CN109826021A - 一种抗静电有机硅合成革及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗静电有机硅合成革，所述合成革由上到下依次为表层、面层、底层和基材层，所述表层为丙烯酰胺水凝胶，所述面层包括以下重量配比的组分：乙烯基硅树脂15‑65份，甲基乙烯基硅油10‑25份，交联剂5‑20份，铂金催化剂0.1‑1.2份，抑制剂0.01‑0.4份，填料5‑25份，色膏0‑5份，所述底层包括以下重量配比的组分：基胶30‑70份，乙烯基硅树脂5‑20份，铂金催化剂0.1‑1.2份，抑制剂0.01‑0.4份，交联剂5‑15份，填料5‑25，色膏0‑5份；本发明制备的有机硅合成革具有良好的抗静电、耐磨、耐刮擦、耐划伤和柔软顺滑的特性，能够减少灰尘吸附。
Description
技术领域
本发明涉及合成革技术领域，具体涉及一种抗静电有机硅合成革及制备方法。
背景技术
合成革是指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，目前生产合成革的弹性材料主要为聚氨酯橡胶(PU)和弹性聚氯乙烯(PVC)溶胶两种，尤其是聚氨酯合成革具有强度高、耐磨、耐寒、透气、耐老化、耐溶剂、质地柔软、外观漂亮等优点，加工性能也好，是代替天然皮革较为理想的仿革制品，但在制造、使用和废弃回收过程中容易产生环境危害，随着人们环保安全意识的逐渐性增强，环保绿色产品均成为各个行业发展的目标产品，有机硅合成革可避免传统合成革溶剂有害物对环境及人体的危害，同时具有防水防污、耐老化、耐温、耐水解、手感好等性质，是传统合成革的优良替代产品，然而由于硅胶本身的绝缘性，导致其表面极易累积静电和沾灰，影响使用。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种抗静电有机硅合成革及制备方法。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
一种抗静电有机硅合成革，所述合成革由上到下依次为表层、面层、底层和基材层，所述表层为丙烯酰胺水凝胶，所述面层包括以下重量配比的组分：乙烯基硅树脂15-65份，甲基乙烯基硅油10-25份，交联剂5-20份，铂金催化剂0.1-1.2份，抑制剂0.01-0.4份，填料5-25份，色膏0-5份，所述底层包括以下重量配比的组分：基胶30-70份，乙烯基硅树脂5-20份，铂金催化剂0.1-1.2份，抑制剂0.01-0.4份，交联剂5-15份，填料5-25份，色膏0-5份；
优选地，所述基材包括但不限于机织布、针织布、非织造布、复合织物或超纤布；
优选地，所述表层中可添加有抗静电剂，所述抗静电剂为导电的高分子化合物；进一步优选为聚-2’-丁磺酸基甲醚-3,4-乙撑二氧噻吩；
优选地，所述乙烯基硅树脂为乙烯基MQ硅树脂或乙烯基MTQ树脂，乙烯基含量在2-5％；
优选地，所述铂金催化剂为氯铂酸异丙醇溶液、氯铂酸四氢呋喃溶液、氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷配合物、氯铂酸-1,3,5,7-四乙烯基-1,3,5,7-四甲基-环四硅氧烷或氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷的一种，铂金催化剂中铂原子含量为500-100000ppm；
优选地，所述抑制剂为甲基丁炔醇、乙炔基环己醇或其混合物；
优选地，所述交联剂为至少三个氢原子直接与硅相连接的有机硅氧烷低聚物，即低粘度的线型甲基氢硅油；
优选地，所述填料为白炭黑、氧化铝、碳酸钙、硅藻土或其混合物；
上述的抗静电有机硅合成革的制备方法，包括以下步骤：
(1)按比例配制好面层原料，将其涂覆于离型纸或离型膜上，在80-130℃温度下硫化2-10min，形成面层；按比例配制好底层原料，将其涂覆于已硫化的面层上，在80-130℃温度下硫化2-10min，形成底层；将底层原料涂覆于已硫化的底层上，贴合上基材，在80-130℃温度下硫化2-10min，剥除离型纸或离型膜制得合成革；
(2)配制0.5wt.％的偶氮二异丁腈AIBN、偶氮二异庚腈ABVN复合引发体系的乙醇溶液，在合成革表面进行均匀喷涂，喷涂量为80-150ml/m2，待溶剂蒸发；
