CN105603767B - 一种基于连续淋涂法的聚氨酯合成革清洁生产工艺 - Google Patents

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Abstract

一种基于连续淋涂法的聚氨酯合成革清洁生产工艺，基材由放卷机放出，经过第一台淋涂机在基材上淋涂封底浆料，干燥后得到封底基材。封底基材经过第二台淋涂机，在封底涂层上淋涂发泡浆料，固化后得到发泡基材。发泡基材经过第三台淋涂机，在发泡层上淋涂面层浆料，干燥后得到半成品聚氨酯合成革。半成品聚氨酯合成革经过常规的后整理工序，即可得到成品聚氨酯合成革。本发明的工艺中不使用任何有机溶剂，没有任何溶剂污染；所述的工艺操作简单，工艺稳定；聚氨酯合成革成品中任何溶剂的含量均小于3ppm。

Description

一种基于连续淋涂法的聚氨酯合成革清洁生产工艺
技术领域
本发明属于合成革技术领域，涉及合成革的生产方法，特别涉及一种基于连续淋涂法的聚氨酯合成革清洁生产工艺。
背景技术
合成革是模拟天然皮革的组织结构和使用性能，并可作为天然皮革代用品的复合材料。通常以无纺布模拟网状层，以微孔聚氨酯涂层模拟粒面层，所得到的合成革正、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皮革，广泛用于制作鞋、靴、箱包和球类等。2014年国内合成革消费量约为45.5亿平方米，其生产总量排名世界第一。预计在2015至2020年间平均复合增长率约为16.3％，2020年市场需求量约为5.85亿立方米。
目前，聚氨酯合成革的生产主要采用溶剂型的生产工艺，其基本工艺流程如下:先将非织造布采用溶剂型聚氨酯湿法凝固涂层(即底层)，再水洗、干燥，然后采用溶剂型聚氨酯干法移膜涂层(即上层)。采用这种生产工艺存在以下重大的技术问题。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，利用滚涂机涂布在非织造布的表面，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。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。而且，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。其二，采用溶剂型聚氨酯湿法凝固涂层工艺，干燥需要较大的能耗，目前，一条生产线所需的能耗为电能115KW/小时，蒸汽70万大卡/小时。其三，采用溶剂型聚氨酯湿法凝固涂层工艺，需要专门的DMF回收装置，同时也需要较高的能耗，目前，就一套月回收20吨DMF的装置投入在350万元左右。其四，采用溶剂型聚氨酯干法移膜涂层作顶层，这种工艺是将溶剂型聚氨酯浆料，利用刮涂机涂布在离型纸的表面，然后与带有湿法移凝固涂层的非织造布贴合，干燥后剥离，将聚氨酯膜转移到湿法移膜层的表面，最终得到合成革。由于这种工艺采用溶剂型涂饰系统，含有大量的有毒有机溶剂，如TOL(甲苯)、MEK(甲乙酮)和THF(四氢呋喃)等。在生产过程中这些有机溶剂极易挥发，严重污染环境并且对现场操作人员的身体健康造成威胁。
依据上述传统的溶剂型生产工艺，生产过程存在着严重的环境污染问题，是一个非清洁的生产过程。所得到的聚氨酯合成革中容易出现DMF的残留问题，对人体有较大的危害。所以，依据目前的发展趋势，研究清洁化的生产工艺，生产环境友好型的聚氨酯合成革是一个必然的趋势。
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基于连续淋涂法的聚氨酯合成革清洁生产工艺，该工艺中不使用任何有机溶剂，没有任何溶剂污染。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案；
一种基于连续淋涂法的聚氨酯合成革清洁生产工艺，包括以下步骤：
1)基材由放卷机放出，经过第一台淋涂机在基材上淋涂封底浆料，形成封底涂层，施涂量为50g～120g/m2，再干燥，得到封底基材；
2)封底基材经过第二台淋涂机，在封底涂层上淋涂发泡浆料，形成发泡涂层，施涂量为150g～200g/m2，再于130～150℃的条件下反应发泡并完全固化，得到发泡基材；
3)发泡基材经过第三台淋涂机，在发泡涂层上淋涂面层浆料，形成涂层，施涂量为80g～120g/m2，再干燥，得到半成品聚氨酯合成革；
4)半成品聚氨酯合成革经过压花、表面处理和揉纹工序，得到成品聚氨酯合成革。
