CN102312378A - 一种水性聚氨酯干法移膜合成革及其制造方法 - Google Patents

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吕宁华
刘振波
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Abstract

本发明涉及一种水性聚氨酯干法移膜合成革及制造方法，属于合成革及制造方法技术领域。一种水性聚氨酯干法移膜合成革的制造方法，特征：无纺布为骨架的基布→离型纸上涂覆表面层、发泡层和粘结层实现干法移膜→纸革分离或熟化后革纸分离→检验入库。本发明水性聚氨酯干法移膜合成革，与溶剂型聚氨酯比较，产品物理性质相当，符合应用需求，使用环保的水性聚氨酯，产品中不含对环保有害的有机溶剂，生产过程减少了溶剂型产品必需的DMF回收工序，简化生产过程，节能环保，适应了国外对环保型聚氨酯合成革的限制性要求，减少了生产人员需求量，并且减少了对人员的伤害，减少生产成本低，产品市场竞争力强。

Description

一种水性聚氨酯干法移膜合成革及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种水性聚氨酯干法移膜合成革及制造方法，属合成革及制造方法技术领域。 
背景技术
传统的PU合成革生产中，溶剂型聚氨酯树脂作为传统合成革制品基层和面层的基本原料，年需求聚氨酯树脂已经在200万吨以上。其生产过程大多采用甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮（MEK）、乙酸、乙酯和二甲基甲酰胺（DMF）等作为溶剂。溶剂使用量大约占树脂用量的60%以上。干法革生产过程中约50%的溶剂无法回收，将排放到周边空气中，这不仅造成了有机溶剂的大量浪费，还势必会严重影响当地环境，对人体生命健康造成极大的威胁，而且易燃易爆，极易引发火灾等事故。近几年，随着环保法规的逐渐加强，以及国家对节能减排的控制和人们环保意识的增强，加之溶剂的价格随着原油价格的飘升, 消防法规、溶剂法规的制约和要求保护地球环境压力的不断加大。欧共体最新生态标准也将有毒有害的溶剂可适用范围有了新的界定，在有毒有害物残留方面对我国的出口革制品有了更高的要求。这对溶剂型树脂的生产和应用均是巨大的考验。合成革行业必须做出巨大的变革方能有更好的发展前景！低VOC，甚至零VOC、无毒、无污染的新材料水性聚氨酯越来越受人们的重视，有取代溶剂型聚氨酯的趋势，并广泛应用于粘接剂、涂料、纺织、印染、制革等工业领域。目前欧美发达国家已经制定了相关的法规，限制溶剂型聚氨酯的使用及相应产品的进口。水性聚氨酯取代溶剂型聚氨酯已经成为一种必然的趋势。 
发明内容
本发明目的在于改善合成革生产过程中污染，以及满足国内外市场对无污染的聚氨酯干法移膜合成革产品的需求，提供一种环保、高物性的水性聚氨酯干法移膜合成革及其制造方法。 
鉴于上述技术现状，经大量试验研究，最终采取由高物性的合成革基体，并使用一定的表面加工，成功制造出高物性的水性聚氨酯干法移膜合成革。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种水性聚氨酯干法移膜合成革，其特殊之处在于包括自下而上依次相连接的底层1、粘结层2、发泡层3、表面层4。
底层1为以无纺布为骨架的基布底层，粘结层2、发泡层3、表面层4均为聚氨酯材料构成。
上述水性聚氨酯干法移膜合成革的制造方法，特殊之处在于包括以下步骤：
无纺布为骨架的基布 
Figure DEST_PATH_746312DEST_PATH_IMAGE001
