CN105155297B - 一种水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯的制备方法，包括以下步骤：在离型纸上涂覆水性聚氨酯浆料，粘贴超细纤维无纺布，进行红外加热和热风干燥；冷却后，再进行含浸制得水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯。在生产过程中只有水分挥发，具有环保性能。生产环境也不会产生有害气体，对操作人员不会造成健康危害；由于水性超细纤维合成革贝斯中使用水性材料中含亲水集团，使其具有更好的透湿性；水性超细纤维合成革经过碱减量开纤后，具有很好的透气功能；本发明水性超细纤维合成革贝斯生产过程中使用碱减量工艺，比传统甲苯减量工艺具有更好的可持续发展性。

Description

一种水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯的制备方法

技术领域

本发明属于皮革领域，具体是一种环保、具有可持续发展性的水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯的制备方法。

背景技术

溶剂型聚氨酯的成分复杂，环保性差，对环境会造成一定的污染；生产过程中会对员工的健康问题造成隐患，故生产线必须投入一定的设备成本来防止车间空气污染，增加了企业的负担。

由于水性聚氨酯以水作分散介质，加工过程中无需有机溶剂，因此对环境无污染，对操作人员无健康危害，而且水性聚氨酯气味小、不易燃烧，加工过程安全可靠。

水性聚氨酯的水性体系可以与其它水性乳液共混或共聚共混，可降低成本或得到性能更为多样化的聚氨酯乳液，因此能带来风格和性能各异的合成革产品，满足各类消费者的需求。

世界范围内天然皮革价格快速增长，促进了合成革的日新月异，而新型纤维、超细纤维、化学粘合剂及工艺的开发又加速了这一发展进程。消费者对产品的安全质量要求越来越高，因此导致了水性聚氨酯替代溶剂聚氨酯成为了行业发展的趋势。

发明内容

本发明的目的在于为了解决现有溶剂型聚氨酯的成分复杂，环保性差，对环境会造成一定的污染；生产过程中会对员工的健康问题造成隐患，故生产线必须投入一定的设备成本来防止车间空气污染，增加了企业的负担的缺陷而提供一种不燃、无毒、无污染、环保、具有可持续发展性的水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯的制备方法，包括以下步骤：在离型纸上涂覆水性聚氨酯浆料，粘贴超细纤维无纺布，进行红外加热和热风干燥；冷却后，再进行含浸制得水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯，贴面浆料配方包括：水性耐水解聚氨酯A型50份、水性不耐水解聚氨酯B型50份、水性色膏0.15-1份、水性增稠剂0.1-0.5份、水性流平剂0.8-1.5份、水性消泡剂0.05-0.2份、环保型填料10-15份；含浸浆料配方包括：水性耐水解发泡型聚氨酯C型60份、水性耐水解树脂B型40份、水性发泡剂0.5-2份、水性色浆0.5-1份、水性增稠剂0.1-0.3份、水性稳泡剂2-6份、环保型阻燃剂1-2份、水性填料8-12份。在本技术方案中，水性聚氨酯产品的透湿透汽性要远远好于同类的溶剂型聚氨酯产品，因为水性聚氨酯的亲水性强，因此和水的结合能力强，所以其产品具有很好的透湿透汽性。并且，由于近年来溶剂价格高涨和环保部门对有机溶剂使用和废物排放的严格限制，使水性聚氨酷取代溶剂型聚氨酷成为一个重要发展方向。

水性聚氨酯树脂成膜好，粘接牢固，涂层耐酸、耐碱、耐寒、耐水，透气性好，耐屈挠，制成的成品手感丰满，质地柔软，舒适，具有不燃、无毒、无污染等优点；在生产过程中只有水分挥发，具有环保性能。生产环境也不会产生有害气体，对操作人员不会造成健康危害；由于水性超细纤维合成革贝斯中使用水性材料中含亲水集团，使其具有更好的透湿性。水性超细纤维合成革经过碱减量开纤后，具有很好的透气功能。

作为优选，贴面浆料配料方法为：将水性耐水解聚氨酯A型与水性聚氨酯B型先混合进行搅拌，然后将水性填料、水性助剂按比例分别加预先混合好的水性聚氨酯树脂中再度搅拌均匀，搅拌的同时进行超声振动。

