CN103061159A - 一种水性热敏合成革贝斯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性热敏合成革贝斯的制备方法，其在水性树脂中添加泡沫稳定剂、增稠剂、热敏剂、pH调节稳定剂、交联剂、水性色浆和填料混合制成水性浆料，通过机械发泡后直接涂覆在经过处理的基布或离型纸上，将涂布或涂纸送入烘道进行热敏凝聚；再将涂层凝聚的涂布或涂纸送入烘道进行干燥，获得结构均一的水性合成革贝斯或离型纸微泡涂层；水性合成革贝斯采用干法转移涂覆即获得水性合成革产品；离型纸微泡涂层再涂覆粘结层，转移到合成革基布上也获得水性合成革产品。该方法制备的合成革微泡涂层，具有结构均匀、一致、无空壳的特点，大幅度地提升了水性合成革的性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种水性热敏合成革贝斯的制备方法，属合成革生产工艺技术领域。
背景技术
合成革作为一种合成高分子复合材料，在人们日常生活中已有广泛应用，传统PU合成革采用所谓的湿法和干法工艺生产，使用溶剂型聚氨酯作为原料在合成革基布上形成微泡涂层和致密涂层获得合成革。传统合成革采用溶剂型聚氨酯树脂生产，聚氨酯树脂中有机溶剂含量达到60％～70％，在生产过程中树脂中有机溶剂的一部分将释放进入大气造成严重的环境污染，同时树脂中的溶剂也会形成严重的火灾及生产过程中的安全风险。由于环境和安全的压力，传统合成革生产工艺走到了尽头，未来所谓的“清洁工艺生产”成为发展方向。传统合成革生产的污染和安全主要是生产过程使用的有机溶剂造成的，因此清洁工艺的核心是采用水性化聚氨酯树脂和无溶剂聚氨酯树脂取代传统溶剂型聚氨酯树脂。
采用水性树脂取代溶剂型树脂用于合成革干法工艺获得致密涂层相对简单，虽然水性树脂与溶剂型树脂的成膜机理有一定的区别，但成膜表现出的过程却几乎没有差异，都表现为分散介质的挥发树脂形成热塑性涂膜，具体施工工艺都可以采用转移涂覆的方式进行，仅需将溶剂型树脂替换为水性树脂即可。
水性合成革清洁工艺的技术难点是通过水性树脂获得合成革中的微泡涂层，如专利ZL201110000313.3，ZL201010607207.7，发明申请201210331044.3采用机械发泡工艺通过机械分散方式将空气以微小气泡形式在泡沫稳定剂的协助下分散在水性树脂中，当机械发泡树脂干燥后，分散在树脂中的气泡保留在干膜涂层中获得微泡涂层。但以上专利公布的方法都存在一个问题，即分散在水性树脂中的微泡在涂膜高温干燥过程中会出现不稳定现象。为了使涂膜快速干燥达到工业化生产的工艺要求，涂膜通常需要在100℃以上干燥，发泡树脂在高温干燥过程中会出现气泡凝聚，气泡上浮和因温度超过水的沸点而产生水分汽化使微泡剧烈膨胀，造成的后果是干燥微泡涂层出现不均匀现象甚至出现因气泡剧烈膨胀而产生空壳现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有微泡涂层且涂层微泡均匀、一致、无空壳现象的水性热敏合成革贝斯的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种水性热敏合成革贝斯的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
1）制备水性浆料：在100份水性树脂中，添加1～10份泡沫稳定剂，1～5份增稠剂，1～5份热敏剂， 0.5～2份pH调节稳定剂，0.5～2份交联剂，1～5份水性色浆，1～5份填料，经混合，制得水性浆料；
上述的份为重量份；
2）机械发泡水性浆料：将上述水性浆料以3升/分钟的速度泵入机械发泡机，并以3升/分钟的速度泵入空气，在发泡机搅拌的条件下，将空气分散在水性浆料中，获得空气体积分数30％～80％，气泡直径在1微米～100微米的发泡浆料；