离型纸上涂覆聚氨酯表面层、发泡层和粘结层实现干法移膜
Figure DEST_PATH_437056DEST_PATH_IMAGE001
纸革分离或熟化后革纸分离
Figure DEST_PATH_738724DEST_PATH_IMAGE001
检验入库
采用干法移膜工艺即，将已经制备好的水性聚氨酯树脂浆料以一定的厚度均匀地涂于离型纸上，烘干后将形成与离型纸花纹相反花纹的涂膜，然后将发泡层用水性聚氨酯树脂经过发泡机发泡后涂于上述涂膜上并进行烘干，再进一步将粘合层用水性聚氨酯树脂涂于发泡层之上，最后将基布和离型纸上的各层树脂粘合在一起，经烘干后将离型纸和革样直接剥离或经熟化工艺后再将离型纸和革样剥离制得一定花纹的样品，经检验，合格后，按要求包装入库。
采用中波红外烘干实现低温、均匀加热，实现比导热油加热更加节能；
1、基布：选择高物性基布，以满足移膜合成革物性要求；
所述高物性基布是非定岛超细纤维革用基布，定岛超细纤维革用基布，普通涤纶纤维、锦纶纤维或两种纤维按5-95：5-95质量比例混合制成的无纺布为骨架的基布中的任意一种；
更进一步，上述底层1用基布是海岛结构纤维做成的无纺布含浸聚氨酯树脂后经甲苯减量或碱减量后岛组分纤维纤度为0.08丹尼尔的定岛（岛数37岛）尼龙超细纤维基基布，海岛结构纤维做成的无纺布含浸聚氨酯树脂后经甲苯减量后岛组分纤维纤度为0.01-0.0005丹尼尔的非定岛（岛数350-1000岛）尼龙超细纤维基基布，单组份锦纶纤维（纤度为1.3-1.6丹尼尔）、单组份涤纶纤维（纤度为1.3-1.6丹尼尔）或以上单组份锦纶与涤纶两种纤维按5-95：5-95质量比例混合做成的无纺布含浸聚氨酯树脂后制成的基布中的一种。
2、干法移膜
2.1、干法移膜前需先调配所使用的水性聚氨酯树脂浆料，表面层、发泡层、粘结层所使用的水性聚氨酯树脂需分别调配；
干法移膜表面层水性聚氨酯树脂浆料体系调配如下：按照重量份数，水性聚氨酯树脂100份，水性色浆0-15份或颜料0-30份，促剥离剂0-2份，流平剂0-10份，消泡剂0-10份，增稠剂0-10份，交联剂0-10份，防粘剂0-10份；促剥离剂不同厂家的商品名称各不相同，如ACR、BYK-9565、PS-1253等。
干法移膜发泡层水性聚氨酯树脂浆料体系调配如下：按照重量份数，水性聚氨酯树脂100份，水性色浆0-15份或颜料0-5份，流平剂0-10份；
干法移膜粘结层水性聚氨酯树脂浆料体系调配如下：按照重量份数，水性聚氨酯树脂100份，水性色浆0-10份或颜料0-5份，架桥剂0-12份，架桥促进剂0-15份。其中架桥剂和架桥促进剂不同厂家的商品名称各不相同，如AccCL-HM、 NX、DAC-88H、AS-78H等。
2.2、干法移膜前，要做好下列相应的准备工作：
2.2.1调配好的PU（聚氨酯）浆料经多次充分过滤，除去浆料中的杂质；
2.2.2离型纸经过的辊上用收缩膜或软质发泡布等包辊，尽量减少离型纸的划伤；
2.2.3输料器具泵等要彻底清理，不得有杂质及其他物料污染。
2.3、干法移膜工艺技术指标：速度：4-8m/min ，温度：100-150℃，每段烘箱后均设通循环水的冷却辊，刮刀间隙：0.08-0.18mm，革纸贴合后要两段烘箱烘干，并且第一段烘箱烘干后设立一个辊式干燥的干燥辊。
3、熟化、纸革分离
需要熟化的产品在干法移膜后将纸革一起卷取送入熟化室进行熟化，熟化条件为：温度40-120度，时间30-80小时；从熟化室中取出革卷时，须完全凉透才能进行纸革分离。
本发明的水性聚氨酯树脂干法移膜造面工艺的创新之处在于：
