CN105155291A - 一种环保型防污合成革的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型防污合成革的制备方法，目的在于克服现有合成革产品中残留有毒有害物质，不利于环保和人体健康的问题。本发明提供的环保型防污合成革制备方法包括湿法贝斯制备、干法配料、干法贴面和防污处理四个步骤，本发明采用苄基三甲基氯化铵改性膨润土，并将改性后的膨润土作为制备湿法贝斯的填料，改性后的膨润土能够有效吸附合成革产品中的有害物质，采用本发明制备的合成革更安全环保。同时本发明还采用防污剂对制备的合成革表面进行处理，处理后的合成革表面不易沾染污物，防污性能优越。
Description
技术领域
本发明涉及合成革领域，尤其涉及一种环保型防污合成革的制备方法。
背景技术
合成革是模拟天然革的组成和结构并可作为其代用材料的塑料制品。通常以经浸渍的无纺布为网状层，微孔聚氨酯层作为粒面层制得。其正反面都与皮革十分相似，并具有一定的透气性，比普通人造革更接近天然革。合成革在人类的日常生活中占据着十分重要的地位，广泛应用于生产箱包、服装、鞋类和车内饰品等方面。
在现有的合成革制造中，聚氨酯树脂经过稀释加木质粉或其他填充材料，经过渗透、流平、消泡、凝固等工艺过程，根据聚氨酯树脂的性能，可以采用湿法和干法两种方法生产合成革。干法生产工艺是聚氨酯合成革最早开发的工业生产方法，生产出的合成革强力优异，粘结牢固，但透气性能相对较差；湿法生产工艺是继干法之后发展起来的全新的合成方法，生产出的合成革具有良好的透湿、透气性能，手感柔软、丰满，更富于天然皮革的风格和外观。无论哪种生产工艺，在合成革的生产过程中以及后整理过程中，由于使用了大量的化学助剂，导致合成革产品中带有一定量的有毒有害物质，如甲醛、苯、五氯苯酚、重金属离子等，这些残留在合成革产品中的有害物质，长期使用会对人体健康造成伤害。随着社会的进步和生活水平的提高，人们对物质要求也随着提高，对健康、环保的合成革产品也有了更高的要求。
中国专利公告号CN102899915A公开了一种环保合成革制作方法，包括干法混合配料和干法贴面两个步骤，在干法混合配料中采用不含二甲基甲酰胺的聚氨酯面层、丁酮、助剂和色粉高速搅拌均匀，制得不含二甲基甲酰胺的干法粘合料，然后将制得的干法粘合料涂覆在离型纸上，通过烘干、粘合等步骤制得环保的合成革产品。此方法生产合成革过程中没有使用二甲基甲酰胺，避免了二甲基甲酰胺对环境的污染和工人的伤害，但是此方法在生产过程中使用了大量化学助剂，导致合成革产品中含有一定量的有毒有害物质，这些残留在合成革产品中的有害物质，长期使用会对人体健康造成伤害。
发明内容
本发明的目的在于克服现有合成革产品中残留有毒有害物质，不利于环保和人体健康的问题，提供一种不仅环保而且还具有防污功能的合成革制备方法。
本发明的具体技术方案为：一种环保型防污合成革的制备方法，包括以下步骤：
(1)湿法贝斯制备
a.将10～15重量份二甲基甲酰胺和2～5重量份色浆混合搅拌30～40min，然后过滤；
b.将40～50重量份二甲基甲酰胺，5～20重量份改性膨润土和20～30重量份木质纤维素混合搅拌30～40min，然后充分溶胀20～30min；
c.将步骤a中过滤的混合物加入步骤b溶胀后的混合物中，搅拌均匀，再加入50～60重量份聚氨酯树脂，搅拌30～40min，脱泡20～30min；
d.将步骤c中已脱泡的混合物涂刮在基布上，再浸入质量分数为15～17％的二甲基甲酰胺溶液中进行凝固，然后经过水洗、干燥，得到湿法贝斯；