(3)将等摩尔比例的N，N-二甲基丙烯酰胺单体、丙烯酰胺单体、丙烯酸及占单体质量1％的交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶解在蒸馏水中以形成1mol/L单体溶液，搅拌30min，加入单体质量2％的过硫酸钾和亚硫酸氢钠作为氧化还原引发剂，氧化剂和还原剂的比例为1:1，聚合溶液混合搅拌30min，密封后在室温(25℃)下聚合24h，加入抗静电剂或导电化合物，在合成革表面进行均匀喷涂，喷涂量为150-250ml/m2，光热处理引发聚合，水洗除去未交联的聚合物，干燥制得。
本发明的有益效果为：
本发明通过合理设计底层胶和面层胶的化学组成，底层为两个连接面提供牢靠的层间沾合，赋予有机硅合成革柔软顺滑的特性，面层赋予有机硅干爽耐磨的特性，使得有机硅合成革能够减少灰尘吸附，提高耐磨性、耐刮擦、耐划伤等特性。
在疏水的合成革表面喷涂疏水性引发剂溶液使疏水的合成革表面发生溶胀，部分疏水性引发剂扩散进入合成革表面，形成低浓度的引发剂扩散层；
水凝胶预聚体在合成革表面的喷涂，使得合成革表面上亲水性引发剂与疏水性引发剂相互渗透，聚合物在引发剂下发生交联，在合成革表面生成与合成革结合紧密的丙烯酰胺水凝胶表层，赋予合成革亲水性的表面，其易吸收环境水分，通过氢键与空气中的水分相结合，形成导电层，使产生的静电荷迅速泄漏。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的结构示意图。
附图标记：1-表层，2-面层，3-底层，4-基材层。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
本发明的实施例涉及一种抗静电有机硅合成革，所述合成革由上到下依次为表层、面层、底层和基材层，所述表层为丙烯酰胺水凝胶，所述面层包括以下重量配比的组分：乙烯基硅树脂15-65份，甲基乙烯基硅油10-25份，交联剂5-20份，铂金催化剂0.1-1.2份，抑制剂0.01-0.4份，填料5-25份，色膏0-5份，所述底层包括以下重量配比的组分：基胶30-70份，乙烯基硅树脂5-20份，铂金催化剂0.1-1.2份，抑制剂0.01-0.4份，交联剂5-15份，填料5-25份，色膏0-5份；
水凝胶是一种具有网状交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团和亲水残基，将水分子连接在网状内部的高分子体系，具有低磨和抗污的特性，将其作为表层引入有机硅合成革，不仅赋予其柔软的性质，同时亲水性的表面易吸收环境水分，通过氢键与空气中的水分相结合，形成一个导电层，使产生的静电荷迅速泄漏而达到抗静电目的；
优选地，所述基材包括但不限于机织布、针织布、非织造布、复合织物或超纤布；
优选地，所述表层中可添加有抗静电剂，所述抗静电剂为导电的高分子化合物；进一步优选为聚-2’-丁磺酸基甲醚-3,4-乙撑二氧噻吩；
表层中添加导电的高分子化合物作为抗静电剂，进一步增强有机硅合成革的抗静电性能，使其抗静电性能不受环境湿度影响；
优选地，所述乙烯基硅树脂为乙烯基MQ硅树脂或乙烯基MTQ树脂，乙烯基含量在2-5％；
优选地，所述铂金催化剂为氯铂酸异丙醇溶液、氯铂酸四氢呋喃溶液、氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷配合物、氯铂酸-1,3,5,7-四乙烯基-1,3,5,7-四甲基-环四硅氧烷或氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷的一种，铂金催化剂中铂原子含量为500-100000ppm；
优选地，所述抑制剂为甲基丁炔醇、乙炔基环己醇或其混合物；
优选地，所述交联剂为至少三个氢原子直接与硅相连接的有机硅氧烷低聚物，即低粘度的线型甲基氢硅油。
实施例1
一种抗静电有机硅合成革，所述合成革由上到下依次为表层、面层、底层和基材层，所述表层为丙烯酰胺水凝胶，所述面层包括以下重量配比的组分：乙烯基硅树脂35份，甲基乙烯基硅油25份，交联剂8份，铂金催化剂0.4份，抑制剂0.1份，填料10份，色膏0份，所述底层包括以下重量配比的组分：基胶70份，乙烯基硅树脂8份，铂金催化剂0.4份，抑制剂0.1份，交联剂10份，填料10份，色膏5份；所述抗静电有机硅合成革的制备包括以下步骤：
