一种用于制备聚氨酯人造革的凝固槽制造技术

本实用新型专利技术涉及聚氨酯人造革（ＰＵ）的制造领域，更具体地说，本实用新型专利技术涉及用于制备聚氨酯人造革的凝固槽。该凝固槽包括在内部具有运送导辊组的第一凝固槽和位于基布入口处的辊，其特征在于还具有第二凝固槽，该第二凝固槽包括进口和出口，其中，所述进口为脱盐水的入口，所述辊位于第二凝固槽的进口处，该第二凝固槽的出口位于第一凝固槽的外壁和导辊组之间。使用本实用新型专利技术的凝固槽制备的聚氨酯人造革的发泡效果好，因而弹性好、手感好。此外，使用本实用新型专利技术的凝固槽制备人造革时，最终高浓度的ＤＭＦ溶液被送往回收区回收，从而节省了大量的能源费用。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚氨酯人造革(PU)的制造领域，更具体地说，本专利技术涉及用于制备聚氨酯人造革的凝固槽。该凝固槽包括在内部具有运送导辊组的第一凝固槽和位于基布入口处的辊，其特征在于还具有第二凝固槽，该第二凝固槽包括进口和出口，其中，所述进口为脱盐水的入口，所述辊位于第二凝固槽的进口处，该第二凝固槽的出口位于第一凝固槽的外壁和导辊组之间。根据本专利技术，在制备人造革时，涂覆了聚氨酯工作浆的基布首先进入含有低浓度DMF(N，N-二甲基甲酰胺)水溶液的第二凝固槽中进行快速凝固，然后进入含有高浓度的DMF水溶液的第一凝固槽进行DMF的扩散。使用本专利技术的凝固槽制备的聚氨酯人造革的发泡效果好，因而弹性好、手感好。此外，使用本专利技术的凝固槽制备人造革时，最终高浓度的DMF溶液被送往回收区回收，从而节省了大量的能源费用。
技术介绍
聚氨酯人造革(PU革)是当今应用十分广泛的材料，它的出现替代了大量的天然皮革，主要应用于鞋类、服装、箱包、家俱等许多方面，近10年来在国内发展十分迅速，目前的国内聚氨酯湿法生产线已有四百条以上，年产量已达几亿平方米。湿法聚氨酯PU革生产的凝固过程是在DMF(N，N-二甲基甲酰胺)水溶液中进行的，盛有DMF水溶液的凝固槽是湿法成膜的唯一场所，当基布上涂覆了聚氨酯的工作浆进入DMF水溶液后，随着DMF不断扩散到水中，聚氨酯会凝固成膜，经过水洗、烘干，就形成了湿法半成品，经过贴面、后处理等一系列工序，就成为了聚氨酯人造革成品。湿法聚氨酯工作浆是用聚氨酯树脂、DMF、助剂、色浆、填充料等混合而成，其中DMF所占的比重最大，约占工作浆重量的75％，当配制好的聚氨酯工作浆涂覆于基布或无纺布上后，迅速进入盛有大量DMF水溶液的凝固槽中，因工作浆中含有大量的DMF，同时由于DMF与水分子间有良好的氢键作用，因此，大量的DMF迅速与水分子结合扩散到水溶液中，由于聚氨酯是高分子材料制成，能溶解于DMF，当工作浆中的DMF分子不断失去，同时水分子不断渗入，聚氨酯高子将会“析出”并由于范德华力的作用而聚集在一起，从宏观上固化成膜，在成膜过程中，由于DMF分子与水分子的相互交换的双扩散过程进行，留下了大量交换的通道，因而膜的内部形成大量的微孔，这种微孔使人造革具有良好的弹性和透气性。由于聚氨酯工作浆(简称PU浆)中DMF不断扩散到凝固槽中，所以为保持凝固槽DMF的浓度恒定，必需持续地加入脱盐水，同时把多余的DMF水溶液持续打往DMF回收区进行回收，回收出的DMF再循环使用。当聚氨酯在DMF水溶液中凝固时，凝固槽中DMF水溶液的浓度不同，聚氨酯工作浆中的DMF往水中的水溶液中的扩散速度是不同的，一般来说凝固槽的DMF水溶液浓度越低，聚氨酯工作浆中的DMF往水中扩散的推动力就越大，扩散的速度就越快，凝固时间相对缩短，内部形成的微孔就比较大，手感好，弹性强，俗称发泡比较好，此时，工作浆的消耗也比较低。相反，如果凝固槽中的DMF水溶液浓度较高，则DMF与水的交换速度慢，凝固之后形成的微孔比较致密，手感死板，耗浆量大，所以在湿法人造革生产时，一般采用的浓度是15％-20％，浓度过高时，产品的品质将大大下降。聚氨酯工作浆在凝固的时候，与凝固槽容积的大小没有关系，只与凝固时的浓度及温度有直接的关系，这也是本专利技术的凝固槽得以实用的基础。传统的凝固槽是一个整体的体积庞大的凝固槽，内部设有许多导辊，涂覆的聚氨酯工作浆进入凝固槽后由导辊托着运行，同时进行DMF与水的交换过程，凝固槽内的浓度为15-20％，涂有聚氨酯工作浆的基布在入凝固槽内，在DMF与水的交换没有进行完全时，涂覆层不能与导辊的正面接触，这样才不至于在聚氨酯未凝固时将内部的结构破坏，厚度在0.8mm的产品，在25℃时凝固时间需要2分50秒钟。