人造革清洁生产关键材料及技术PPT课件.ppt

人造革清洁生产关键材料及技术 2011年7月 四川大学合成革研究中心陈意博士 2011中国PVC人造革技术与市场论坛 1 内容提要 1 四川大学制革专业简介2 人造革的污染3 人造革清洁生产技术及关键材料4 四川大学研究工作进展5 四川大学合成革研究中心简介 2 1 四川大学制革专业简介 1952年张铨教授筹建四川化工学院 皮革 毛皮及鞣皮剂专业 1954年四川化工学院与川大工学院合并时更名为 皮革专业 1957年开始招收皮革副博士研究生1981年获硕士学位授权1984年教育部批准成立 皮革研究室 1985年创建 皮革机械专门化 方向1986年获博士学位授权 建立皮革工程系和皮革研究所1988年 皮革化学与工程 学科被评为国家重点学科 创办 皮革科学与工程 杂志1991年获准成立 皮革工程国家专业实验室 3 1994年获准成立 轻工技术与工程 博士后流动站 成立 教育部皮革工程研究中心 1997年获准列入 211工程 重点建设学科2000年获准成立 皮革化学与工程教育部重点实验室 2001年获准 轻工技术与工程 领域工程硕士授权2002年 皮革化学与工程 学科再次被评为国家重点学科2003年增设 发酵工程 硕士点2004年创办 轻工生物技术 本科专业 增设 皮革商贸 和 革制品设计 本科培养方向 皮革工程系 更名为 生物质与皮革工程系 2005年 轻工技术与工程 学科获一级学科博士学位授予权 皮革化学与工程 学科被评为国家 985工程 创新平台 1 四川大学制革专业简介 4 2008年6月国家发改委批准成立 制革清洁技术国家工程实验室 2011年5月四川大学校长谢和平院士特批成立 四川大学合成革研究中心 1 四川大学制革专业简介 5 全日制本科 成人教育及专科 专业设置 欢迎报考或前来招聘 6 2 人造革的污染 7 涂布法工艺的主要污染 溶剂性PU胶 固含量30 使用量 80 100g m2溶剂的排放量 56 70g m2溶剂性聚氨酯或丙烯酸树脂溶剂种类 丁酮 甲苯 环己酮 DMF使用量 30 40g m2固含量 20 25 固含量 20 25 左右 8 压延法工艺的主要污染 1 增塑剂DOP的毒性台湾有毒塑化剂事件DOP的挥发 静电回收 每条生产线尚有1 32t y的排放 2 替代型增塑剂的挥发闪点低 多在190 以下 密炼 开炼 发泡过程中易挥发 最多是损失20 3 PVC分解密炼 开炼 发泡过程中PVC分解 HCl等气体 4 表处剂中溶剂的无序排放溶剂性聚氨酯或丙烯酸树脂溶剂种类 丁酮 甲苯 环己酮 DMF使用量 30 40g m2 固含量20 一中型企业月使用量250吨 9 3 人造革清洁生产技术及关键材料 1 开发环境友好 耐迁移 高闪点的增塑剂 2 开发水性背衬胶 3 开发半PU革用水性PU替代溶剂型PU 4 开发水性表处剂 高光 消光 效应等 5 与水性材料配伍的水性助剂 清洁生产技术集成 生态型人造革 10 4 四川大学合成革研究中心研究工作进展 主要研究工作 1 环境友好型增塑剂 2 水性PVC 半PU背衬聚氨酯贴合胶 3 水性PVC革表处剂及表处技术 4 水性PVC革改色 增色技术 5 低能耗人造革制造技术 11 4 1环境友好型增塑剂的开发 增塑剂用量160万吨 年增塑剂要求 1 环境友好 无毒 2 增塑效率高 3 闪点高 210 4 环氧值高 耐迁移 DOP是最好的增塑剂 但缺点 致癌 美国FDA证明 欧盟限用 价格高 12 常见替代型增塑剂 特点 其增塑性和耐迁移性好 但凝固点偏高 20 1 氯化石蜡优点 价格优势缺点 耐迁移性差 破坏臭氧层 欧盟禁用表观 革面冒白霜 发脆 2 柠檬酸三酯优点 环保缺点 闪点低 186 增塑效率低 耐迁移性中等 3 多元醇苯甲酸酯 8611 13 4 环氧类增塑剂 a 环氧大豆油优点 环境友好 特点 环氧值 6 耐迁移性好多适合压延法滋生霉菌b 环氧脂肪酸甲酯特点 环氧值 4 0 时耐迁移性较好 地沟油 榨油厂边角油的环氧值 2 0 耐迁移性差耐迁移性整体较差 闪点偏低多用于涂布法滋生霉菌 14 环氧值 耐迁移性与经验替代度的关系 替代度 替代增塑剂在所有增塑剂中的百分含量 15 310增塑剂 图1增塑剂的环氧值 析出率 耐迁移性 和时间的关系 增塑剂不耐迁移会 1 会表面析出 2 影响背衬胶的粘接牢度 3 影响手感和成革寿命 16 闪点216 环氧值 3 5 具有较好的耐迁移性和增塑效率 环氧菜籽油脂肪酸苄酯和DOP在二甲苯的迁移 