CN104911923A - 一种采用无溶剂聚氨酯复合发泡技术生产二层移膜革的工艺 - Google Patents

一种采用无溶剂聚氨酯复合发泡技术生产二层移膜革的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及皮革技术领域，涉及一种采用无溶剂聚氨酯复合发泡技术生产二层移膜革的工艺，包括以下步骤：(1)采用喷涂机，在剖层革(又称二层坯革)表面喷涂三乙醇胺水溶液，干燥后得到预处理的剖层革；(2)采用辊涂机，在预处理后的剖层革表面辊涂无溶剂聚氨酯发泡浆料，然后进入烘箱固化形成无溶剂聚氨酯发泡层；(3)采用喷涂机，在无溶剂聚氨酯发泡层上喷涂水性聚氨酯面层浆料，干燥后经过压花和摔软，得到二层移膜革。该生产工艺能够替代二层移膜革的溶剂法生产工艺，不仅能够消除溶剂的使用带来的污染问题，而且能够生产出手感丰满柔软的二层移膜革。

Description

一种采用无溶剂聚氨酯复合发泡技术生产二层移膜革的工艺
技术领域
本发明涉及皮革技术领域，特别涉及一种采用无溶剂聚氨酯复合发泡技术生产二层移膜革的工艺。
背景技术
皮革工业是我国具有综合优势的传统产业。在皮革生产的过程中，牛皮等天然皮革较厚，通常剖成两层甚至更多层。带有天然粒面(制革原料皮带毛的这一面，经过脱毛后会露出的表面)的这一层经过表面涂饰后加工成头层天然皮革，大多用于高档天然皮革制品的加工。第二层及其以下的剖层革(又称二层坯革)没有天然的粒面，美观性和实用性不及天然头层皮革，过去一般通过磨革和染色将其制成二层绒面革，俗称"麂皮"，它属于较低档次的产品。
目前，以二层坯革为原材料生产二层皮革的方法，有两种生产体系。第一种生产体系是采用传统的制革技术，工艺流程为：先磨面再揩涂底层、喷涂中层、喷涂顶层，然后压花、摔软、喷涂光亮层。采用这种生产体系生产的二层皮革涂层很厚，外观仿真性(仿头层皮革的外观)差，卫生性能(主要指透水汽性和透气性)差，这种工艺生产效率低，产品质量不高，产品生产成本高，是一种逐步淘汰的工艺。第二种生产体系是把聚氨酯(PU)合成革生产中的人工造面技术和生产原理应用到二层皮革的生产中，按照转移涂层的生产方法给二层坯革表面加上一层聚氨酯膜，然后通过一定的表面印刷技术，加工出类似头层天然皮革表面特征的二层皮革，这种二层皮革通常称作“二层移膜皮革”，也叫贴膜皮革，通俗的又称二郎皮。
二层移膜皮革既具有天然头层皮革的吸湿性，尺寸稳定性，又具有聚氨酯合成革的防水性和耐磨性。其最大的特点是利用率高而且具有较好的仿真性，档次优于合成革及人造革，而价格低于用头层天然皮革，已广泛用于生产高档沙发、箱包、鞋类、皮带、手袋等，市场前景非常广阔。
目前，采用第二种生产体系生产二层移膜皮革生产的技术主要是采用溶剂型的聚氨酯湿法凝固涂层作底层，采用溶剂型聚氨酯干法移膜涂层作顶层的生产工艺。这种工艺的流程为：先磨面，再采用溶剂型聚氨酯湿法凝固，然后水洗、干燥，最后采用溶剂型聚氨酯干法移膜。采用这种生产方法生产的二层移膜皮革质量好，但是也存在着以下的问题：其一，采用溶剂型聚氨酯湿法凝固涂层作底层，湿法凝固涂层是将溶剂型聚氨酯(PU)浆料，利用滚涂机涂布在二层坯革表面，然后进入“H2O-DMF”凝固浴，使PU凝固而形成具有微孔结构的薄膜。湿法凝固涂层所形成的聚氨酯薄膜柔软并富有弹性，与二层坯革结合牢度高，是一种很好的二层皮革底层加工工艺。但是这种工艺中采用了DMF(二甲基甲酰胺)做溶剂，加工过程会造成DMF的溶剂污染。其二，在溶剂型湿法凝固工艺中，水并不能完全的置换聚氨酯中的DMF，会引起产品的DMF残留问题，最终造成产品安全问题。而这种产品安全问题，会在众多的技术壁垒和贸易壁垒中，限制产品进入高档市场。
发明内容
为克服现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种采用无溶剂聚氨酯复合发泡技术生产二层移膜革的工艺，该工艺不仅能够消除溶剂的使用带来的污染问题，而且能够生产出手感丰满柔软的二层移膜革。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种采用无溶剂聚氨酯复合发泡技术生产二层移膜革的工艺，包括以下步骤：
