论文总字数：16149字

摘 要

随着城市化居住条件的提升，人们对建筑物所需保温材料要求越来越高。传统的砖、石、木等材料已经不能满足人们的需求。聚氨酯硬泡保温板材是一种新兴保温材料。由于其具有密度小，隔热、隔音性好，性能稳定等优点，被越来越多的人需要。本文列举了一些关于聚氨酯硬泡材料的性能以及现在的发展情况。通过查找资料主要进行了聚氨酯保温板材配方设计而且安排好了生产步骤，同时还进行了车间的设计以论证一年生产5千立方/年聚氨酯发泡（硬泡）材料生产线的可行性。

关键词：聚氨酯硬泡材料 反应机理 生产工艺 物料衡算

Possibility demonstration about annual production capacity of 5,000 cubic metres rigid polyurethane foam material

Abstract

With the promotion of living condition,people’s demands of heat preservation material which is used in buildings are harder to reach than in the past.Traditional materials such as brick,stone and wood now can’t meet demands of people. Rigid polyurethane foam heat preservation board is a kind of new and developing heat preservation material.Because it has some advantages such as low density,excellent heat and sound insulation and stable performance,it’s needed by many people now.This article listed about some function of rigid polyurethane foam material and the developing situation of it.By searching for infoumation I finished design the prescription of rigid polyurethane foam board and planed every steps,at the same time I also designed the workshop to demonstrate the possibility about annual production capacity of 5,000 cubic metres rigid polyurethane foam material.

Key words: rigid polyurethane foam material; reaction mechanism; production process; material balance

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 前言 1

1.2 聚氨酯硬泡材料的性能特点 3

第二章 聚氨酯硬泡材料的工艺设计 4

2.1 原料的物性参数 4

2.1.1多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI) 4

2.1.2 硅油 5

2.1.3 聚醚多元醇(PMPO) 5

2.1.4 1,1,1,4,4 ,4－六氟丁烯(HFE-1336) 6

2.1.5二甲基环己胺（DMCHA） 7

2.2 聚氨酯硬泡材料的规格性能 7

2.3生产聚氨酯硬泡保温材料工艺流程 8

2.4反应机理 10

第三章 物料衡算 10

3.1 每日所需物料的计算 10

第五章 车间布置设计 13

5.1 车间布置设计的内容和要求 13

5.1.1、车间布置设计的内容 14

5.1.2、车间布置设计的要求 14

5.2 车间布置设计的步骤 14

5.2.1、确定车间的布置形式 14

5.2.2、车间厂房布置设计 15

5.2.3、车间布置设计 15

5.3 车间布置设计的原则 18

5.3.1、车间平面布置原则 18

5.3.2、工艺设备布置原则 18

第六章 三废治理和环境保护 19

参考文献 20

致 谢 20

第一章 绪论

1.1 前言

聚氨酯是目前被应用最广的塑料之一，通过选择不同官能团以及不同分子量的化合物，采用不同的合成工艺，能制备出性能各异、表观形式各样的聚氨酯制品。从非常柔软到十分坚硬的泡沫塑料，形成一个品种多样、性能优异的新型合成材料系列。随着产品相关应用的不断拓展，这类聚合物已成为从工农业生产到航天飞行器，从文体娱乐器械到人们日常的衣、食、住、行等各个领域中必不可少的材料。因此，聚氨酯合成材料已成为近几十年来发展速度最快的材料之一。

聚氨酯的主要用户集中于四个部门，即家具、建筑业、汽车和工业绝热。他们的用量占聚氨酯全部消费的2/3。聚氨酯的主要产品是软质聚氨酯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、半硬质聚氨酯泡沫塑料和非泡沫体聚氨酯材料。

世界聚氨酯工业的发展速度，一直高于全球的经济增长速度 ，在过去的五年中,年均增长率为 6%－ 7 % ，其中北美 4 % 左右 ,欧洲为 8% 左右 ,亚洲 5% ,目前全球聚氨酯年产的总量为900万 t,比上世纪七十年代增长了 9 倍。美国是世界上最大的聚氨酯生产国 ,产量占全球的4 0 % 左右 ,欧洲 占 3 0 % ,亚太地区 占 3 0 % 。在全球的聚氨酯消费市场中,美国占3 2 % 左右 ,欧洲 占3 4 % 左右 ,亚洲 占2 3 % 左右 ,南美占 8% 左右 ,其余占3% 。在美国的聚氨酯制品消费份额中,泡沫制品占7 0 % ,其中软泡为 4 3 % 左右、硬泡为 2 7 % 左右 ,美国的软泡以家具业为主 ,占4 0 % ,其次是运输业 ,占2 3 % 。美国的硬泡市场以建筑业为主 ,占5 5 % ,制冷业占 1 8 % ,保温占 1 0 % ,包装和运输业分别占8% 和 6% ^[1]。

我国聚氨酯硬泡工业起步较晚， 初期其生产原料基本依赖进口， 发展较缓慢。直到 20 世纪 90 年代原料生产设备的引进以及自主生产的实现， 我国聚氨酯硬泡工业才进入快速发展期。近年以来， 我国冷藏保温、太阳能行业、建筑节能、汽车、家具等产业的快速发展， 极大地拉动了聚氨酯硬泡产品的市场需求， 世界范围内聚氨酯硬泡的技术和市场发展中心也逐渐向中国转移。2005 ～ 2010 年我国聚氨酯硬泡市场消费量由 53. 5 万 t 增至 124. 3 万 t，年均复合增长率达到18. 4%， 聚氨酯硬泡已成为我国化工产业发展最快的行业之一。

2012年中国聚氨酯的产销量达到780万t，比2011年增长13.2%，2013年产销量为870万t，比2012年增长11.5%。其中聚氨酯泡沫塑料340万t，氨纶40万t，聚氨酯弹性体70万t（包括CPU、TPU、防水铺装材料等），聚氨酯合成革浆料和鞋底原液230万t，聚氨酯涂料140万t，聚氨酯胶黏剂和密封剂50万t。2007～2013年年均增长率超过11%。聚氨酯产品生产和消费规模稳居世界首位。我国聚氨酯行业经历了高速发展的二十年，玩具、汽车、冷藏集装箱、建材、氨纶、纺织品和合成革浆料等传统聚氨酯下游产业的不断发展，以及城市化进程和基础设施建设的加快，为聚氨酯行业迎来了巨大的市场机遇，产业规模不断扩大，技术创新水平不断提高，产品质量稳定上升，产业升级步伐持续加快。十年间聚氨酯消费量年均增长17%左右，已成为全球最大的消费市场。预计到2016年中国聚氨酯消费总量达到1100万t，约占全球总量的50%，总产值3000多亿元。我国聚氨酯产业已形成了完整的聚氨酯原料和下游产品生产体系，建成了长三角、黄河三角洲、环渤海、珠三角、东北、西南等多个聚氨酯产业聚集区^[2]。

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