(2)干法配料
将30～40重量份聚氨酯树脂，15～20重量份二甲基甲酰胺，10～14重量份丁酮，5～10重量份色粉，0.2～0.5重量份流平剂混合搅匀，搅拌20～25min；
(3)干法贴面
将步骤(2)中配制好的干法浆料涂刮于离型纸上，在100～120℃烘干、冷却，形成干法贴面，然后通过粘合剂将步骤(1)中的湿法贝斯粘合到干法贴面，经烘干冷却后，将离型纸剥离，得到合成革基材；
(4)防污处理
将合成革防污剂均匀刮涂在合成革基材表面，在40～50℃烘干，冷却后即得环保型防污合成革。
膨润土是一种以蒙脱石为主要矿物的粘土岩，蒙脱石具有较高的阳离子交换容量及良好的吸附能力，在常温常压下，离子、盐类和有机物都能够出入蒙脱石矿物的层间而被吸附。由于天然膨润土表面硅氧结构具有极强的亲水性和层间大量可交换性阳离子的水解，使其表面通常存在一层薄的水膜，而不能有效的吸附疏水性有机物。为了提高膨润土吸附有机污染物的能力，本发明采用苄基三甲基氯化铵改性天然膨润土，并将改性后的膨润土作为制备湿法贝斯的填料，改性后的膨润土能够有效吸附合成革产品中甲醛、苯等有害物质，采用本发明制备的合成革更安全环保。同时，本发明还采用防污剂对制备的合成革表面进行处理，处理后的合成革表面不易沾染污物，防污性能优越。
作为优选，所述改性膨润土的制备方法如下：
a.将膨润土原土粉碎、烘干、研磨后，过200～300目筛；
b.将过筛后的膨润土与质量分数为30～40％的苄基三甲基氯化铵溶液混合，置于微波加热器中加热，膨润土与苄基三甲基氯化铵溶液质量比为1：1.5～2，控制苄基三甲基氯化铵溶液pH为8～9；
c.加热完毕，将产物抽滤，用pH为8～9的氢氧化钠溶液洗涤1～2次，用蒸馏水洗涤2～3次，将滤饼冷冻干燥，再在200～250℃下活化1～1.5h，研磨过200～300目筛，即得改性膨润土。
本发明采用苄基三甲基氯化铵改性膨润土，并使用微波反应混合液，微波强烈的热效应使膨润土和苄基三甲基氯化铵溶液的混合物迅速升至较高温度，从而加速反应进行，缩短离子交换平衡的时间，具有降低能耗，节约时间的优点。
作为优选，所述微波加热器功率为700～1000W，加热时间为3～5min。微波功率和加热时间影响膨润土和苄基三甲基氯化铵离子交换速度和交换量，微波功率大，离子交换速度快，加热时间长，离子交换量增加。
作为优选，所述步骤d凝固温度为30～45℃，凝固时间为8～10min。过高的温度会使涂层断裂强度下降，表面均匀程度变差。
作为优选，所述步骤d脱泡的混合物在基布上的上料量为110～140g/m2。
作为优选，所述步骤(3)使用刮刀将干法浆料涂刮于离型纸上，刮刀间隙为13～18mm。控制刮刀间隙以控制干法贴面的厚度。
作为优选，所述步骤(4)合成革防污剂由以下重量份的原料组成：8～15份硬脂酸，4～6份硬脂酰二乙醇胺，5～10份异丙醇，8～14份甘油，2～5份单硬脂酸甘油酯，2～5份乙二醇硬脂酸双酯，3～8份二氯乙烷。本发明采用的合成革防污剂成膜性好，处理后的合成革表面不易沾染污物，防污性能优越。
本发明的有益效果是：本发明采用苄基三甲基氯化铵改性天然膨润土，并将改性后的膨润土作为制备湿法贝斯的填料，改性后的膨润土能够有效吸附合成革产品中的有害物质，采用本发明制备的合成革更安全环保。同时，本发明还采用防污剂对制备的合成革表面进行处理，处理后的合成革表面不易沾染污物，防污性能优越。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。