所述步骤1)、3)中干燥的温度均为100～120℃。
所述基材为纺织布、无纺布、超细纤维合成革基布或天然二层皮革。
所述纺织布包括机织布和针织布。
所述封底浆料通过以下方法制得：以重量份数计，将80～90份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液和2～5份多苯基多亚甲基多异氰酸酯混合均匀，得到封底浆料。
所述发泡浆料通过以下方法制得：以重量份数计，向反应釜中加入相对分子质量为2000的聚四氢呋喃醚二醇40～50份、二苯基甲烷二异氰酸酯2.5～3.5份和二乙醇胺0.2～0.3份，在40～50℃的条件下反应10min，再加入相对分子质量为1000的聚四氢呋喃醚二醇20～25份和N-乙基吗啉0.1～0.3份，混合均匀，得到发泡浆料。
所述面层浆料通过以下方法制得：以重量份数计，将50～60份水性聚氨酯和1～2份增稠剂混合均匀，得到面层浆料。
面层浆料还包括着色剂，且着色剂的质量为面层浆料质量的3～10％。
所述水性聚氨酯为水性聚氨酯DG-6066，增稠剂为聚氨酯增稠剂。
所述基材的传送速度为5～10m/min。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明中基材由放卷机放出，经过第一台淋涂机在基材上淋涂封底浆料，干燥后得到封底基材。封底基材经过第二台淋涂机，在封底涂层上淋涂发泡浆料，固化后得到发泡基材。发泡基材经过第三台淋涂机，在发泡层上淋涂面层浆料，干燥后得到半成品聚氨酯合成革。半成品聚氨酯合成革经过常规的后整理工序，即可得到成品聚氨酯合成革。本发明的工艺中不使用任何有机溶剂，没有任何溶剂污染；并且工艺操作简单，工艺稳定；聚氨酯合成革成品中任何溶剂的含量均小于3ppm，是一种环保型的聚氨酯合成革。
进一步的，在面层浆料中，按成品颜色的不同，可以加入适量的着色剂。
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。
实施例1
1)设定传送速度为10m/min，基材由放卷机放出，经过第一台淋涂机在基材上淋涂封底浆料，形成封底涂层，施涂量为50g/m2，再进入烘箱中在110℃下干燥，得到封底基材；其中，基材为机织布，所述封底浆料通过以下方法制得：以重量份数计，将80份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(简称VAE乳液)和2份多苯基多亚甲基多异氰酸酯(简称PAPI，或称粗MDI)混合均匀，得到封底浆料。
2)封底基材经过第二台淋涂机，在封底涂层上淋涂发泡浆料，形成发泡涂层，施涂量为170g/m2，再进入烘箱，在150℃的条件下反应发泡并完全固化，得到发泡基材；其中，所述发泡浆料通过以下方法制得：以重量份数计，向反应釜中加入相对分子质量为2000的聚四氢呋喃醚二醇(又称聚四氢呋喃二醇2000，简称PTMG2000或PTMEG2000)40份、二苯基甲烷二异氰酸酯(简称MDI)3.5份和二乙醇胺0.2份，在42℃的条件下反应10min，再加入相对分子质量为1000的聚四氢呋喃醚二醇(又称聚四氢呋喃二醇1000，简称PTMG1000或PTMEG1000)20份和N-乙基吗啉0.1份，混合均匀，得到发泡浆料。
3)发泡基材经过第三台淋涂机，在发泡涂层上淋涂面层浆料，形成涂层，施涂量为120g/m2，再进入烘箱中在105℃下干燥，得到半成品聚氨酯合成革；其中，所述面层浆料通过以下方法制得：以重量份数计，将50份水性聚氨酯(如烟台道成化学有限公司的水性聚氨酯DG-6066)和1份聚氨酯增稠剂混合均匀，得到面层浆料。
4)半成品聚氨酯合成革经过压花、表面处理和揉纹工序，得到成品聚氨酯合成革。
实施例2
1)设定传送速度为5m/min，基材由放卷机放出，经过第一台淋涂机在基材上淋涂封底浆料，形成封底涂层，施涂量为120g/m2，再进入烘箱中在120℃下干燥，得到封底基材；其中，基材为无纺布，所述封底浆料通过以下方法制得：以重量份数计，将90份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(简称VAE乳液)和3份多苯基多亚甲基多异氰酸酯(简称PAPI，或称粗MDI)混合均匀，得到封底浆料。