A、表面层、发泡层和粘结层水性聚氨酯树脂在涂覆于离型纸上后采用中波红外烘干，实现低温、均匀加热，实现比导热油加热更加节能；
B、发泡层的形成采用发泡用水性聚氨酯树脂通过螺杆式发泡剂（比如上海腾基生产的发泡剂）机械发泡，然后立即涂覆于离型纸上的表面层水性聚氨酯膜上，从而确保水性聚氨酯合成革具有丰满感和良好的通透性；
C、最后将粘结层用水性聚氨酯树脂涂覆于发泡层上并与基布粘合在一起，将离型纸和革样剥离或熟化后剥离制得一定花纹的样品，经检验，合格后，按要求包装入库。
 附图说明
图1：本发明一种水性聚氨酯干法移膜合成革的结构示意图。
 具体实施方式
以下给出本发明具体实施方式，用来对本发明的构成进行进一步说明。
实施例1
 一种水性聚氨酯干法移膜合成革，包括自下而上依次相连接的底层1、粘结层2、发泡层3、表面层4，底层1为以无纺布为骨架的基布底层，粘结层2、发泡层3、表面层4均为聚氨酯材料构成。
一种水性聚氨酯干法移膜合成革的制造方法，包括以下工艺流程：
 无纺布为骨架的基布
Figure DEST_PATH_99299DEST_PATH_IMAGE001
离型纸上涂覆聚氨酯表面层、发泡层和粘结层实现干法移膜
Figure DEST_PATH_424101DEST_PATH_IMAGE001
纸革分离或熟化后革纸分离
Figure DEST_PATH_793902DEST_PATH_IMAGE001
检验入库
1、基布：选择高物性基布，以满足移膜革物性要求；
底层1用基布是海岛结构纤维做成的无纺布含浸聚氨酯树脂后经甲苯减量或碱减量后岛组分纤维纤度为0.08丹尼尔的定岛（岛数37岛）尼龙超细纤维基基布，海岛结构纤维做成的无纺布含浸聚氨酯树脂后经甲苯减量后岛组分纤维纤度为0.01-0.0005丹尼尔的非定岛（岛数350-1000岛）尼龙超细纤维基基布，单组份锦纶纤维（纤度为1.3-1.6丹尼尔）、单组份涤纶纤维（纤度为1.3-1.6丹尼尔）或以上单组份锦纶与涤纶两种纤维按5-95：5-95质量比例混合做成的无纺布含浸聚氨酯树脂后制成的基布中的一种。
2、干法移膜
2.1、干法移膜前需先调配所使用的水性聚氨酯树脂浆料，表面层、发泡层、粘结层所使用的水性聚氨酯树脂需分别调配；
干法移膜表面层水性聚氨酯树脂浆料体系调配如下：按照重量份数，水性聚氨酯树脂100份，水性色浆15份，促剥离剂0.5份，流平剂3份，消泡剂1份，增稠剂5份，防粘剂1份；
干法移膜发泡层水性聚氨酯树脂浆料体系调配如下：按照重量份数，水性聚氨酯树脂100份，水性色浆10份，流平剂0.3份；
干法移膜粘结层水性聚氨酯树脂浆料体系调配如下：按照重量份数，水性聚氨酯树脂100份，架桥剂4份，架桥促进剂3份；
水性色浆或颜料可以根据产品的颜色确定，例如生产黑色品种，表面层和粘结层中可以加入炭黑或聚氨酯树脂黑色浆；生产白色品种时，表面层和粘结层中可以加入钛白粉或聚氨酯树脂白色浆。
基布：采用海岛结构纤维做成的无纺布含浸聚氨酯树脂后经甲苯减量或碱减量后岛组分纤维纤度为0.08丹尼尔的定岛（37岛）尼龙超细纤维基基布。
三种树脂调配均采用中低速搅拌，转速控制在500转；发泡层树脂调配好之后必须经过发泡剂现场发泡并立即涂覆于表面层之上，粘结层用料必须在2小时内用完，否则不能使用。
2.2、干法移膜前，要做好下列相应的准备工作：
2.2.1调配好的PU（聚氨酯）浆料经多次充分过滤，除去浆料中的杂质；
2.2.2离型纸经过的辊上用收缩膜或软质发泡布等包辊，尽量减少离型纸的划伤；
2.2.3输料器具泵等要彻底清理，不得有杂质及其他物料污染。
2.3、干法移膜工艺技术指标：速度：4-8m/min ，温度：100-150℃，每段烘箱后均设通循环水的冷却辊，刮刀间隙：0.08-0.18mm，革纸贴合后要两段烘箱烘干，并且第一段烘箱烘干后设立一个辊式干燥的干燥辊。