本发明使用的流平剂为道康宁DC-3流平剂，由美国道康宁公司生产；聚氨酯树脂为溶剂型聚氨酯树脂，为市售产品；苄基三甲基氯化铵购自北京兴福精细化学研究所。
本发明所采用的其他原料和设备若非特指，均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例1
一种环保型防污合成革的制备方法，包括以下步骤：
(1)湿法贝斯制备
a.将10重量份二甲基甲酰胺和2重量份色浆(市售)混合搅拌30min，然后过滤；
b.将40重量份二甲基甲酰胺，5重量份改性膨润土和20重量份木质纤维素混合搅拌30min，然后充分溶胀20min；
c.将步骤a中过滤的混合物加入步骤b溶胀后的混合物中，搅拌均匀，再加入50重量份聚氨酯树脂，搅拌30min，脱泡20min；
d.将步骤c中已脱泡的混合物以110g/m2的上料量涂刮在基布上，再浸入质量分数为15％的二甲基甲酰胺溶液中凝固8min，凝固温度为30℃，然后经过水洗、干燥，得到湿法贝斯；
(2)干法配料
将30重量份聚氨酯树脂，15重量份二甲基甲酰胺，10重量份丁酮，5重量份色粉，0.2重量份流平剂混合搅匀，搅拌20min；
(3)干法贴面
将步骤(2)中配制好的干法浆料用刮刀涂刮于离型纸上，刮刀间隙为13mm，在100℃烘干、冷却，形成干法贴面，然后通过粘合剂将步骤(1)中的湿法贝斯粘合到干法贴面上，经烘干冷却后，将离型纸剥离，得到合成革基材；
(4)防污处理
将合成革防污剂均匀刮涂在合成革基材表面，防污剂的上料量为25g/m2，在40℃烘干，冷却后即得环保型防污合成革。合成革防污剂由以下重量份的原料组成：8份硬脂酸，4份硬脂酰二乙醇胺，5份异丙醇，8份甘油，2份单硬脂酸甘油酯，2份乙二醇硬脂酸双酯，3份二氯乙烷。
其中，改性膨润土的制备方法如下：
a.将膨润土原土粉碎、烘干、研磨后，过200目筛；
b.将过筛后的膨润土与质量分数为30％的苄基三甲基氯化铵溶液混合，置于微波加热器中加热3min，微波功率为700W，膨润土与苄基三甲基氯化铵溶液质量比为1：1.5，控制苄基三甲基氯化铵溶液pH为8；
c.加热完毕，将产物抽滤，用pH为8的氢氧化钠溶液洗涤1次，用蒸馏水洗涤2次，将滤饼冷冻干燥，再在200℃下活化1h，研磨过200目筛，即得改性膨润土。
实施例2
一种环保型防污合成革的制备方法，包括以下步骤：
(1)湿法贝斯制备
a.将12重量份二甲基甲酰胺和4重量份色浆混合搅拌35min，然后过滤；
b.将45重量份二甲基甲酰胺，10重量份改性膨润土和25重量份木质纤维素混合搅拌35min，然后充分溶胀25min；
c.将步骤a中过滤的混合物加入步骤b溶胀后的混合物中，搅拌均匀，再加入55重量份聚氨酯树脂，搅拌35min，脱泡25min；
d.将步骤c中已脱泡的混合物以125g/m2的上料量涂刮在基布上，再浸入质量分数为16％的二甲基甲酰胺溶液中凝固9min，凝固温度为35℃，然后经过水洗、干燥，得到湿法贝斯；
(2)干法配料
将35重量份聚氨酯树脂，17重量份二甲基甲酰胺，12重量份丁酮，8重量份色粉，0.3重量份流平剂混合搅匀，搅拌22min；
(3)干法贴面
将步骤(2)中配制好的干法浆料用刮刀涂刮于离型纸上，刮刀间隙为15mm，在110℃烘干、冷却，形成干法贴面，然后通过粘合剂将步骤(1)中的湿法贝斯粘合到干法贴面，经烘干冷却后，将离型纸剥离，得到合成革基材；
(4)防污处理