(1)在剖层革表面喷涂三乙醇胺水溶液，干燥后得到预处理的剖层革；
(2)在预处理的剖层革表面辊涂无溶剂聚氨酯发泡浆料，然后固化形成无溶剂聚氨酯发泡层；
(3)在无溶剂聚氨酯发泡层上喷涂水性聚氨酯，干燥后经过压花和摔软，得到二层移膜革。
所述步骤(1)中三乙醇胺水溶液通过以下方法制得：以重量份数计，向80～100份的水中加入5～8份的三乙醇胺，搅拌均匀得到三乙醇胺水溶液。
所述步骤(1)中在剖层革表面喷涂三乙醇胺水溶液时，喷涂量为20g/m2～25g/m2。
所述步骤(1)中干燥是在80℃～100℃的条件下进行的。
所述步骤(2)中无溶剂聚氨酯发泡浆料通过以下方法制得：以重量份数计，将60～70份低聚物多元醇、10～15份二异氰酸酯、0.1～0.2份辛酸亚锡、1～2份微球发泡剂混合，得到混合浆料，然后采用物理发泡的方法，控制通入的空气量为混合浆料体积的20％～30％，进行发泡后得到无溶剂聚氨酯发泡浆料。
所述低聚物多元醇为聚醚多元醇PPG2000、聚醚多元醇PPG3000、乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇POP2045、乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇POP3628中的一种或多种任意比例的混合物，二异氰酸酯为液化MDI、TDI中的一种或两种的混合物。
所述步骤(2)中微球发泡剂的粒径为10μm～45μm。
所述步骤(2)中微球发泡剂的型号为TJ-20A/Advancell EHM301或TJ-20A/Advancell EHM302。
所述步骤(2)中在预处理的剖层革表面辊涂无溶剂聚氨酯发泡浆料时，控制无溶剂聚氨酯发泡浆料厚度为0.3mm～0.5mm。
所述步骤(2)中固化是在140℃～160℃的条件下进行的；步骤(3)中水性聚氨酯的高固含量大于50％。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明首先通过三乙醇胺水溶液预处理剖层革，然后在预处理的剖层革上辊涂无溶剂聚氨酯发泡浆料，干燥固化后形成无溶剂聚氨酯发泡层，最后在无溶剂聚氨酯发泡层上喷涂水性聚氨酯面层浆料，干燥后经过压花和摔软，得到二层移膜革，该生产工艺能够替代二层移膜革的溶剂法生产工艺，不仅能够消除溶剂的使用带来的污染问题，而且能够生产出手感丰满柔软的二层移膜革。具体具有如下优点：
其一，由于本发明全部采用环保的原料，所以能够得到环境友好型的产品，产品的各项化学指标可以达到欧盟标准；
其二，本发明的整个生产过程不会产生废气和废水，是一种清洁环保的生产过程；
其三，本发明所得二层移膜革手感柔软丰满，具有非常优异的手感特性。
进一步的，本发明中的微球发泡剂是一种具有核壳结构，外壳为热塑性丙烯酸树脂类聚合物，内核为烷烃类气体组成的球状塑料颗粒，直径为10μm～45μm，加热后体积可迅速膨胀增大到自身的几十倍，从而达到发泡的效果。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不只限于这些例子。
一种采用无溶剂聚氨酯复合发泡技术生产二层移膜革的工艺，包括以下步骤：
(1)采用喷涂机，在剖层革(又称二层坯革)表面喷涂三乙醇胺水溶液，干燥后得到预处理的剖层革；
(2)采用辊涂机，在预处理后的剖层革表面辊涂无溶剂聚氨酯发泡浆料，然后进入烘箱固化形成无溶剂聚氨酯发泡层；
(3)采用喷涂机，在无溶剂聚氨酯发泡层上喷涂水性聚氨酯面层浆料，干燥后经过压花和摔软，得到二层移膜革。
其中，预处理的剖层革的具体制备工艺为：以重量份数计，在80～100份的水中加入5～8份的三乙醇胺，搅拌均匀后喷在剖层革表面，喷涂量为20g/m2～25g/m2，然后通过烘箱，在80℃～100℃的条件下烘干得到预处理的剖层革。