作为优选，含浸浆料的配料方法为：将水性耐水解聚氨酯C型与水性耐水解聚氨酯B型按比例混合搅拌，然后按比例分别加入水性填料、水性发泡剂、水性稳泡剂、环保型阻燃剂，分散均匀后，加入水性增稠剂调节含浸浆料所需要的粘度，搅拌的同时进行超声振动。

作为优选，贴面工艺为：配好的贴面水性聚氨酯贴面用浆料，用干法移膜加工方法进行加工，设置涂台间隙为0.15-0.35mm、车速为8-12米/分钟；干燥温度第一段中波红外温度40℃-65℃、第二段热风干燥温度50℃-70℃、第三段热风干燥温度80℃-110℃；用一涂法湿贴工艺，在超细纤维无纺布上贴合浆料。

作为优选，含浸工艺为：将已配好的含浸料，用泵导入浸渍槽，把经过贴面的超细纤维无纺布经过含浸槽，再通过含浸料渗透与压挤；超细纤维无纺布在槽内反复运行，经过反复碾压，然后经过中波红外加热预烘，再经过热风干燥进行烘干。

作为优选，经过水性含浸工艺完成后的超细纤维无纺布→碱液浸扎→高温汽蒸→多道冲洗→超声波清洗→中和→冲洗→干燥→揉缩→磨革→上油定型→贝斯收卷。

作为优选，贴面浆料中还包括3-5份的改性纳米无机化合物颗粒。

作为优选，纳米无机化合物颗粒进行改性包括以下步骤：

（1）将纳米无机化合物颗粒、质量浓度30-50%的二甲基甲酰胺溶液及酸溶液按照1g：25-30mL：10-12mL的料液比混合，控制温度65-85℃下搅拌混合30-50min，过滤，分别用水和无水乙醇洗涤，130-150℃下真空干燥30-60min得初级改性纳米无机化合物颗粒；

（2）将初级改性纳米无机化合物颗粒与化学剪切液按照1g：15-30mL的料液比混合，加热至230-260℃，水热反应4-6h，冷却，水洗，得次级改性纳米无机化合物颗粒；

（3）次级改性纳米无机化合物颗粒与质量浓度50-60%的高氯酸按照1g：20-30mL的料液比混合均匀，加热至90-150℃保持24小时，冷却，过滤，水洗，真空干燥后得改性纳米无机化合物颗粒。

在本技术方案中，步骤（1）将纳米无机化合物颗粒与质量浓度30-50%的二甲基甲酰胺溶液及酸溶液混合，同时辅以搅拌，以扩大纳米无机化合物颗粒与液体的接触面，使得纳米无机化合物颗粒分散均匀，质量浓度30-50%的二甲基甲酰胺溶液及酸溶液的特定溶剂组合体系，能够使得纳米无机化合物颗粒能在体系中分散更均匀，有效避免纳米无机化合物颗粒团聚。

步骤（1）先将纳米无机化合物颗粒分散均匀，这样利于步骤（2）的剪切，将步骤（1）分散均匀的纳米无机化合物颗粒与本发明特定的化学剪切液水热反应，能有效切断纳米无机化合物颗粒，获得长度较均一（长度大约在100-150nm）左右的均一化纳米无机化合物颗粒。

步骤（3）将步骤（2）得到的均一化纳米无机化合物颗粒在高氯酸中水热反应，高氯酸分子能够插层、溶胀纳米无机化合物颗粒，使纳米无机化合物颗粒彼此分开并将其表面高反应活性暴露出来，从而实现选择性功能化。与表面活性剂类似，具有两亲性，协助纳米无机化合物颗粒分散，从而大大提高纳米无机化合物颗粒在浆料中的均匀分散性能，并且增加浆料的分散性能。

作为优选，纳米无机化合物颗粒为纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化铝、纳米氧化锌中的一种。

本发明的有益效果是：

1）在生产过程中只有水分挥发，具有环保性能，生产环境也不会产生有害气体，对操作人员不会造成健康危害；

2）由于水性超细纤维合成革贝斯中使用水性材料中含亲水集团，使其具有更好的透湿性；

3）水性超细纤维合成革经过碱减量开纤后，具有很好的透气功能；

4）本发明制备的水性超细纤维合成革贝斯有着更接近真皮所具有的三维立体结构，手感柔软、丰满、折痕细致；

5）本发明水性超细纤维合成革贝斯生产过程中使用碱减量工艺，比传统甲苯减量工艺具有更好的可持续发展性。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。