将合成革防污剂均匀刮涂在合成革基材表面，防污剂的上料量为28g/m2，在45℃烘干，冷却后即得环保型防污合成革。合成革防污剂由以下重量份的原料组成：12份硬脂酸，5份硬脂酰二乙醇胺，8份异丙醇，11份甘油，3份单硬脂酸甘油酯，4份乙二醇硬脂酸双酯5份二氯乙烷。
其中，改性膨润土的制备方法如下：
a.将膨润土原土粉碎、烘干、研磨后，过250目筛；
b.将过筛后的膨润土与质量分数为35％的苄基三甲基氯化铵溶液混合，置于微波加热器中加热4min，微波功率为800W，膨润土与苄基三甲基氯化铵溶液质量比为1：1.8，控制苄基三甲基氯化铵溶液pH为8.5；
c.加热完毕，将产物抽滤，用pH为8.5的氢氧化钠溶液洗涤2次，用蒸馏水洗涤2次，将滤饼冷冻干燥，再在250℃下活化1.5h，研磨过250目筛，即得改性膨润土。
实施例3
一种环保型防污合成革的制备方法，包括以下步骤：
(1)湿法贝斯制备
a.将15重量份二甲基甲酰胺和5重量份色浆混合搅拌40min，然后过滤；
b.将50重量份二甲基甲酰胺，20重量份改性膨润土和30重量份木质纤维素混合搅拌40min，然后充分溶胀30min；
c.将步骤a中过滤的混合物加入步骤b溶胀后的混合物中，搅拌均匀，再加入60重量份聚氨酯树脂，搅拌40min，脱泡20～30min；
d.将步骤c中已脱泡的混合物以125g/m2的上料量涂刮在基布上，再浸入质量分数为17％的二甲基甲酰胺溶液中凝固10min，凝固温度为45℃，然后经过水洗、干燥，得到湿法贝斯；
(2)干法配料
将40重量份聚氨酯树脂，20重量份二甲基甲酰胺，14重量份丁酮，10重量份色粉，0.5重量份流平剂混合搅匀，搅拌25min；
(3)干法贴面
将步骤(2)中配制好的干法浆料用刮刀涂刮于离型纸上，刮刀间隙为18mm，在120℃烘干、冷却，形成干法贴面，然后通过粘合剂将步骤(1)中的湿法贝斯粘合到干法贴面，经烘干冷却后，将离型纸剥离，得到合成革基材；
(4)防污处理
将合成革防污剂均匀刮涂在合成革基材表面，防污剂的上料量为30g/m2，在50℃烘干，冷却后即得环保型防污合成革。合成革防污剂由以下重量份的原料组成：15份硬脂酸，6份硬脂酰二乙醇胺，10份异丙醇，14份甘油，5份单硬脂酸甘油酯，5份乙二醇硬脂酸双酯，8份二氯乙烷。
其中，改性膨润土的制备方法如下：
a.将膨润土原土粉碎、烘干、研磨后，过300目筛；
b.将过筛后的膨润土与质量分数为40％的苄基三甲基氯化铵溶液混合，置于微波加热器中加热5min，微波功率为1000W，膨润土与苄基三甲基氯化铵溶液质量比为1：2，控制苄基三甲基氯化铵溶液pH为9；
c.加热完毕，将产物抽滤，用pH为9的氢氧化钠溶液洗涤2次，用蒸馏水洗涤3次，将滤饼冷冻干燥，再在250℃下活化1.5h，研磨过300目筛，即得改性膨润土。
选择普通合成革和本发明制备的环保型防污合成革进行对比实验：
用油污分别泼于普通合成革和本发明制备的环保型防污合成革表面上，观察到油污在本发明制备的环保型防污合成革上残留较少，再用清洁布分别擦拭沾染油污的普通合成革和本发明制备的环保型防污合成革，本发明制备的环保型防污合成革上的油污很容易被擦除，而普通合成革仍残留较多的油污，需要专门的清洁剂清洗；用圆珠笔分别在普通合成革和本发明制备的环保型防污合成革上图画线条，圆珠笔在本发明制备的环保型防污合成革上很难图画线条，而在普通合成革上较易图画线条，再用清洁布分别擦拭圆珠笔污渍，本发明制备的环保型防污合成革上的圆珠笔污渍很容易擦除，而普通合成革上的圆珠笔污渍很难擦除，需要用专门的清洁剂才能擦除。