无溶剂聚氨酯发泡层的具体制备工艺为：以重量份数计，将60～70份低聚物多元醇、10～15份二异氰酸酯、0.1～0.2份辛酸亚锡、1～2份微球发泡剂混合，得到混合浆料，然后采用物理发泡的方法，控制通入的空气量为混合浆料体积的20％～30％，进行发泡后得到溶剂聚氨酯发泡浆料。将溶剂聚氨酯发泡浆料辊涂在预处理的剖层革上时，控制发泡物料(溶剂聚氨酯发泡浆料)厚度为0.3mm～0.5mm，然后在烘箱中于在140℃～160℃的条件下烘干，干燥后形成中间发泡层，即无溶剂聚氨酯发泡层。
低聚物多元醇为聚醚多元醇PPG2000、聚醚多元醇PPG3000、乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇POP2045、乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇POP3628中的一种或多种任意比例的混合物，二异氰酸酯为液化MDI、TDI中的一种或两种的混合物。
本发明中微球发泡剂是一种具有核壳结构，外壳为热塑性丙烯酸树脂类聚合物，内核为烷烃类气体组成的球状塑料颗粒，直径一般为10μm～45μm，加热后体积可迅速膨胀增大到自身的几十倍，从而达到发泡的效果，如日本SEKISUI公司的TJ-20A/Advancell EHM301、TJ-20A/Advancell EHM302等。
本发明中的水性聚氨酯高固含量大于50％，具体为烟台道成化学有限公司的DG-6061或DG-6063。
实施例1
(1)采用喷涂机，在剖层革(又称二层坯革)表面喷涂三乙醇胺水溶液，干燥后得到预处理的剖层革；具体工艺为：以重量份数计，在85份的水中加入6份的三乙醇胺，搅拌均匀后喷在剖层革表面，喷涂量为20g/m2，然后通过烘箱，在95℃的条件下烘干得到预处理的剖层革。
(2)采用辊涂机，在预处理后的剖层革表面辊涂无溶剂聚氨酯发泡浆料，然后进入烘箱固化形成无溶剂聚氨酯发泡层；具体工艺为：以重量份数计，将62份低聚物多元醇、10份二异氰酸酯、0.2份辛酸亚锡、1份微球发泡剂(日本SEKISUI公司的TJ-20A/Advancell EHM301)混合，得到混合浆料，然后采用物理发泡的方法，控制通入的空气量为混合浆料体积的30％，进行发泡后得到溶剂聚氨酯发泡浆料。将溶剂聚氨酯发泡浆料辊涂在预处理的剖层革上时，控制发泡物料(无溶剂聚氨酯发泡浆料)厚度为0.3mm，然后在烘箱中于在150℃的条件下烘干，干燥后形成中间发泡层，即无溶剂聚氨酯发泡层。其中，低聚物多元醇为聚醚多元醇PPG2000；二异氰酸酯为液化MDI。
(3)采用喷涂机，在无溶剂聚氨酯发泡层上喷涂水性聚氨酯面层浆料，干燥后经过压花和摔软，得到二层移膜革。其中，水性聚氨酯高为烟台道成化学有限公司的DG-6061。
实施例2
(1)采用喷涂机，在剖层革(又称二层坯革)表面喷涂三乙醇胺水溶液，干燥后得到预处理的剖层革；具体工艺为：以重量份数计，在80份的水中加入5份的三乙醇胺，搅拌均匀后喷在剖层革表面，喷涂量为22g/m2，然后通过烘箱，在85℃的条件下烘干得到预处理的剖层革。
(2)采用辊涂机，在预处理后的剖层革表面辊涂无溶剂聚氨酯发泡浆料，然后进入烘箱固化形成无溶剂聚氨酯发泡层；具体工艺为：以重量份数计，将70份低聚物多元醇、12份二异氰酸酯、0.1份辛酸亚锡、1.5份微球发泡剂(日本SEKISUI公司的TJ-20A/Advancell EHM301)混合，得到混合浆料，然后采用物理发泡的方法，控制通入的空气量为混合浆料体积的22％，进行发泡后得到溶剂聚氨酯发泡浆料。将溶剂聚氨酯发泡浆料辊涂在预处理的剖层革上时，控制发泡物料(无溶剂聚氨酯发泡浆料)厚度为0.4mm，然后在烘箱中于在145℃的条件下烘干，干燥后形成中间发泡层，即无溶剂聚氨酯发泡层。其中，低聚物多元醇为乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇POP2045；二异氰酸酯为液化TDI。