3、熟化、纸革分离
需要熟化的产品在干法移膜后将纸革一起卷取送入熟化室进行熟化，熟化条件为：温度40度，时间30小时；从熟化室中取出革卷时，须完全凉透才能进行纸革分离。
 实施例2
本实施例一种水性聚氨酯干法移膜合成革的制造方法与实施例1区别在于：
干法移膜表面层水性聚氨酯树脂浆料体系调配如下：按照重量份数，水性聚氨酯树脂100份，水性色浆10份或颜料5份，促剥离剂2份，流平剂10份，消泡剂10份，增稠剂10份，防粘剂10份；
干法移膜发泡层水性聚氨酯浆料体系调配如下：按照重量份数，水性聚氨酯树脂100份，水性色浆15份或颜料5份，流平剂10份；
干法移膜粘结层水性聚氨酯树脂浆料体系调配如下：按照重量份数，水性聚氨酯树脂100份，水性色浆10份，架桥剂12份，架桥促进剂15份。
需要熟化的产品在干法移膜后将纸革一起卷取送入熟化室进行熟化，熟化条件为：温度85度，时间80小时；从熟化室中取出革卷时，须完全凉透才能进行纸革分离。
注意：三种树脂调配均采用中低速搅拌，转速控制在500转；发泡层树脂调配好之后必须经过发泡剂现场发泡并立即涂覆于表面层之上，粘结层用料必须在2小时内用完，否则不能使用。
实施例3
本实施例一种水性聚氨酯干法移膜合成革的制造方法与实施例1区别在于：
基布：采用海岛结构纤维做成的无纺布含浸聚氨酯树脂后经甲苯减量岛组分纤维纤度为0.005丹尼尔的非定岛（约800岛）尼龙超细纤维基基布。
干法移膜表面层水性聚氨酯树脂浆料体系调配如下：按照重量份数，水性聚氨酯树脂100份，颜料30份，交联剂10份；
干法移膜发泡层水性聚氨酯浆料体系调配如下：按照重量份数，水性聚氨酯树脂100份，颜料3份；
干法移膜粘结层水性聚氨酯树脂浆料体系调配如下：按照重量份数，水性聚氨酯树脂100份，颜料5；       
注意：三种树脂调配均采用中低速搅拌，转速控制在500转；发泡层树脂调配好之后必须经过发泡剂现场发泡并立即涂覆于表面层之上。
使用半干贴合的方式，贴合、烘干后直接分离。
所述流平剂为：拜耳公司的1115，消泡剂为：拜耳公司的无硅消泡剂WK，增稠剂为：锐泽化工公司的XXK，防粘剂为: BAYER公司的9565，架桥剂为:锐泽化工公司的AccCL-HM，架桥促进剂牌号：巴斯夫公司的NX，促剥离剂牌号为：毕克化学公司的9565。
以上实施例的水性聚氨酯干法移膜合成革，生产工艺大大简化，生产过程不使用有机溶剂，最大程度减少环境污染，工作环境大为改善，产品不含有毒溶剂残留，性能优越，表面层进行技术改进，有效的开发原来的溶剂型聚氨酯合成革不具备的使用价值，使用该技术，拓宽了合成革开发的技术路线，不使用有机溶剂，适应了环保要求，降低的产品成本，以及对聚氨酯合成革厂的环保限制，具有广阔的推广和应用前景。

Claims (8)

1.一种水性聚氨酯干法移膜合成革，其特征在于包括自下而上依次相连接的底层（1）、粘结层（2）、发泡层（3）、表面层（4），底层（1）为以无纺布为骨架的基布底层，粘结层（2）、发泡层（3）、表面层（4）均为聚氨酯材料构成。
2.权利要求1所述水性聚氨酯干法移膜合成革的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
无纺布为骨架的基布                                                
Figure 142799DEST_PATH_IMAGE001
离型纸上涂覆聚氨酯表面层、发泡层和粘结层实现干法移膜
Figure 25304DEST_PATH_IMAGE001
