CN108453026A - 一种耐水解发泡牛二层革的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通过直接发泡工艺来生产耐水解牛二层革的方法，该方法的特征在于经阳离子聚氨酯预处理使牛二层革坯具有更高的层间剥离强度，使用的耐水解性水基聚氨酯发泡涂层本身具有泡孔结构，对天然皮革的透气透湿性能影响较小，同时能提供二层革革身柔软度和表面细腻度，得到了性能可以与天然头层皮革相媲美的耐水解发泡牛二层革。采用该方法可替代传统的转移涂层法，节约昂贵的离型纸资源，也可替代传统的基于溶剂聚氨酯的湿法（凝固法），消除有机溶剂污染，该方法可广泛用于牛皮二层革的制造，提高牛二层革产品的品质和附加值，应用前景广泛。

Description

一种耐水解发泡牛二层革的制备方法
技术领域
本发明属于皮革制造领域，具体涉及一种耐水解发泡牛二层革的制备方法。
背景技术
天然牛皮一般较厚，可以剖成两层或更多层，其头层皮大多用于高档天然皮革制品的加工，二层（牛二层）及其以下剖层革没有天然粒面，美观及实用性不如头层皮革，但二层皮革仍是天然皮革，是天然的吸湿性和尺寸稳定性真皮材料。
传统的牛二层革生产方法有两种，第一种一般是先磨面，再喷底层，锟涂中层，最后压花摔软，喷涂顶层，这种生产体系涂层厚实，缺乏泡感和回弹性，透气透湿性差，生产效率低，成本高；第二种称为转移涂层法，是先将聚氨酯涂覆在离型纸上，再通过干法转移涂层技术将聚氨酯膜贴合到磨面的二层革坯上，加工出表面类似头皮革的二层皮革，又称为“二层移膜皮革”，此方法制作的牛二层革卫生性能差（这里一般指透气透湿差）且手感较硬；另外，离型纸价格昂贵，售价高达50元/平米以上，严重推高了生产成本。
为了改善其透气透湿性能，湿法凝固工艺受到人们的青睐，其生产过程是先磨面，再用将溶剂型聚氨酯涂覆于革坯表面，然后置于18%左右的二甲基甲酰胺（DMF）水溶液中湿法凝固，水洗干燥后采用溶剂型聚氨酯涂覆面层，这种生产方法生产的牛二层革具有很好的泡感和回弹性，卫生性能优良，但在生产过程中一是大量产生含DMF的废水和废气，造成环境污染，同时产品DMF溶剂残留会遇到贸易壁垒，限制产品进入高档市场；二是传统的溶剂型聚氨酯耐水解性差，易因水解而粉化，且发泡涂层与革坯粘接不牢，剥离强度不高。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种耐水解发泡牛二层革的制备方法，其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下，所用物料的份数均为重量份数：
1.本发明提供一种耐水解发泡牛二层革的制备方法，其包括以下工艺步骤：
（1）阳离子水性聚氨酯封底剂、水性聚氨酯发泡浆料和面层浆料的制备，以重量份数计；
a）阳离子水性聚氨酯封底剂的制备：将70~90份固含量为15%~25%的阳离子水性聚氨酯、2~5份水性交联剂混合均匀；
b）水性聚氨酯发泡浆料的制备：将55～95份高固含水性聚氨酯、0.5～2份增稠剂、3～6份稳泡剂、0.2～1.6份流平剂、2～4份水性色浆、3～8份填充剂混合均匀，通过智能动态发生器制成泡沫浆料，得到发泡倍率为1.5~2.0倍、粘度为5000~10000 Pa•s的发泡浆料；
所述粘度为浆料温度为25 ℃时的粘度；
c）面层浆料的制备：将30~70份水性聚氨酯面层树脂、2~6份手感剂、1~3份消泡剂、2~4份流平剂、2~4份色浆混合均匀；
（2）发泡牛二层革的制备
a) 牛二层革坯封底处理：将步骤1所制备的阳离子水性聚氨酯封底剂喷涂在牛二层革坯表面，喷涂量为15~20 g/m2，然后在55~75 ℃烘箱中干燥3~5 min并熨平，得到阳离子水性聚氨酯封底的预处理牛二层革坯；b）涂刮发泡涂层：采用自动涂覆机将所述的水性聚氨酯发泡浆料刮涂在预处理的牛二层革坯上，刮涂浆料厚度为0.3~0.7mm，刮涂量为100~140g/m2，然后在75 -85℃烘箱中烘干；