3）涂覆：将上述发泡浆料直接涂覆在预先用0.1mol/L的CaCl2或Ca(NO3)2水溶液处理并轧干的合成革基布上或涂覆在预涂有致密涂层并已干燥的离型纸上，湿涂膜厚度为100微米～2000微米；
4）热敏凝聚：将上述涂布或涂纸，送入烘道，控制烘道中的温度在80℃～100℃、相对湿度在95％～100％的条件下热敏2～5分钟，以涂层挤压出清水即为完成热敏凝聚；
5）干燥：将上述涂层凝聚的涂布或涂纸，送入烘道，控制烘道中的温度在100℃～160℃、相对湿度在30％～70％的条件下干燥，获得结构均一的水性合成革贝斯或离型纸微泡涂层；
6）水性合成革贝斯采用干法转移涂覆即获得水性合成革产品；离型纸微泡涂层再涂覆粘结层，转移到合成革基布上也获得水性合成革产品。
上述的水性树脂采用水性聚氨酯分散体、水性聚氨酯聚脲分散体、水性聚丙烯酸酯乳液、水性苯丙乳液、水性丁苯乳液或水性丁腈乳液。
上述泡沫稳定剂为硬脂酸胺、高级脂肪酸单甘油酯的硫酸酯钠盐、烷基聚乙二醇硫酸盐、月桂醇硫酸酯钠盐或烷基苯磷酸钠。
上述增稠剂剂为聚氨酯缔合型增稠剂或碱溶胀型丙烯酸增稠剂。
上述热敏剂为一类水溶性热致成酸剂，其在热作用下水解形成酸致使水性树脂凝聚。具体为甲酸羟乙酯、羟基乙酸羟乙酯、乙酰乙酸羟乙酯、甲酸二乙二醇酯、柠檬酸三乙酯或羟基乙酸二乙二醇酯。
上述pH调节稳定剂为三羟甲基氨基甲烷、三乙胺、三乙醇胺、碳酸钠或氨水。
上述交联剂为氮丙啶类交联剂、碳化二亚胺类交联剂、多异氰酸酯类交联剂或环氧类交联剂。
上述水性色浆为水性颜料分散体。
上述填料为超细二氧化硅、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、超细滑石粉、云石粉，木质素粉或聚丙烯粉。
其技术效果是：本发明采用机械发泡的方法在水性树脂中分散微米级气泡，在水性浆料中添加热敏凝聚剂，使得发泡树脂在高温干燥初期造成水性树脂凝聚，固定微泡结构，阻止干燥过程中的气泡凝聚现象产生，凝聚的树脂获得水蒸气通道，使高温干燥过程中形成的水蒸气得以扩散释放，阻止汽化的水蒸气造成微泡膨胀，从而获得结构均匀、一致、无空壳的微泡涂层，大幅度地提升了水性合成革的性能。
具体实施方式
实施例1。一种水性热敏合成革贝斯的制备方法，包括以下工艺步骤：
1）制备水性浆料：取阴离子水性聚氨酯分散体（40％水分散体）100kg，硬脂酸铵（20％水分散体）5 kg，聚氨酯缔合型增稠剂（20％水溶液）3 kg，甲酸羟乙酯3 kg， 三乙胺 0.5 kg，氮丙啶类交联剂0.5 kg，水性色浆5kg，超细二氧化硅3 kg，经混合，制得水性浆料。
2）机械发泡水性浆料：将水性浆料以3升/分钟的速度泵入机械发泡机，并以3 升/分钟的速度泵入空气，在发泡机搅拌的条件下，将空气分散在水性浆料中，获得空气体积分数50％，气泡直径在5微米的发泡浆料。
3）涂覆：将发泡浆料用刮刀直接刮涂在预先用0.1mol/L的CaCl2水溶液处理并轧干的合成革基布上，湿涂膜厚度为200微米。
4）热敏凝聚：将上述涂布送入远红外加热烘道，控制烘道中的温度在90℃、相对湿度在100％的条件下热敏2～5分钟，以涂层挤压出清水即为完成热敏凝聚。
5）干燥：将上述涂层凝聚的涂布送入蒸气加热烘道，控制烘道中的温度在150℃、相对湿度在70％的条件下干燥，获得结构均一的水性合成革贝斯。
6）水性合成革贝斯采用干法转移涂覆即获得水性合成革产品。
实施例2。一种水性热敏合成革贝斯的制备方法，包括以下工艺步骤：
1）制备水性浆料：取水性聚丙烯酸酯乳液100kg，烷基聚乙二醇硫酸盐8 kg，碱溶胀型丙烯酸增稠剂2 kg，乙酰乙酸羟乙酯4kg，碳酸钠1kg，环氧类交联剂1kg，水性色浆2kg，云石粉5kg，经混合，制得水性浆料。
2）机械发泡水性浆料：将水性浆料以3升/分钟的速度泵入机械发泡机，并以3 升/分钟的速度泵入空气，在发泡机搅拌的条件下，将空气分散在水性浆料中，获得空气体积分数70％，气泡直径在2微米的发泡浆料。