2)封底基材经过第二台淋涂机，在封底涂层上淋涂发泡浆料，形成发泡涂层，施涂量为200g/m2，再进入烘箱，在140℃的条件下反应发泡并完全固化，得到发泡基材；其中，所述发泡浆料通过以下方法制得：以重量份数计，向反应釜中加入相对分子质量为2000的聚四氢呋喃醚二醇(又称聚四氢呋喃二醇2000，简称PTMG2000或PTMEG2000)45份、二苯基甲烷二异氰酸酯(简称MDI)2.5份和二乙醇胺0.3份，在47℃的条件下反应10min，再加入相对分子质量为1000的聚四氢呋喃醚二醇(又称聚四氢呋喃二醇1000，简称PTMG1000或PTMEG1000)25份和N-乙基吗啉0.3份，混合均匀，得到发泡浆料。
3)发泡基材经过第三台淋涂机，在发泡涂层上淋涂面层浆料，形成涂层，施涂量为100g/m2，再进入烘箱中在110℃下干燥，得到半成品聚氨酯合成革；其中，所述面层浆料通过以下方法制得：以重量份数计，将60份水性聚氨酯(如烟台道成化学有限公司的水性聚氨酯DG-6066)和2份聚氨酯增稠剂混合均匀，得到面层浆料。
4)半成品聚氨酯合成革经过压花、表面处理和揉纹工序，得到成品聚氨酯合成革。
实施例3
1)设定传送速度为15m/min，基材由放卷机放出，经过第一台淋涂机在基材上淋涂封底浆料，形成封底涂层，施涂量为70g/m2，再进入烘箱中在100℃下干燥，得到封底基材；其中，基材为超细纤维合成革基布，所述封底浆料通过以下方法制得：以重量份数计，将82份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(简称VAE乳液)和4份多苯基多亚甲基多异氰酸酯(简称PAPI，或称粗MDI)混合均匀，得到封底浆料。
2)封底基材经过第二台淋涂机，在封底涂层上淋涂发泡浆料，形成发泡涂层，施涂量为150g/m2，再进入烘箱，在130℃的条件下反应发泡并完全固化，得到发泡基材；其中，所述发泡浆料通过以下方法制得：以重量份数计，向反应釜中加入相对分子质量为2000的聚四氢呋喃醚二醇(又称聚四氢呋喃二醇2000，简称PTMG2000或PTMEG2000)50份、二苯基甲烷二异氰酸酯(简称MDI)3份和二乙醇胺0.25份，在45℃的条件下反应10min，再加入相对分子质量为1000的聚四氢呋喃醚二醇(又称聚四氢呋喃二醇1000，简称PTMG1000或PTMEG1000)22份和N-乙基吗啉0.2份，混合均匀，得到发泡浆料。
3)发泡基材经过第三台淋涂机，在发泡涂层上淋涂面层浆料，形成涂层，施涂量为80g/m2，再进入烘箱中在100℃下干燥，得到半成品聚氨酯合成革；其中，所述面层浆料通过以下方法制得：以重量份数计，将55份水性聚氨酯(如烟台道成化学有限公司的水性聚氨酯DG-6066)和1.5份聚氨酯增稠剂混合均匀，得到面层浆料。
4)半成品聚氨酯合成革经过压花、表面处理和揉纹工序，得到成品聚氨酯合成革。
实施例4
1)设定传送速度为7m/min，基材由放卷机放出，经过第一台淋涂机在基材上淋涂封底浆料，形成封底涂层，施涂量为90g/m2，再进入烘箱中在100℃下干燥，得到封底基材；其中，基材为天然二层皮革，所述封底浆料通过以下方法制得：以重量份数计，将85份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(简称VAE乳液)和5份多苯基多亚甲基多异氰酸酯(简称PAPI，或称粗MDI)混合均匀，得到封底浆料。
2)封底基材经过第二台淋涂机，在封底涂层上淋涂发泡浆料，形成发泡涂层，施涂量为180g/m2，再进入烘箱，在135℃的条件下反应发泡并完全固化，得到发泡基材；其中，所述发泡浆料通过以下方法制得：以重量份数计，向反应釜中加入相对分子质量为2000的聚四氢呋喃醚二醇(又称聚四氢呋喃二醇2000，简称PTMG2000或PTMEG2000)48份、二苯基甲烷二异氰酸酯(简称MDI)2.8份和二乙醇胺0.2份，在40℃的条件下反应10min，再加入相对分子质量为1000的聚四氢呋喃醚二醇(又称聚四氢呋喃二醇1000，简称PTMG1000或PTMEG1000)23份和N-乙基吗啉0.1份，混合均匀，得到发泡浆料。
3)发泡基材经过第三台淋涂机，在发泡涂层上淋涂面层浆料，形成涂层，施涂量为90g/m2，再进入烘箱中在120℃下干燥，得到半成品聚氨酯合成革；其中，所述面层浆料通过以下方法制得：以重量份数计，将52份水性聚氨酯(如烟台道成化学有限公司的水性聚氨酯DG-6066)、1份聚氨酯增稠剂和着色剂混合均匀，得到面层浆料。着色剂的质量为面层浆料质量的3％。
4)半成品聚氨酯合成革经过压花、表面处理和揉纹工序，得到成品聚氨酯合成革。
实施例5