如无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。

水性耐水解聚氨酯A型牌号Impranil DLU，购自德国拜耳；

水性不耐水解聚氨酯B型牌号DG-6061，购自烟台道成；

水性耐水解发泡型聚氨酯C型牌号Imparnil LPRSC 1380，购自德国拜耳；

水性耐水解树脂B型牌号DG-6915，购自烟台道成。

环保型阻燃剂购自苏州嘉怡化工有限公司。

环保型填料牌号FD600/30，购自德国瑞登梅尔。

水性色膏与水性色浆购自世铭科技。

水性流平剂，水性消泡剂，水性填料均为市购。

水性增稠剂牌号Borching ALA，购自德美。

水性发泡剂牌号Stockal STA，购自德国Stockhausen。

水性稳泡剂牌号Stockal SR，购自德国Stockhausen。

实施例1

一种水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯的制备方法，包括以下步骤：在离型纸上涂覆水性聚氨酯浆料，粘贴超细纤维无纺布，进行红外加热和热风干燥；冷却后，再进行含浸制得水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯；其中，贴面浆料配方为：水性耐水解聚氨酯A型50份、水性不耐水解聚氨酯B型50份、水性色膏0.15份、水性增稠剂0.1份、水性流平剂0.8份、水性消泡剂0.05份、环保型填料10份；含浸浆料配方为：水性耐水解发泡型聚氨酯C型60份、水性耐水解树脂B型40份、水性发泡剂0.5份、水性色浆0.5份、水性增稠剂0.1份、水性稳泡剂2份、环保型阻燃剂1份、水性填料8份。

贴面浆料配料方法为：将水性耐水解聚氨酯A型与水性聚氨酯B型先混合进行搅拌，然后将水性填料、水性助剂按配比分别加预先混合好的水性聚氨酯树脂中再度搅拌均匀，搅拌的同时进行超声振动，超声功率15kw。

含浸浆料的配料方法为：将水性耐水解聚氨酯C型与水性耐水解聚氨酯B型按配比混合搅拌，然后按配比分别加入水性填料、水性发泡剂、水性稳泡剂、环保型阻燃剂，分散均匀后，加入水性增稠剂调节含浸浆料所需要的粘度，搅拌的同时进行超声振动，超声功率15kw。

贴面工艺为：配好的贴面水性聚氨酯贴面用浆料，用干法移膜加工方法进行加工，设置涂台间隙为0.15mm、车速为8米/分钟；干燥温度第一段中波红外温度40℃、第二段热风干燥温度50℃、第三段热风干燥温度80℃；用一涂法湿贴工艺，在超细纤维无纺布上贴合浆料。

含浸工艺为：将已配好的含浸料，用泵导入浸渍槽，把经过贴面的超细纤维无纺布经过含浸槽，再通过含浸料渗透与压挤；超细纤维无纺布在槽内反复运行，经过反复碾压，然后经过中波红外加热预烘，再经过热风干燥进行烘干。

经过水性含浸工艺完成后的超细纤维无纺布→碱液浸扎→高温汽蒸→多道冲洗→超声波清洗→中和→冲洗→干燥→揉缩→磨革→上油定型→贝斯收卷，得到水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯。

实施例2

一种水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯的制备方法，包括以下步骤：在离型纸上涂覆水性聚氨酯浆料，粘贴超细纤维无纺布，进行红外加热和热风干燥；冷却后，再进行含浸制得水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯；其中，贴面浆料配方为：水性耐水解聚氨酯A型50份、水性不耐水解聚氨酯B型50份、水性色膏0.55份、水性增稠剂0.3份、水性流平剂1份、水性消泡剂0.12份、环保型填料13份，3份的改性纳米氧化铝；含浸浆料配方为：水性耐水解发泡型聚氨酯C型60份、水性耐水解树脂B型40份、水性发泡剂1份、水性色浆0.8份、水性增稠剂0.2份、水性稳泡剂4份、环保型阻燃剂1.5份、水性填料10份。

纳米氧化铝进行改性包括以下步骤：

（1）将纳米氧化铝、质量浓度30%的二甲基甲酰胺溶液及酸溶液按照1g：25mL：10mL的料液比混合，控制温度65℃下搅拌混合30min，过滤，分别用水和无水乙醇洗涤，130℃下真空干燥30min得初级改性纳米氧化铝；