(3)采用喷涂机，在无溶剂聚氨酯发泡层上喷涂水性聚氨酯面层浆料，干燥后经过压花和摔软，得到二层移膜革。其中，水性聚氨酯高为烟台道成化学有限公司的DG-6063。
实施例3
(1)采用喷涂机，在剖层革(又称二层坯革)表面喷涂三乙醇胺水溶液，干燥后得到预处理的剖层革；具体工艺为：以重量份数计，在90份的水中加入7份的三乙醇胺，搅拌均匀后喷在剖层革表面，喷涂量为25g/m2，然后通过烘箱，在80℃的条件下烘干得到预处理的剖层革。
(2)采用辊涂机，在预处理后的剖层革表面辊涂无溶剂聚氨酯发泡浆料，然后进入烘箱固化形成无溶剂聚氨酯发泡层；具体工艺为：以重量份数计，将68份低聚物多元醇、13份二异氰酸酯、0.15份辛酸亚锡、2份微球发泡剂(日本SEKISUI公司的TJ-20A/Advancell EHM301)混合，得到混合浆料，然后采用物理发泡的方法，控制通入的空气量为混合浆料体积的30％，进行发泡后得到溶剂聚氨酯发泡浆料。将溶剂聚氨酯发泡浆料辊涂在预处理的剖层革上时，控制发泡物料(无溶剂聚氨酯发泡浆料)厚度为0.5mm，然后在烘箱中于在160℃的条件下烘干，干燥后形成中间发泡层，即无溶剂聚氨酯发泡层。其中，低聚物多元醇为聚醚多元醇PPG2000、乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇POP3628任意比例的混合物，二异氰酸酯为液化MDI、TDI任意比例的混合物。
(3)采用喷涂机，在无溶剂聚氨酯发泡层上喷涂水性聚氨酯面层浆料，干燥后经过压花和摔软，得到二层移膜革。其中，水性聚氨酯高为烟台道成化学有限公司的DG-6063。
实施例4
(1)采用喷涂机，在剖层革(又称二层坯革)表面喷涂三乙醇胺水溶液，干燥后得到预处理的剖层革；具体工艺为：以重量份数计，在100份的水中加入8份的三乙醇胺，搅拌均匀后喷在剖层革表面，喷涂量为24g/m2，然后通过烘箱，在90℃的条件下烘干得到预处理的剖层革。
(2)采用辊涂机，在预处理后的剖层革表面辊涂无溶剂聚氨酯发泡浆料，然后进入烘箱固化形成无溶剂聚氨酯发泡层；具体工艺为：以重量份数计，将65份低聚物多元醇、14份二异氰酸酯、0.13份辛酸亚锡、1.2份微球发泡剂(日本SEKISUI公司的TJ-20A/Advancell EHM301)混合，得到混合浆料，然后采用物理发泡的方法，控制通入的空气量为混合浆料体积的20％，进行发泡后得到溶剂聚氨酯发泡浆料。将溶剂聚氨酯发泡浆料辊涂在预处理的剖层革上时，控制发泡物料(无溶剂聚氨酯发泡浆料)厚度为0.35mm，然后在烘箱中于在140℃的条件下烘干，干燥后形成中间发泡层，即无溶剂聚氨酯发泡层。其中，低聚物多元醇为聚醚多元醇PPG2000、聚醚多元醇PPG3000、乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇POP2045任意比例的混合物；二异氰酸酯为液化MDI。
(3)采用喷涂机，在无溶剂聚氨酯发泡层上喷涂水性聚氨酯面层浆料，干燥后经过压花和摔软，得到二层移膜革。其中，水性聚氨酯高为烟台道成化学有限公司的DG-6061。
实施例5
(1)采用喷涂机，在剖层革(又称二层坯革)表面喷涂三乙醇胺水溶液，干燥后得到预处理的剖层革；具体工艺为：以重量份数计，在95份的水中加入5.5份的三乙醇胺，搅拌均匀后喷在剖层革表面，喷涂量为20g/m2，然后通过烘箱，在100℃的条件下烘干得到预处理的剖层革。
(2)采用辊涂机，在预处理后的剖层革表面辊涂无溶剂聚氨酯发泡浆料，然后进入烘箱固化形成无溶剂聚氨酯发泡层；具体工艺为：以重量份数计，将60份低聚物多元醇、15份二异氰酸酯、0.17份辛酸亚锡、1.8份微球发泡剂(日本SEKISUI公司的TJ-20A/Advancell EHM301)混合，得到混合浆料，然后采用物理发泡的方法，控制通入的空气量为混合浆料体积的25％，进行发泡后得到溶剂聚氨酯发泡浆料。将溶剂聚氨酯发泡浆料辊涂在预处理的剖层革上时，控制发泡物料(无溶剂聚氨酯发泡浆料)厚度为0.45mm，然后在烘箱中于在155℃的条件下烘干，干燥后形成中间发泡层，即无溶剂聚氨酯发泡层。其中，低聚物多元醇为聚醚多元醇PPG2000、聚醚多元醇PPG3000、乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇POP2045、乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇POP3628任意比例的混合物，二异氰酸酯为液化MDI。