根据GB/T19941-2005《皮革和皮毛化学实验甲醛含量的测定》，采用分光光度法测得本发明制备的环保型防污合成革中，游离甲醛的含量小于100mg/kg。
Claims (7)
1.一种环保型防污合成革的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)湿法贝斯制备
a.将10～15重量份二甲基甲酰胺和2～5重量份色浆混合搅拌30～40min，然后过滤；
b.将40～50重量份二甲基甲酰胺，5～20重量份改性膨润土和20～30重量份木质纤维素混合搅拌30～40min，然后充分溶胀20～30min；
c.将步骤a中过滤的混合物加入步骤b溶胀后的混合物中，搅拌均匀，再加入50～60重量份聚氨酯树脂，搅拌30～40min，脱泡20～30min；
d.将步骤c中已脱泡的混合物涂刮在基布上，再浸入质量分数为15～17％的二甲基甲酰胺溶液中进行凝固，然后经过水洗、干燥，得到湿法贝斯；
(2)干法配料
将30～40重量份聚氨酯树脂，15～20重量份二甲基甲酰胺，10～14重量份丁酮，5～10重量份色粉，0.2～0.5重量份流平剂混合搅匀，搅拌20～25min；
(3)干法贴面
将步骤(2)中配制好的干法浆料涂刮于离型纸上，在100～120℃烘干、冷却，形成干法贴面，然后通过粘合剂将步骤(1)中的湿法贝斯粘合到干法贴面，经烘干冷却后，将离型纸剥离，得到合成革基材；
(4)防污处理
将合成革防污剂均匀刮涂在合成革基材表面，在40～50℃烘干，冷却后即得环保型防污合成革。
2.根据权利要求1所述的一种环保型防污合成革的制备方法，其特征在于，所述改性膨润土的制备方法如下：
a.将膨润土原土粉碎、烘干、研磨后，过200～300目筛；
b.将过筛后的膨润土与质量分数为30～40％的苄基三甲基氯化铵溶液混合，置于微波加热器中加热，膨润土与苄基三甲基氯化铵溶液质量比为1：1.5～2，控制苄基三甲基氯化铵溶液pH为8～9；
c.加热完毕，将产物抽滤，用pH为8～9的氢氧化钠溶液洗涤1～2次，用蒸馏水洗涤2～3次，将滤饼冷冻干燥，再在200～250℃下活化1～1.5h，研磨过200～300目筛，即得改性膨润土。
3.根据权利要求2所述的一种环保型防污合成革的制备方法，其特征在于，所述微波加热器功率为700～1000W，加热时间为3～5min。
4.根据权利要求1所述的一种环保型防污合成革的制备方法，其特征在于，所述步骤d凝固温度为30～45℃，凝固时间为8～10min。
5.根据权利要求1所述的一种环保型防污合成革的制备方法，其特征在于，所述步骤d脱泡的混合物在基布上的上料量为110～140g/m2。
6.根据权利要求1所述的一种环保型防污合成革的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)使用刮刀将干法浆料涂刮于离型纸上，刮刀间隙为13～18mm。
7.根据权利要求1所述的一种环保型防污合成革的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)合成革防污剂由以下重量份的原料组成：8～15份硬脂酸，4～6份硬脂酰二乙醇胺，5～10异丙醇，8～14份甘油，2～5份单硬脂酸甘油酯，2～5份乙二醇硬脂酸双酯，3～8份二氯乙烷。
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