（2）将初级改性纳米氧化铝与化学剪切液按照1g：15mL的料液比混合，加热至230℃，水热反应4h，冷却，水洗，得次级改性纳米氧化铝；

（3）次级改性纳米氧化铝与质量浓度50%的高氯酸按照1g：20mL的料液比混合均匀，加热至90℃保持24小时，冷却，过滤，水洗，真空干燥后得改性纳米氧化铝。

贴面浆料配料方法为：将水性耐水解聚氨酯A型与水性聚氨酯B型先混合进行搅拌，然后将水性填料、水性助剂按比例分别加预先混合好的水性聚氨酯树脂中再度搅拌均匀，搅拌的同时进行超声振动，超声功率25kw。

含浸浆料的配料方法为：将水性耐水解聚氨酯C型与水性耐水解聚氨酯B型按比例混合搅拌，然后按比例分别加入水性填料、水性发泡剂、水性稳泡剂、环保型阻燃剂，分散均匀后，加入水性增稠剂调节含浸浆料所需要的粘度，搅拌的同时进行超声振动，超声功率25kw。

贴面工艺为：配好的贴面水性聚氨酯贴面用浆料，用干法移膜加工方法进行加工，设置涂台间隙为0.25mm、车速为10米/分钟；干燥温度第一段中波红外温度55℃、第二段热风干燥温度60℃、第三段热风干燥温度100℃；用一涂法湿贴工艺，在超细纤维无纺布上贴合浆料。

含浸工艺为：将已配好的含浸料，用泵导入浸渍槽，把经过贴面的超细纤维无纺布经过含浸槽，再通过含浸料渗透与压挤；超细纤维无纺布在槽内反复运行，经过反复碾压，然后经过中波红外加热预烘，再经过热风干燥进行烘干。

经过水性含浸工艺完成后的超细纤维无纺布→碱液浸扎→高温汽蒸→多道冲洗→超声波清洗→中和→冲洗→干燥→揉缩→磨革→上油定型→贝斯收卷，得到水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯。

实施例3

一种水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯的制备方法，包括以下步骤：在离型纸上涂覆水性聚氨酯浆料，粘贴超细纤维无纺布，进行红外加热和热风干燥；冷却后，再进行含浸制得水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯；其中，贴面浆料配方为：水性耐水解聚氨酯A型50份、水性不耐水解聚氨酯B型50份、水性色膏1份、水性增稠剂0.5份、水性流平剂1.5份、水性消泡剂0.2份、环保型填料15份，5份的改性纳米二氧化硅；含浸浆料配方为：水性耐水解发泡型聚氨酯C型60份、水性耐水解树脂B型40份、水性发泡剂2份、水性色浆1份、水性增稠剂0.3份、水性稳泡剂6份、环保型阻燃剂2份、水性填料12份。

纳米二氧化硅进行改性包括以下步骤：

（1）将纳米二氧化硅、质量浓度50%的二甲基甲酰胺溶液及酸溶液按照1g：30mL：12mL的料液比混合，控制温度85℃下搅拌混合50min，过滤，分别用水和无水乙醇洗涤， 150℃下真空干燥60min得初级改性纳米二氧化硅；

（2）将初级改性纳米二氧化硅与化学剪切液按照1g： 30mL的料液比混合，加热至260℃，水热反应6h，冷却，水洗，得次级改性纳米二氧化硅；

（3）次级改性纳米二氧化硅与质量浓度60%的高氯酸按照1g 30mL的料液比混合均匀，加热至150℃保持24小时，冷却，过滤，水洗，真空干燥后得改性纳米二氧化硅。

纳米无机化合物颗粒为纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化铝、纳米氧化锌中的一种。

贴面浆料配料方法为：将水性耐水解聚氨酯A型与水性聚氨酯B型先混合进行搅拌，然后将水性填料、水性助剂按比例分别加预先混合好的水性聚氨酯树脂中再度搅拌均匀，搅拌的同时进行超声振动。

含浸浆料的配料方法为：将水性耐水解聚氨酯C型与水性耐水解聚氨酯B型按比例混合搅拌，然后按比例分别加入水性填料、水性发泡剂、水性稳泡剂、环保型阻燃剂，分散均匀后，加入水性增稠剂调节含浸浆料所需要的粘度，搅拌的同时进行超声振动。