c）涂层吸纹及表面处理：通过真空吸纹机对发泡涂层进行吸纹处理，赋予皮革表面纹路，吸纹温度60~80 ℃，时间3~10 s；然后使用自动旋转喷涂机将步骤1所制备的面层浆料喷涂在吸纹后的发泡牛二层革坯表面，喷涂量为30~50g/m2，经过75-85 ℃烘箱中烘干得到发泡牛二层革成品。
根据本发明提供的方法，其中，所述阳离子水性聚氨酯指聚醚型且分子主链上引入N-甲基二乙醇胺（N-MDEA）、N-乙基二乙醇胺（N-PDEA）或N-丙基二乙醇胺（N-BDEA）阳离子亲水扩链剂中的至少一种。
根据本发明提供的方法，其中，所述水性交联剂为聚碳化二亚胺、聚氮丙啶、环氧树脂或封端型多异氰酸酯中的至少一种。
根据本发明提供的方法，其中，所述高固含发泡水性聚氨酯固含量为50~60%的阴离子水性聚氨酯乳液，且根据合成时所用二元醇和异氰酸酯种类来分，所述高固含发泡水性聚氨酯为聚醚型或聚碳酸酯型脂肪族或芳香族中的至少一种。
根据本发明提供的方法，其中，所述水性聚氨酯面层树脂为弹性模量50~70 MPa、耐磨耐刮性优良的脂肪族或芳香族聚醚型或聚碳酸酯型水性聚氨酯中的至少一种。
根据本发明提供的方法，其中，所述增稠剂为聚丙烯酸酯类碱增稠剂或聚氨酯类缔合增稠剂中的至少一种。
根据本发明提供的方法，其中，所述稳泡剂为硬脂酰胺乳液、烷基醇酰胺或有机硅匀泡剂中的至少一种。
根据本发明提供的方法，其中，所述填充剂为纤维木质粉或高岭土中的至少一种。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果。
（1）阳离子封底预处理后的牛二层革坯与阴离子发泡涂层粘合牢度更高，有效的提高了发泡牛二层革的剥离强度。
（2）本发明所使用的水基聚氨酯全部为耐水解性优良的聚醚或聚碳酸酯型聚氨酯，成革耐水解性优良，不易粉化，大幅提高了产品的使用寿命。
（3）相比传统湿法凝固浴工艺，发泡牛二层革的制造过程中，不使用任何溶剂，所使用的原料及助剂均为水性材料，整个工艺零污染，零水耗，符合环保要求，是绿色环保产品。
（4）相比于磨面二层革、移膜二层革性能相比，发泡牛二层革采用特殊的发泡工艺和稳泡匀泡技术，成革透气透湿性能优良，同时增强了革身的柔软度和丰满弹性，表面细腻，吸纹定型性好。
（5）本发明采用直接涂层法，不需要昂贵的离型纸作载体，生产成本低，提高了产品的市场竞争力。
附图说明
图1为本发明所涉及的一种耐水解发泡牛二层革的涂层结构。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
实施例1：
（1）阳离子水性聚氨酯封底剂、水性聚氨酯发泡浆料和面层浆料的制备，以重量份数计
a）阳离子水性聚氨酯封底剂的制备：将70份固含量为25%的N-甲基二乙醇胺（N-MDEA）型阳离子水性聚氨酯、2份环氧树脂水性交联剂混合均匀；
b）水性聚氨酯发泡浆料的制备：将55份固含量为50%的阴离子脂肪族聚醚型发泡水性聚氨酯、0.5份聚丙烯酸酯类碱增稠剂、3份硬脂酰胺乳液稳泡剂、0.2份流平剂、2份水性色浆、3份纤维木质粉混合均匀，通过智能动态发生器制成泡沫浆料，得到发泡倍率为1.5倍、粘度为5000 Pa•s的发泡浆料；
所述粘度为浆料温度为25 ℃时的粘度；
c）面层浆料的制备：将30份弹性模量为50 MPa的脂肪族聚醚型水性聚氨酯面层树脂、2份手感剂、1份消泡剂、2份流平剂、2份色浆混合均匀；
（2）发泡牛二层革的制备
a) 牛二层革坯封底处理：将步骤1所制备的阳离子水性聚氨酯封底剂喷涂在牛二层革坯表面，喷涂量为15g/m2，然后在55 ℃烘箱中干燥3 min并熨平，得到阳离子水性聚氨酯封底的预处理牛二层革坯；b）涂刮发泡涂层：采用自动涂覆机将所述的水性聚氨酯发泡浆料刮涂在预处理的牛二层革坯上，刮涂浆料厚度为0.3mm，刮涂量为100g/m2，然后在75℃烘箱中烘干；
c）涂层吸纹及表面处理：通过真空吸纹机对发泡涂层进行吸纹处理，赋予皮革表面纹路，吸纹温度60~80 ℃，时间3~10 s；然后使用自动旋转喷涂机将步骤1所制备的面层浆料喷涂在吸纹后的发泡牛二层革坯表面，喷涂量为30g/m2，经过75 ℃烘箱中烘干得到发泡牛二层革成品。