在产品凝固初期，由于开始DMF的浓度很大，所以进入凝固槽内的DMF扩散最快，在入凝固槽的涂覆层周围的DMF浓度较高区域，阻碍水分子进入涂覆层内部与DMF交换，如果此时凝固槽的浓度越高，水与DMF的交换速度就越慢，涂覆层在凝固槽内的凝固时间就越长，内部形成的泡孔结构就越小，在达到同等厚度时，所耗费的工作浆量就会增加。本专利技术的凝固槽的原理就是利用了PU工作浆在低浓度的区内可以快速凝固，此时DMF还没有完全交换出来，待进入高浓度区时，DMF继续扩散到水中，特别经过反转轮时，产品的正面接触辊筒被挤压，此时DMF的扩散量最大，因此高浓度区仍然是DMF扩散最多的地方，这种高浓度的DMF溶液送往回收区回收，节省了大量的能源费用。传统凝固槽的凝固路线如图1所示。从传统的凝固槽的流程图可以看出，整个凝固槽的浓度均衡，产品的凝固过程几乎是在同一浓度下进行的，所以为了保证产品的内部发泡效果，凝固槽的DMF水溶液浓度只能保持在15％-20％。目前，还没有能够克服传统凝固槽的上述缺点的新型凝固槽。湿法PU革的生产过程中会产生大量的DMF水溶液，这些水溶液经过DMF回收装置将DMF重新回收出来再利用，过去人们知道DMF水溶液浓度的不同，回收中所耗费的能量是不同的，但是没有进行理论上的计算，本专利技术通过对于实际生产中的不同浓度的DMF溶液回收所消耗能量的比较，很好地回答了这个问题，对生产过程中DMF水溶液浓度的控制有一定的指导意义。DMF溶液是湿法PU革生产过程中所产生的废液，这部分产生的废液送往DMF回收工段去进行回收，将DMF与水通过精馏的方式分开，并将得到的纯DMF送回车间循环使用，分离出的水一般送入冷水塔作为补充循环水使用或经过脱胺后送回车间作为脱盐水使用。从生产革的角度来说，产品在凝固槽中凝固时，DMF水溶液的浓度越低越好，因为这样可以有利于凝固时，PU工作浆中的DMF尽快扩散到凝固槽中去，缩短产品的凝固时间，有利于生产速度的提高，DMF溶液浓度低，聚氨酯凝固后的皮膜内部形成的微孔比较大，因而弹性好，手感好，特别是生产牛巴类的磨绒产品，DMF水溶液的浓度过高，直接影响到皮膜内部的微孔成形，以至于产品最终无法磨绒。当然，除了与凝固槽的浓度有关外，凝固槽的湿度，工作浆的配比及其中使用的助剂等许多因素对产品的内部微孔均有影响。一般来说，生产时DMF水溶液的浓度在15-25％的范围内的比较正常的，浓度再提高对产品的品质有一定的影响。从DMF回收的角度来说，DMF水溶液的浓度越高越好，这样可以大大节省能源，提高生产效率，这样便形成了一对矛盾，本专利技术就DMF水溶液浓度的不同，所需要的汽化热进行一下比较，就可以解释为什么DMF浓度的提高到回收区的节省十分有利。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于制备聚氨酯人造革的凝固槽。本专利技术的专利技术人通过提供一种在制备聚氨酯人造革时将快速凝固区与DMF扩散区分隔开的凝固槽，从而解决了现有技术中存在的聚氨酯发泡效果不佳、成本高和DMF溶液回收率低的问题。本专利技术提供了一种用于制备聚氨酯人造革的凝固槽，该凝固槽包括在内部具有导辊组4的第一凝固槽和位于基布入口处的辊5，其特征在于还具有第二凝固槽，该第二凝固槽包括进口和出口，其中，所述进口为脱盐水的入口3，所述辊5位于第二凝固槽的进口处，该第二凝固槽的出口位于第一凝固槽的外壁和导辊组之间。对于本专利技术的凝固槽，其中所述第二凝固槽位于第一凝固槽外。对于本专利技术的凝固槽，其中所述第二凝固槽位于第一凝固槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备聚氨酯的凝固槽，该凝固槽包括在内部具有导辊组的第一凝固槽和位于基布入口处的辊，其特征在于还具有第二凝固槽，该第二凝固槽包括进口和出口，其中，所述进口为脱盐水的入口，所述辊位于第二凝固槽的进口处，该第二凝固槽的出口位于第一凝固槽的外壁和导辊组之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏鹏程，
申请(专利权)人：魏鹏程，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]