贴面工艺为：配好的贴面水性聚氨酯贴面用浆料，用干法移膜加工方法进行加工，设置涂台间隙为0.35mm、车速为12米/分钟；干燥温度第一段中波红外温度65℃、第二段热风干燥温度70℃、第三段热风干燥温度110℃；用一涂法湿贴工艺，在超细纤维无纺布上贴合浆料。

含浸工艺为：将已配好的含浸料，用泵导入浸渍槽，把经过贴面的超细纤维无纺布经过含浸槽，再通过含浸料渗透与压挤；超细纤维无纺布在槽内反复运行，经过反复碾压，然后经过中波红外加热预烘，再经过热风干燥进行烘干。

经过水性含浸工艺完成后的超细纤维无纺布→碱液浸扎→高温汽蒸→多道冲洗→超声波清洗→中和→冲洗→干燥→揉缩→磨革→上油定型→贝斯收卷，得到水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯。

Claims (4)

1.一种水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯的制备方法，包括以下步骤：在离型纸上涂覆水性聚氨酯浆料，粘贴超细纤维无纺布，进行红外加热和热风干燥；冷却后，再进行含浸制得水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯，其特征在于，贴面浆料配方包括：水性耐水解聚氨酯A型50份、水性不耐水解聚氨酯B型50份、水性色膏0.15-1份、水性增稠剂0.1-0.5份、水性流平剂0.8-1.5份、水性消泡剂0.05-0.2份、环保型填料10-15份；含浸浆料配方包括：水性耐水解发泡型聚氨酯C型60份、水性耐水解树脂B型40份、水性发泡剂0.5-2份、水性色浆0.5-1份、水性增稠剂0.1-0.3份、水性稳泡剂2-6份、环保型阻燃剂1-2份、水性填料8-12份；

其中，水性耐水解聚氨酯A型牌号Impranil DLU，购自德国拜耳；

水性不耐水解聚氨酯B型牌号DG-6061，购自烟台道成；

水性耐水解发泡型聚氨酯C型牌号Imparnil LPRSC 1380，购自德国拜耳；

水性耐水解树脂B型牌号DG-6915，购自烟台道成；

贴面浆料中还包括3-5份的改性纳米无机化合物颗粒；纳米无机化合物颗粒进行改性包括以下步骤：

（1）将纳米无机化合物颗粒、质量浓度30-50%的二甲基甲酰胺溶液及酸溶液按照1g：25-30mL：10-12mL的料液比混合，控制温度65-85℃下搅拌混合30-50min，过滤，分别用水和无水乙醇洗涤，130-150℃下真空干燥30-60min得初级改性纳米无机化合物颗粒；

（2）将初级改性纳米无机化合物颗粒与化学剪切液按照1g：15-30mL的料液比混合，加热至230-260℃，水热反应4-6h，冷却，水洗，得次级改性纳米无机化合物颗粒；

（3）次级改性纳米无机化合物颗粒与质量浓度50-60%的高氯酸按照1g：20-30mL的料液比混合均匀，加热至90-150℃保持24小时，冷却，过滤，水洗，真空干燥后得改性纳米无机化合物颗粒；纳米无机化合物颗粒为纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化铝、纳米氧化锌中的一种。

2.根据权利要求1所述的一种水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯的制备方法，其特征在于，贴面工艺为：配好的贴面水性聚氨酯贴面用浆料，用干法移膜加工方法进行加工，设置涂台间隙为0.15-0.35mm、车速为8-12米/分钟；干燥温度第一段中波红外温度40℃-65℃、第二段热风干燥温度50℃-70℃、第三段热风干燥温度80℃-110℃；用一涂法湿贴工艺，在超细纤维无纺布上贴合浆料。

3.根据权利要求1所述的一种水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯的制备方法，其特征在于，含浸工艺为：将已配好的含浸料，用泵导入浸渍槽，把经过贴面的超细纤维无纺布经过含浸槽，再通过含浸料渗透与压挤；超细纤维无纺布在槽内反复运行，经过反复碾压，然后经过中波红外加热预烘，再经过热风干燥进行烘干。

4.根据权利要求1所述的一种水性聚氨酯含浸超细纤维合成革贝斯的制备方法，其特征在于，经过水性含浸工艺完成后的超细纤维无纺布→碱液浸扎→高温汽蒸→多道冲洗→超声波清洗→中和→冲洗→干燥→揉缩→磨革→上油定型→贝斯收卷。