采用以上方法制备的发泡牛二层革，经皮革柔软度测试得到柔软度数值为6.5，皮革涂层剥离强度测试中，干态剥离强度可达到2.5 kgf/cm，满足常规物理机械性能条件下，透水汽性≥3000g•cm-1•24h-1，透气性≥2700ml/cm2•h，耐水解性满足丛林试验要求（75℃，95%RH，168h，性能下降≤10%）。
实施例2：
（1）阳离子水性聚氨酯封底剂、水性聚氨酯发泡浆料和面层浆料的制备，以重量份数计
a）阳离子水性聚氨酯封底剂的制备：将80份固含量为20%的N-乙基二乙醇胺（N-PDEA）型阳离子水性聚氨酯、4份封端型多异氰酸酯交联剂混合均匀；
b）水性聚氨酯发泡浆料的制备：将70份固含量为55%的阴离子芳香族聚碳酸酯型发泡水性聚氨酯、1.5份聚氨酯类缔合增稠剂、5份有机硅匀泡剂、1份流平剂、3份水性色浆、5份高岭土混合均匀，，通过智能动态发生器制成泡沫浆料，得到发泡倍率为1.8倍、粘度为8000Pa•s的发泡浆料；
所述粘度为浆料温度为25 ℃时的粘度；
c）面层浆料的制备：将55份弹性模量为60 Mpa的脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯面层树脂、4份手感剂、2份消泡剂、3份流平剂、2~4份色浆混合均将55份弹性模量为60 MPa的芳香族水性聚氨酯面层树脂、4份手感剂、2份消泡剂、3份流平剂、3份色浆混合均匀；
（2）发泡牛二层革的制备
a) 牛二层革坯封底处理：将步骤1所制备的阳离子水性聚氨酯封底剂喷涂在牛二层革坯表面，喷涂量为18 g/m2，然后在60 ℃烘箱中干燥4 min并熨平，得到阳离子水性聚氨酯封底的预处理牛二层革坯；b）涂刮发泡涂层：采用自动涂覆机将所述的水性聚氨酯发泡浆料刮涂在预处理的牛二层革坯上，刮涂浆料厚度为0.5mm，刮涂量为120 g/m2，然后在80 ℃烘箱中烘干；
c）涂层吸纹及表面处理：通过真空吸纹机对发泡涂层进行吸纹处理，赋予皮革表面纹路，吸纹温度70 ℃，时间6 s；然后使用自动旋转喷涂机将步骤1所制备的面层浆料喷涂在吸纹后的发泡牛二层革坯表面，喷涂量为40 g/m2，经过80 ℃烘箱中烘干得到发泡牛二层革成品。
采用以上方法制备的发泡牛二层革，经皮革柔软度测试得到柔软度数值为6.7，皮革涂层剥离强度测试中，干态剥离强度可达到2.3 kgf/cm，满足常规物理机械性能条件下，透水汽性≥3250 g•cm-1•24h-1，透气性≥ 2750 ml/cm2•h，耐水解性满足丛林试验要求（75℃，95%RH，168h，性能下降≤10%）。
实施例3：
（1）阳离子水性聚氨酯封底剂、水性聚氨酯发泡浆料和面层浆料的制备，以重量份数计
a）阳离子水性聚氨酯封底剂的制备：将90份固含量为15%的N-乙基二乙醇胺（N-PDEA）和N-丙基二乙醇胺（N-BDEA）型阳离子水性聚氨酯、5份聚氮丙啶和环氧树脂复配交联剂混合均匀；
b）水性聚氨酯发泡浆料的制备：将95份固含量为60%的阴离子聚醚型和聚碳酸酯型发泡水性聚氨酯、2份聚丙烯酸酯类碱增稠剂和聚氨酯类缔合增稠剂复配物、6份硬脂酰胺乳液和烷基醇酰胺复配物、1.6份流平剂、4份水性色浆、8份纤维木质粉和高岭土混合均匀，通过智能动态发生器制成泡沫浆料，得到发泡倍率为2.0倍、粘度为10000 Pa•s的发泡浆料；
所述粘度为浆料温度为25 ℃时的粘度；
c）面层浆料的制备：将70份弹性模量70 Mpa的芳香族聚碳酸酯型水性聚氨酯面层树脂、6份手感剂、3份消泡剂、4份流平剂、4份色浆混合均匀；
（2）发泡牛二层革的制备
a) 牛二层革坯封底处理：将步骤1所制备的阳离子水性聚氨酯封底剂喷涂在牛二层革坯表面，喷涂量为20 g/m2，然后在75 ℃烘箱中干燥5 min并熨平，得到阳离子水性聚氨酯封底的预处理牛二层革坯；b）涂刮发泡涂层：采用自动涂覆机将所述的水性聚氨酯发泡浆料刮涂在预处理的牛二层革坯上，刮涂浆料厚度为0.7mm，刮涂量为140 g/m2，然后在85℃烘箱中烘干；
c）涂层吸纹及表面处理：通过真空吸纹机对发泡涂层进行吸纹处理，赋予皮革表面纹路，吸纹温度80 ℃，时间3 s；然后使用自动旋转喷涂机将步骤1所制备的面层浆料喷涂在吸纹后的发泡牛二层革坯表面，喷涂量为50g/m2，经过85 ℃烘箱中烘干得到发泡牛二层革成品。