1、合成革制备
按比例配制好面层原料，将其涂覆于离型纸或离型膜上，在80-130℃温度下硫化2-10min，形成面层；按比例配制好底层原料，将其涂覆于已硫化的面层上，在80-130℃温度下硫化2-10min，形成底层；将底层原料涂覆于已硫化的底层上，贴合上基材，在80-130℃温度下硫化2-10min，剥除离型纸或离型膜制得合成革；
2、引发剂表面扩散
配制0.5wt.％的偶氮二异丁腈AIBN、偶氮二异庚腈ABVN复合引发体系的乙醇溶液，在合成革表面进行均匀喷涂，喷涂量为80-150ml/m2，待溶剂蒸发；
3、预聚体配制与处理
将等摩尔比例的N，N-二甲基丙烯酰胺单体、丙烯酰胺单体、丙烯酸及占单体质量1％的交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶解在蒸馏水中以形成1mol/L单体溶液，搅拌30min，加入单体质量2％的过硫酸钾和亚硫酸氢钠作为氧化还原引发剂，氧化剂和还原剂的比例为1:1，聚合溶液混合搅拌30min，密封后在室温(25℃)下聚合24h，加入体系重量1％的抗静电剂，在合成革表面进行均匀喷涂，喷涂量为150-250ml/m2，光热处理引发聚合，水洗除去未交联的聚合物，干燥制得。
所述抗静电剂为聚-2’-丁磺酸基甲醚-3,4-乙撑二氧噻吩；所述乙烯基硅树脂为乙烯基MQ硅树脂，乙烯基含量2％；所述铂金催化剂为氯铂酸异丙醇溶液，催化剂中铂原子含量为500ppm；所述抑制剂为甲基丁炔醇；所述填料为白炭黑。
实施例2
一种抗静电有机硅合成革，所述合成革由上到下依次为表层、面层、底层和基材层，所述表层为丙烯酰胺水凝胶，所述面层包括以下重量配比的组分：乙烯基硅树脂15-65(3565)份，甲基乙烯基硅油10份，交联剂18份，铂金催化剂1.0份，抑制剂0.4份，填料25份，色膏5份，所述底层包括以下重量配比的组分：基胶40份，乙烯基硅树脂18份，铂金催化剂1.0份，抑制剂0.4份，交联剂12份，填料25份；所述抗静电有机硅合成革的制备包括以下步骤：
1、合成革制备
按比例配制好面层原料，将其涂覆于离型纸或离型膜上，在80-130℃温度下硫化2-10min，形成面层；按比例配制好底层原料，将其涂覆于已硫化的面层上，在80-130℃温度下硫化2-10min，形成底层；将底层原料涂覆于已硫化的底层上，贴合上基材，在80-130℃温度下硫化2-10min，剥除离型纸或离型膜制得合成革；
2、引发剂表面扩散
配制0.5wt.％的偶氮二异丁腈AIBN、偶氮二异庚腈ABVN复合引发体系的乙醇溶液，在合成革表面进行均匀喷涂，喷涂量为80-150ml/m2，待溶剂蒸发；
3、预聚体配制与处理
将等摩尔比例的N，N-二甲基丙烯酰胺单体、丙烯酰胺单体、丙烯酸及占单体质量1％的交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶解在蒸馏水中以形成1mol/L单体溶液，搅拌30min，加入单体质量2％的过硫酸钾和亚硫酸氢钠作为氧化还原引发剂，氧化剂和还原剂的比例为1:1，聚合溶液混合搅拌30min，密封后在室温(25℃)下聚合24h，加入体系重量1％的抗静电剂，在合成革表面进行均匀喷涂，喷涂量为150-250ml/m2，光热处理引发聚合，水洗除去未交联的聚合物，干燥制得。
所述抗静电剂为聚-2’-丁磺酸基甲醚-3,4-乙撑二氧噻吩；所述乙烯基硅树脂为乙烯基MTQ硅树脂，乙烯基含量5％；所述铂金催化剂为氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷配合物，催化剂中铂原子含量为10000ppm；所述抑制剂为乙炔基环己醇；所述填料为碳酸钙。
对比例
一种有机硅合成革，所述合成革由上到下依次为表层、面层、底层和基材层，所述表层为丙烯酰胺水凝胶，所述面层包括以下重量配比的组分：乙烯基硅树脂15-65(3565)份，甲基乙烯基硅油10份，交联剂18份，铂金催化剂1.0份，抑制剂0.4份，填料25份，色膏5份，所述底层包括以下重量配比的组分：基胶40份，乙烯基硅树脂18份，铂金催化剂1.0份，抑制剂0.4份，交联剂12份，填料25份；所述有机硅合成革的制备包括以下步骤：