(3)采用喷涂机，在无溶剂聚氨酯发泡层上喷涂水性聚氨酯面层浆料，干燥后经过压花和摔软，得到二层移膜革。其中，水性聚氨酯高为烟台道成化学有限公司的DG-6063。

Claims (10)

1.一种采用无溶剂聚氨酯复合发泡技术生产二层移膜革的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在剖层革表面喷涂三乙醇胺水溶液，干燥后得到预处理的剖层革；
(2)在预处理的剖层革表面辊涂无溶剂聚氨酯发泡浆料，然后固化形成无溶剂聚氨酯发泡层；
(3)在无溶剂聚氨酯发泡层上喷涂水性聚氨酯，干燥后经过压花和摔软，得到二层移膜革。
2.根据权利要求1所述的一种采用无溶剂聚氨酯复合发泡技术生产二层移膜革的工艺，其特征在于：所述步骤(1)中三乙醇胺水溶液通过以下方法制得：以重量份数计，向80～100份的水中加入5～8份的三乙醇胺，搅拌均匀得到三乙醇胺水溶液。
3.根据权利要求1所述的一种采用无溶剂聚氨酯复合发泡技术生产二层移膜革的工艺，其特征在于：所述步骤(1)中在剖层革表面喷涂三乙醇胺水溶液时，喷涂量为20g/m2～25g/m2。
4.根据权利要求1所述的一种采用无溶剂聚氨酯复合发泡技术生产二层移膜革的工艺，其特征在于：所述步骤(1)中干燥是在80℃～100℃的条件下进行的。
5.根据权利要求1所述的一种采用无溶剂聚氨酯复合发泡技术生产二层移膜革的工艺，其特征在于：所述步骤(2)中无溶剂聚氨酯发泡浆料通过以下方法制得：以重量份数计，将60～70份低聚物多元醇、10～15份二异氰酸酯、0.1～0.2份辛酸亚锡、1～2份微球发泡剂混合，得到混合浆料，然后采用物理发泡的方法，控制通入的空气量为混合浆料体积的20％～30％，进行发泡后得到无溶剂聚氨酯发泡浆料。
6.根据权利要求5所述的一种采用无溶剂聚氨酯复合发泡技术生产二层移膜革的工艺，其特征在于：所述低聚物多元醇为聚醚多元醇PPG2000、聚醚多元醇PPG3000、乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇POP2045、乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇POP3628中的一种或多种任意比例的混合物，二异氰酸酯为液化MDI、TDI中的一种或两种的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种采用无溶剂聚氨酯复合发泡技术生产二层移膜革的工艺，其特征在于：所述步骤(2)中微球发泡剂的粒径为10μm～45μm。
8.根据权利要求6或7所述的一种采用无溶剂聚氨酯复合发泡技术生产二层移膜革的工艺，其特征在于：所述步骤(2)中微球发泡剂的型号为TJ-20A/Advancell EHM301或TJ-20A/Advancell EHM302。
9.根据权利要求1所述的一种采用无溶剂聚氨酯复合发泡技术生产二层移膜革的工艺，其特征在于：所述步骤(2)中在预处理的剖层革表面辊涂无溶剂聚氨酯发泡浆料时，控制无溶剂聚氨酯发泡浆料厚度为0.3mm～0.5mm。
10.根据权利要求1所述的一种采用无溶剂聚氨酯复合发泡技术生产二层移膜革的工艺，其特征在于：所述步骤(2)中固化是在140℃～160℃的条件下进行的；步骤(3)中水性聚氨酯的高固含量大于50％。
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