采用以上方法制备的发泡牛二层革，经皮革柔软度测试得到柔软度数值为7，皮革涂层剥离强度测试中，干态剥离强度可达到2.1 kgf/cm，满足常规物理机械性能条件下，透水汽性≥3300 g•cm-1•24h-1，透气性≥2950 ml/cm2•h，耐水解性满足丛林试验要求（75℃，95%RH，168h，性能下降≤10%）。

Claims (8)

1.一种耐水解发泡牛二层革的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
（1）阳离子水性聚氨酯封底剂、水性聚氨酯发泡浆料和面层浆料的制备，以重量份数计
a）阳离子水性聚氨酯封底剂的制备：将70~90份固含量为15%~25%的阳离子水性聚氨酯、2~5份水性交联剂混合均匀；
b）水性聚氨酯发泡浆料的制备：将55～95份高固含水性聚氨酯、0.5～2份增稠剂、3～6份稳泡剂、0.2～1.6份流平剂、2～4份水性色浆、3～8份填充剂混合均匀，通过智能动态发生器制成泡沫浆料，得到发泡倍率为1.5~2.0倍、粘度为5000~10000 Pa•s的发泡浆料；
所述粘度为浆料温度为25 ℃时的粘度；
c）面层浆料的制备：将30~70份水性聚氨酯面层树脂、2~6份手感剂、1~3份消泡剂、2~4份流平剂、2~4份色浆混合均匀；
（2）发泡牛二层革的制备
a) 牛二层革坯封底处理：将步骤1所制备的阳离子水性聚氨酯封底剂喷涂在牛二层革坯表面，喷涂量为15~20 g/m2，然后在55~75 ℃烘箱中干燥3~5 min并熨平，得到阳离子水性聚氨酯封底的预处理牛二层革坯；b）涂刮发泡涂层：采用自动涂覆机将所述的水性聚氨酯发泡浆料刮涂在预处理的牛二层革坯上，刮涂浆料厚度为0.3~0.7mm，刮涂量为100~140g/m2，然后在75 -85℃烘箱中烘干；
c）涂层吸纹及表面处理：通过真空吸纹机对发泡涂层进行吸纹处理，赋予皮革表面纹路，吸纹温度60~80 ℃，时间3~10 s；然后使用自动旋转喷涂机将步骤1所制备的面层浆料喷涂在吸纹后的发泡牛二层革坯表面，喷涂量为30~50g/m2，经过75-85 ℃烘箱中烘干得到发泡牛二层革成品。
2.根据权利要求1所述的一种耐水解发泡牛二层革的制备方法，其特征在于所述阳离子水性聚氨酯指聚醚型且分子主链上引入N-甲基二乙醇胺（N-MDEA）、N-乙基二乙醇胺（N-PDEA）或N-丙基二乙醇胺（N-BDEA）阳离子亲水扩链剂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种耐水解发泡牛二层革的制备方法，其特征在于所述水性交联剂为聚碳化二亚胺、聚氮丙啶、环氧树脂或封端型多异氰酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种耐水解发泡牛二层革的制备方法，其特征在于所述高固含发泡水性聚氨酯固含量为50~60%的阴离子水性聚氨酯乳液，且根据合成时所用二元醇和异氰酸酯种类来分，所述高固含发泡水性聚氨酯为聚醚型或聚碳酸酯型脂肪族或芳香族中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种耐水解发泡牛二层革的制备方法，其特征在于所述水性聚氨酯面层树脂为弹性模量50~70 MPa、耐磨耐刮性优良的脂肪族或芳香族聚醚型或聚碳酸酯型水性聚氨酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种耐水解发泡牛二层革的制备方法，其特征在于所述增稠剂为聚丙烯酸酯类碱增稠剂或聚氨酯类缔合增稠剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种耐水解发泡牛二层革的制备方法，其特征在于所述稳泡剂为硬脂酰胺乳液、烷基醇酰胺或有机硅匀泡剂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种耐水解发泡牛二层革的制备方法，其特征在于所述填充剂为纤维木质粉或高岭土中的至少一种。
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