纸革分离或熟化后纸革分离
Figure 315471DEST_PATH_IMAGE001
     检验入库
即，将已经制备好的水性聚氨酯树脂浆料均匀地涂于离型纸上，烘干后将形成与离型纸花纹相反花纹的涂膜，然后将发泡层用水性聚氨酯树脂经过发泡机发泡后涂于上述涂膜上并进行烘干，再进一步将粘合层用水性聚氨酯树脂涂于发泡层之上，最后将基布和离型纸上的各层树脂粘合在一起，经烘干后将离型纸和革样直接剥离或经熟化工艺后再将离型纸和革样剥离制得一定花纹的样品，经检验合格后，按要求包装入库。
3.按照权利要求2所述的一种水性聚氨酯干法移膜合成革的制造方法，其特征在于
（1）、基布：选择高物性基布，以满足移膜合成革物性要求；
所述高物性基布是非定岛超细纤维革用基布，定岛超细纤维革用基布，普通涤纶纤维、锦纶纤维或两种纤维按5-95：5-95质量比例混合制成的无纺布为骨架的基布中的任意一种；
（2）、干法移膜
干法移膜前需先调配所使用的水性聚氨酯树脂浆料，表面层、发泡层、粘结层所使用的水性聚氨酯树脂分别调配；
干法移膜工艺技术指标：速度：4-8m/min ，温度：100-150℃，每段烘箱后均设通循环水的冷却辊，刮刀间隙：0.08-0.18mm，革纸贴合后要两段烘箱烘干，并且第一段烘箱烘干后设立一个辊式干燥的干燥辊；
（3）、熟化、纸革分离
需要熟化的产品在干法移膜后将纸革一起卷取送入熟化室进行熟化，熟化条件为：温度40-120度，时间30-80小时；从熟化室中取出革卷时，须完全凉透才能进行纸革分离。
4.按照权利要求3所述的一种水性聚氨酯干法移膜合成革的制造方法，其特征在于底层（1）用基布是海岛结构纤维做成的无纺布含浸聚氨酯树脂后经甲苯减量或碱减量后岛组分纤维纤度为0.08丹尼尔的定岛（岛数37岛）尼龙超细纤维基基布，海岛结构纤维做成的无纺布含浸聚氨酯树脂后经甲苯减量后岛组分纤维纤度为0.01-0.0005丹尼尔的非定岛（岛数350-1000岛）尼龙超细纤维基基布，单组份锦纶纤维（纤度为1.3-1.6丹尼尔）、单组份涤纶纤维（纤度为1.3-1.6丹尼尔）或以上单组份锦纶与涤纶两种纤维按5-95：5-95质量比例混合做成的无纺布含浸聚氨酯树脂后制成的基布中的一种。
5.按照权利要求3所述的一种水性聚氨酯干法移膜合成革的制造方法，其特征在于
干法移膜造面工艺：
A、表面层、发泡层和粘结层水性聚氨酯树脂在涂覆于离型纸上后采用中波红外烘干；
B、发泡层的形成采用发泡用水性聚氨酯树脂通过螺杆式发泡剂机械发泡，然后立即涂覆于离型纸上的表面层水性聚氨酯膜上；
C、最后将粘结层用水性聚氨酯树脂涂覆于发泡层上并与基布粘合在一起。
6.按照权利要求3所述的一种水性聚氨酯干法移膜合成革的制造方法，其特征在于
干法移膜表面层水性聚氨酯树脂浆料体系调配如下：按照重量份数，水性聚氨酯树脂100份，水性色浆0-15份或颜料0-30份，促剥离剂0-2份，流平剂0-10份，消泡剂0-10份，增稠剂0-10份，交联剂0-10份，防粘剂0-10份。
7.按照权利要求3所述的一种水性聚氨酯干法移膜合成革的制造方法，其特征在于干法移膜发泡层水性聚氨酯树脂浆料体系调配如下：按照重量份数，水性聚氨酯树脂100份，水性色浆0-15份或颜料0-5份，流平剂0-10份。
8.按照权利要求3所述的一种水性聚氨酯干法移膜合成革的制造方法，其特征在于干法移膜粘结层水性聚氨酯树脂浆料体系调配如下：按照重量份数，水性聚氨酯树脂100份，水性色浆0-10份或颜料0-5份，架桥剂0-12份，架桥促进剂0-15份。
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