中和，在高速剪切条件下加水乳化30min，得到水性聚氨酯乳液。
说明：①得到预聚体后，再采用低分子二元醇类化合物作扩链剂时是逐渐加入的，反应平稳，易于形成硬链段和硬链段及软链段和软链段之问较为有序的排列，大分子间具有较大的相互作用和较好的微相分离程度。
②反应温度太低扩链反应会不完全，反应温度过高会进一步发生交联反应，得到超高分子量的聚氨酯。
③ BPO接到预聚体两边会生成水，水不仅会和TDI反应，还会阻止平衡向右移动，因此要抽真空脱去气化的水。
气泡的存在还会影响后面的成膜，使得膜不光滑甚至会出现破裂，因此脱除气泡尤为重要。
2.4成膜反应取表面平整的玻璃板，洗净并置于烘箱中烘干，然后按GB/TI727一92《涂膜一般备法》制备涂膜。
将刷涂好的玻璃板在恒温恒湿的鼓风烘箱中于60℃烘24h①，然后取出至于室温下自然风干。
按照GB/T1764一79《色漆和清漆涂膜厚度的测定》测得涂膜厚度为1nm，再进行测。
说明:①温度太低无法达到交联反应所需的温度，达不到所需的交联度；温度太高，会交联过度，得到的薄膜性能较差。
3性能测试3.1 分子量的控制通过预设一个反应时间，得到聚合物后，通过凝胶渗透色谱（GPC）测定分子量，以二甲基甲酰胺①为流动相，用一个已知的聚氯醋重均分子量 (Mw)和数均分子量 (Mw)作为宽分布标样进行色谱分析，同时根据氰基和羟基的投料比来计算理论的分子量，二者对比，然后根据分子量和反应时间的关系，选定合适的反应时间从而得到分子量为16000g/mol的目标聚氨酯聚合物。
在 740型数据处理机上，把经验校正曲线转化为本实验色潜系统新的校正曲线，再在此校正曲线上测量未知聚氨酯样品的分子量及其分布。
最终确定氰基和羟基的投料比为：n（-NCO）/ n（-OH）=1.85~1.90。
本法的优点是快速，正确，重复性好。
说明：①选用二甲基甲酰胺为流动相的目的是它对聚酯溶解性能好，加硝酸纳则可减小凝胶柱对样品的吸附作用。
3.2 粘度的控制水分来源于聚醚多元醇中所含的水、空气中的湿汽以及反应器具中残留的水分，发生的2个主要副作用是：(1)和-NCO反应生成脲基使预聚物的粘度增大；(2)以脲基为支化点进一步和-NCO反应，形成缩二脲支链或交联而使预聚物的稳定性下降甚至发生凝胶；导致预聚物的粘度增大，易产生气泡，流动性差，后期难以和扩链剂混合均匀，最终影响弹性体的力学性能(见上图)。
异氰酸酯和水反应先生不稳定的氨基甲酸，快速分解成胺和CO，胺又2和TDI反应生成酰脲，脲基进一步和异氰酸酯基反应，生成不溶性固体杂质缩二脲。
可见反应中水的存在是十分有害的。
为确保预聚物的质量，必须严格控制聚醚的含水量，一般要求水的质量分数低于0.05%。
实验所用的聚醚含水质量分数初测为0.08%，11O℃下真空脱水1．5 h后下降到0.03%，可以保证实验顺利进行。
3.3 红外谱图分析（FTIR）3302cm-1附近有氢键结合的-OH伸缩振动；3211cm-1附近有N-H伸缩振动；3036 cm 附近有苯环中C-H伸缩振动，特征是强度比饱和的C-H键弱，但谱带比较尖锐；2871cm-1附近有-CH的C-H伸缩振动；在1700、1730 cm-1附近存在2氨基甲酸酯基团的特征吸收峰；1721cm-1附近有酯基C=0伸缩振动；1597cm-1附近有苯环C—C骨架伸缩振动；1535cm-1附近有N-H变形振动；1413cm-1叫附近有C-H变角振动；1310cm-1和1 223cm-1附近有氨基甲酸酯0=C-O-的C-O伸缩振动1108cm-1附近有C-0-C伸缩振动的强吸收谱带。
异氰酸酯基-N=C=O的反对称伸缩振动在累积双键区2260cm-1附近。
3.4 成膜性聚合物的成膜性和分子量有关，具体到聚氨酯则还和聚氨酯中硬段含量有关，若聚合物的成膜性不佳，可以通过提高硬段含量来提高成膜性能。
此外，要避免反应时水对产物的影响。
也可以通过在扩链阶段添加一定的多羟基化合物来改善成膜性能，同时提高膜的强度。
对于成膜后膜的性能主要考察弹性体硬度、断裂伸长率、拉伸强度和拉伸模量。
4性能比较聚氨酯（Mn=16000g/mol）和聚乙二醇（Mn=16000g/mol）薄膜性能的比较聚合物名称聚氨酯聚乙二醇拉伸性能好差柔韧性很好一般耐水性差差耐疲劳性好差粘接性能好差硬度低低机械性能差差5 参考文献[1]赵德仁张慰盛高聚物合成工艺学，化学工业出版，1996[2] 傅明源孙酣经聚氨酯弹性体及其使用，化学工业出版社，2006[3] 谢富春郭福全影响聚醚型聚氨酯弹性体合成的因素，弹性体，2010—10—25，2O(5)：28~31[4] 张慧波杨绪杰孙向东陈亚东聚氨酯弹性体合成工艺研究，工程塑料使用，2006[5]陈贤苓凝胶色谱法测定聚氨酯分子量及其分布，实验室研究和探索，1990[6] 谢富春朱长春张玉清张应超 PEG型聚氨酯预聚体的研制，化学和粘合，2006[7] 钟一平肖友军聚氨酯弹性体合成研究，南方冶金学院学报，2001-7卢敏0909404119。