按比例配制好面层原料，将其涂覆于离型纸或离型膜上，在80-130℃温度下硫化2-10min，形成面层；按比例配制好底层原料，将其涂覆于已硫化的面层上，在80-130℃温度下硫化2-10min，形成底层；将底层原料涂覆于已硫化的底层上，贴合上基材，在80-130℃温度下硫化2-10min，剥除离型纸或离型膜制得合成革。
电阻测试：将各实施例样品在25℃下放置24h，万用表测定样品上距离为2.0cm的两个点间的电阻值；测试结果如下：
| 样品 | 表面电阻(Ω/2cm) |
| 实施例1 | 5100 |
| 实施例2 | 5400 |
| 对比例 | ∞ |
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.一种抗静电有机硅合成革，其特征在于，所述合成革由上到下依次为表层、面层、底层和基材层，所述表层为丙烯酰胺水凝胶，所述面层包括以下重量配比的组分：乙烯基硅树脂15-65份，甲基乙烯基硅油10-25份，交联剂5-20份，铂金催化剂0.1-1.2份，抑制剂0.01-0.4份，填料5-25份，色膏0-5份，所述底层包括以下重量配比的组分：基胶30-70份，乙烯基硅树脂5-20份，铂金催化剂0.1-1.2份，抑制剂0.01-0.4份，交联剂5-15份，填料5-25份，色膏0-5份。
2.根据权利要求1所述的一种抗静电有机硅合成革，其特征在于，所述基材包括但不限于机织布、针织布、非织造布、复合织物或超纤布。
3.根据权利要求1所述的一种抗静电有机硅合成革，其特征在于，所述表层中添加有抗静电剂，所述抗静电剂为导电的高分子化合物；优选为聚-2’-丁磺酸基甲醚-3,4-乙撑二氧噻吩。
4.根据权利要求1所述的一种抗静电有机硅合成革，其特征在于，所述乙烯基硅树脂为乙烯基MQ硅树脂或乙烯基MTQ树脂，乙烯基含量在2-5％。
5.根据权利要求1所述的一种抗静电有机硅合成革，其特征在于，所述铂金催化剂为氯铂酸异丙醇溶液、氯铂酸四氢呋喃溶液、氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷配合物、氯铂酸-1,3,5,7-四乙烯基-1,3,5,7-四甲基-环四硅氧烷或氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷的一种，铂金催化剂中铂原子含量为500-100000ppm。
6.根据权利要求1所述的一种抗静电有机硅合成革，其特征在于，所述抑制剂为甲基丁炔醇、乙炔基环己醇或其混合物。
7.根据权利要求1所述的一种抗静电有机硅合成革，其特征在于，所述交联剂为至少三个氢原子直接与硅相连接的有机硅氧烷低聚物，即低粘度的线型甲基氢硅油。
8.根据权利要求1所述的一种抗静电有机硅合成革，其特征在于，所述填料为白炭黑、氧化铝、碳酸钙、硅藻土或其混合物。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种抗静电有机硅合成革，其特征在于，所述抗静电有机硅合成革的制备方法包括以下步骤：
(1)按比例配制好面层原料，将其涂覆于离型纸或离型膜上，在80-130℃温度下硫化2-10min，形成面层；按比例配制好底层原料，将其涂覆于已硫化的面层上，在80-130℃温度下硫化2-10min，形成底层；将底层原料涂覆于已硫化的底层上，贴合上基材，在80-130℃温度下硫化2-10min，剥除离型纸或离型膜制得合成革；
(2)配制0.5wt.％的偶氮二异丁腈AIBN、偶氮二异庚腈ABVN复合引发体系的乙醇溶液，在合成革表面进行均匀喷涂，喷涂量为80-150ml/m2，待溶剂蒸发；
(3)将等摩尔比例的N，N-二甲基丙烯酰胺单体、丙烯酰胺单体、丙烯酸及占单体质量1％的交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶解在蒸馏水中以形成1mol/L单体溶液，搅拌30min，加入单体质量2％的过硫酸钾和亚硫酸氢钠作为氧化还原引发剂，氧化剂和还原剂的比例为1:1，聚合溶液混合搅拌30min，密封后在室温(25℃)下聚合24h，加入抗静电剂或导电化合物，在合成革表面进行均匀喷涂，喷涂量为150-250ml/m2，光热处理引发聚合，水洗除去未交联的聚合物，干燥制得。
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