3）涂覆：将发泡浆料采用喷涂的方式直接涂覆在预先用0.1mol/L的CaCl2水溶液处理并预涂有致密涂层并已干燥的离型纸上，湿涂膜厚度为150微米。
4）热敏凝聚：将上述涂纸送入远红外加热烘道，控制烘道中的温度在95℃、相对湿度在98％的条件下热敏4分钟，以涂层挤压出清水即为完成热敏凝聚。
5）干燥：将上述涂层凝聚的涂纸送入蒸气加热烘道，控制烘道中的温度在140℃、相对湿度在40％的条件下干燥，获得结构均一的离型纸微泡涂层；
6）离型纸微泡涂层再涂覆粘结层，转移到合成革基布上也获得水性合成革产品。
Claims (9)
1.一种水性热敏合成革贝斯的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
1）制备水性浆料：在100份水性树脂中，添加1～10份泡沫稳定剂，1～5份增稠剂，1～5份热敏剂，0.5～2份pH调节稳定剂，0.5～2份交联剂，1～5份水性色浆，1～5份填料，经混合，制得水性浆料；
上述的份为重量份；
2）机械发泡水性浆料：将上述水性浆料以3升/分钟的速度泵入机械发泡机，并以3升/分钟的速度泵入空气，在发泡机搅拌的条件下，将空气分散在水性浆料中，获得空气体积分数30％～80％，气泡直径在1微米～100微米的发泡浆料；
3）涂覆：将上述发泡浆料直接涂覆在预先用0.1mol/L的CaCl2或Ca(NO3)2水溶液处理并轧干的合成革基布上或涂覆在预涂有致密涂层并已干燥的离型纸上，湿涂膜厚度为100微米～2000微米；
4）热敏凝聚：将上述涂布或涂纸，送入烘道，控制烘道中的温度在80℃～100℃、相对湿度在95％～100％的条件下热敏2～5分钟，以涂层挤压出清水即为完成热敏凝聚；
5）干燥：将上述涂层凝聚的涂布或涂纸，送入烘道，控制烘道中的温度在100℃～160℃、相对湿度在30％～70％的条件下干燥，即获得结构均一的水性合成革贝斯或离型纸微泡涂层；
6）水性合成革贝斯采用干法转移涂覆即获得水性合成革产品；离型纸微泡涂层再涂覆粘结层，转移到合成革基布上也获得水性合成革产品。
2.根据权利要求1所述的一种水性热敏合成革贝斯的制备方法，其特征在于：所述水性树脂采用水性聚氨酯分散体、水性聚氨酯聚脲分散体、水性聚丙烯酸酯乳液、水性苯丙乳液、水性丁苯乳液或水性丁腈乳液。
3.根据权利要求1所述的一种水性热敏合成革贝斯的制备方法，其特征在于：所述泡沫稳定剂为硬脂酸胺、高级脂肪酸单甘油酯的硫酸酯钠盐、烷基聚乙二醇硫酸盐、月桂醇硫酸酯钠盐或烷基苯磷酸钠。
4.根据权利要求1所述的一种水性热敏合成革贝斯的制备方法，其特征在于：所述增稠剂剂为聚氨酯缔合型增稠剂或碱溶胀型丙烯酸增稠剂。
5.根据权利要求1所述的一种水性热敏合成革贝斯的制备方法，其特征在于：所述热敏剂为甲酸羟乙酯、羟基乙酸羟乙酯、乙酰乙酸羟乙酯、甲酸二乙二醇酯、柠檬酸三乙酯或羟基乙酸二乙二醇酯。
6.根据权利要求1所述的一种水性热敏合成革贝斯的制备方法，其特征在于：所述pH调节稳定剂为三羟甲基氨基甲烷、三乙胺、三乙醇胺、碳酸钠或氨水。
7.根据权利要求1所述的一种水性热敏合成革贝斯的制备方法，其特征在于：所述交联剂为氮丙啶类交联剂、碳化二亚胺类交联剂、多异氰酸酯类交联剂或环氧类交联剂。
8.根据权利要求1所述的一种水性热敏合成革贝斯的制备方法，其特征在于：所述水性色浆为水性颜料分散体。
9.根据权利要求1所述的一种水性热敏合成革贝斯的制备方法，其特征在于：所述填料为超细二氧化硅、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、超细滑石粉、云石粉，木质素粉或聚丙烯粉。
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