川大合成革研究中心范浩军课题组开发的环氧脂肪酸苄酯 17 四川大学合成革研究中心雷景新教授课题组 柠檬酸三酯增塑剂特点 环境友好 用于前景广阔 用途 1 替代DOP 用于食品包装袋 食品包装膜的制造 2 用于人造革制造 闪点偏低 支化度高 不易塑化 18 4 2水性PVC 半PU革背衬贴合胶 背衬胶的要求 适合低能界面的粘接耐水 耐溶剂耐增塑剂迁移手感柔软粘接力 3kg 3cm 19 四川大学合成革研究中心开发09年3月在浙江德美博士达高分子材料有限公司正式投产用途 1 用于人造革 半PU革的背衬贴合 2 静电植绒 特点 价格便宜 不燃 绿色环境 节能 施胶方便 耐水 耐迁移 粘接力高已在丽水水阁工业区的11家人造革企业 温州 安徽 福鼎 江苏的部分人造革企业获推广应用 在丽水水阁工业区销售量达到2000吨 年以上 德美博士达公司的水性背衬胶 20 4 3水基人造革表处剂的开发 技术关键 油性材料表面张力低 特别是PVC人造革底基 含有大量增塑剂 表面张力更低水性聚氨酯表面张力高 导致二者之间的界面张力差异大存在界面粘接不牢固 再涂性差等缺陷特别是PVC革水性表处剂 如何降低界面张力提高水性表处剂的铺展和粘接问题 是其技术关键 21 四川大学合成革研究中心 德美博士达公司与佛山市新伟星塑料有限公司合作 经过2年多的努力 目前已成功开发出了适合人造革 半PU革表处的水性表处剂特点 对增塑剂用量不同的PVC表面均有良好的润湿和铺展能力 涂层与PVC层粘接牢固 目前已进入批量应用阶段最近 德美博士达公司又推出了适合半PU革和人造革水性改色树脂 具有流平性好 粘接牢固等特点 22 4 4关键水性助剂的开发 对浆料的润湿性 流平性 展色性 离板性 再涂性 上浆速度等提出了较高要求 而这些性能与相关助剂密不可分水性增稠剂 流平剂 润湿剂 消泡剂 交联剂等亟待开发其它助剂 滑爽剂 滑蜡手感剂 特种展色手感剂 粉感材料 雾黑材料 焦感材料 垂感材料 柔软材料 真皮用特种收缩材料 雾蜡材料 变色材料 湿蜡感材料 绒感材料 抛光材料 消光材料 热变色材料 23 潮流及效应革助剂 缺乏皱纹 龟裂 革 摔纹革 擦色效应革 消光革 珠光革 荧光效应革 珠光擦色效应革 仿旧效应革 水晶革 仿打光 磨砂效应革 蜥革 变色革 绒面革等效应革水性材料如各种雾面 亮面 绒感 腊感 粉感 涩感等表处剂 各种变色 龟裂 疯马 透气 吸水 抛光 擦色 烫焦等特殊树脂效应革材料与水性材料的配伍性 24 4 5低能耗人造革制造技术 川大合成革研究中心吴志华 范浩军教授课题组完成 传统工艺 AC 发泡温度 200 25 AC的DSC分解曲线 峰值是213 6 AC热分解是放热反应 放热量为176 1J g 一是能耗高 二是会导致PVC在发泡温度前热降解 产生HCl等有毒气体 AC发泡剂 26 经改性后AC发泡剂的DSC曲线图 改性后的AC发泡剂发泡温度可控制在160 170 符合涂布法低温发泡工艺要求 27 发泡温度在180 190 之间 经改性后AC发泡剂的DSC曲线图 符合涂压延法低温发泡工艺要求发泡温度区间相对较宽 发泡气量相对均匀 目前已在江苏 广东等地推广 28 5 四川大学合成革研究中心简介 成立背景 我国已成为世界合成革 人造革第一生产大国 但我国合成革产业的发展始于80年代 相关人才培养和科研机构的设置严重滞后 目前国内尚没有一所高校设置有合成革本科专业 也没有专门的科研单位从事合成革研究工作这种状况制约了国家对行业共性关键技术组织科研攻关 与我国合成革产业大国地位极不相称 29 四川大学皮革学科在国内外享有盛名近10年来一直关注我国合成革领域的科学研究和人才培养问题为了进一步发挥我校皮革和高分子材料学科的交叉优势 均为211和985重点建设学科 适应产业发展的重大需求 经中国工程院石碧院士提请 四川大学校长谢和平院士特批 2011年5月 四川大学合成革研究中心 正式成立 标志着我国第一家专业从事人造革 合成革研究的科研机构诞生目前 有各类分析设备300余台 固定设备投资7400万元 有工程院院士1名 教授 研究员17人 30 31 32 重点研究方向 合成革清洁生产关键材料及技术 低能耗人造革 合成革制造技术 合成革废水 废气 废渣循环利用技术 生态及高物性合成革制造技术 超纤制造技术 33 预期建设的目标 通过研究和开发 为行业提供先进的 清洁的人造革 合成革制造新技术 为行业提供各类高级技术人才 每年争取进校科研经费800万 1000万 年 申请国家发明专利5 10