1)设定传送速度为12m/min，基材由放卷机放出，经过第一台淋涂机在基材上淋涂封底浆料，形成封底涂层，施涂量为100g/m2，再进入烘箱中在110℃下干燥，得到封底基材；其中，基材为针织布，所述封底浆料通过以下方法制得：以重量份数计，将88份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(简称VAE乳液)和4份多苯基多亚甲基多异氰酸酯(简称PAPI，或称粗MDI)混合均匀，得到封底浆料。
2)封底基材经过第二台淋涂机，在封底涂层上淋涂发泡浆料，形成发泡涂层，施涂量为190g/m2，再进入烘箱，在140℃的条件下反应发泡并完全固化，得到发泡基材；其中，所述发泡浆料通过以下方法制得：以重量份数计，向反应釜中加入相对分子质量为2000的聚四氢呋喃醚二醇(又称聚四氢呋喃二醇2000，简称PTMG2000或PTMEG2000)44份、二苯基甲烷二异氰酸酯(简称MDI)3.3份和二乙醇胺0.3份，在50℃的条件下反应10min，再加入相对分子质量为1000的聚四氢呋喃醚二醇(又称聚四氢呋喃二醇1000，简称PTMG1000或PTMEG1000)24份和N-乙基吗啉0.3份，混合均匀，得到发泡浆料。
3)发泡基材经过第三台淋涂机，在发泡涂层上淋涂面层浆料，形成涂层，施涂量为110g/m2，再进入烘箱中在115℃下干燥，得到半成品聚氨酯合成革；其中，所述面层浆料通过以下方法制得：以重量份数计，将58份水性聚氨酯(如烟台道成化学有限公司的水性聚氨酯DG-6066)、2份聚氨酯增稠剂和着色剂混合均匀，得到面层浆料。着色剂的质量为面层浆料质量的10％。
4)半成品聚氨酯合成革经过压花、表面处理和揉纹工序，得到成品聚氨酯合成革。
本发明的工艺中不使用任何有机溶剂，没有任何溶剂污染；所述的工艺操作简单，工艺稳定；聚氨酯合成革成品中任何溶剂的含量均小于3ppm。

Claims (7)

1.一种基于连续淋涂法的聚氨酯合成革清洁生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1)基材由放卷机放出，经过第一台淋涂机在基材上淋涂封底浆料，形成封底涂层，施涂量为50g～120g/m2，再干燥，得到封底基材；
2)封底基材经过第二台淋涂机，在封底涂层上淋涂发泡浆料，形成发泡涂层，施涂量为150g～200g/m2，再于130～150℃的条件下反应发泡并完全固化，得到发泡基材；
3)发泡基材经过第三台淋涂机，在发泡涂层上淋涂面层浆料，形成涂层，施涂量为80g～120g/m2，再干燥，得到半成品聚氨酯合成革；
4)半成品聚氨酯合成革经过压花、表面处理和揉纹工序，得到成品聚氨酯合成革；
所述步骤1)、3)中干燥的温度均为100～120℃；
所述发泡浆料通过以下方法制得：以重量份数计，向反应釜中加入相对分子质量为2000的聚四氢呋喃醚二醇40～50份、二苯基甲烷二异氰酸酯2.5～3.5份和二乙醇胺0.2～0.3份，在40～50℃的条件下反应10min，再加入相对分子质量为1000的聚四氢呋喃醚二醇20～25份和N-乙基吗啉0.1～0.3份，混合均匀，得到发泡浆料；
所述封底浆料通过以下方法制得：以重量份数计，将80～90份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液和2～5份多苯基多亚甲基多异氰酸酯混合均匀，得到封底浆料。
2.根据权利要求1所述的一种基于连续淋涂法的聚氨酯合成革清洁生产工艺，其特征在于：所述基材为机织布、针织布、无纺布或天然二层皮革。
3.根据权利要求1所述的一种基于连续淋涂法的聚氨酯合成革清洁生产工艺，其特征在于：所述基材为超细纤维合成革基布。
4.根据权利要求1所述的一种基于连续淋涂法的聚氨酯合成革清洁生产工艺，其特征在于：所述面层浆料通过以下方法制得：以重量份数计，将50～60份水性聚氨酯和1～2份增稠剂混合均匀，得到面层浆料。
5.根据权利要求1或4所述的一种基于连续淋涂法的聚氨酯合成革清洁生产工艺，其特征在于：面层浆料还包括着色剂，且着色剂的质量为面层浆料质量的3～10％。
6.根据权利要求4所述的一种基于连续淋涂法的聚氨酯合成革清洁生产工艺，其特征在于：所述水性聚氨酯为水性聚氨酯DG-6066，增稠剂为聚氨酯增稠剂。
7.根据权利要求1所述的一种基于连续淋涂法的聚氨酯合成革清洁生产工艺，其特征在于：所述基材的传送速度为5～10m/min。
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