CN110241619B - 一种人工皮革的防水后处理液及防水后处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人工皮革的防水后处理液,包括聚乙烯蜡,聚醚型改性硅油,和末端封闭型异氰酸酯;本发明还公开了一种人工皮革的防水后处理工艺,位于前处理工艺和染色工艺之后进行,所述防水后处理工艺于防水后处理液中进行,该防水后处理液包括聚乙烯蜡,聚醚型改性硅油,和末端封闭型异氰酸酯;将聚氨酯人工皮革基布置于处理液中,经过浸轧工艺处理后,于80‑130℃下预干燥0.5‑3分钟后,于110‑130℃下干热处理1‑3分钟,即得。本发明处理工艺简单,在不影响人造皮革本身性能和手感的前提下,处理得到的人造皮革防水效果佳,耐洗涤和耐候效果好,不含氟,更加环保经济。
Description
技术领域
本发明属于人工皮革的后处理领域,尤其是涉及一种人工皮革的防水后处理液及防水后处理工艺。
背景技术
目前,国内外生产的超细纤维绒面人工皮革,大多是以海岛超细纤维为原料,通过开松、梳理、成网,再由针刺(或水刺)机反复固结而成为坯布,然后经聚氨酯浸轧、凝固、碱液(或溶剂)溶去(或抽取)海的部分,最后经磨毛、染色、整理,即得成品。
通过以上材料和方法制备的绒面人造革已经十分广泛的应用于服装,箱包,装饰材料和汽车内饰等用途。并且根据使用用途的不同,对超细纤维绒面人工皮革的各种性能的要求也在不断提高。特别是应用于服装,箱包和汽车内饰等方面时,对超细纤维绒面人工皮革的防水性有着较高的要求。通过防水后处理,制备具有很好的防水性的超细纤维绒面人工皮革有着很大市场前景。
国内外很多的企业和科研部门对纺织品防水处理进行了很多的研究,包括使用氟碳化合物对织物进行后处理,使其具有疏水防水效果。如中国专利CN 106263176公开了《安全性高的防水织物结构加强面料》,其利用聚四氟乙烯层作为防水层;中国专利CN106637942公开了《环保型防水泳衣面料及其制备工艺》,其利用C6型氟碳化合物制得防水处理液。
但是传统氟碳化合物防水剂由于在大气环境中很难降解,该类氟碳化合物基本上都含PFOA、PFOS等成分,该类成分在环境中会长期积累,环保性能不佳,更为重要的是其会对人类健康有负面影响,PFOA、PFOS被证实存在致癌的可能性,含有上述物质的氟碳化合物已经被美国环保总属(EPA)等禁用。综上所述,市场对于防水处理纺织品,特别是人工皮革制品的需求量很大,而目前的利用氟碳化合物的方法有环保上的缺陷,因此无氟防水后整理制备的符合环保及绿色健康要求的人工皮革,是未来发展方向。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种对人造皮革的手感影响小,防水效果佳,不含氟,防水涂层的耐洗涤和耐候效果好的人工皮革的防水后处理液及防水后处理工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种人工皮革的防水后处理液,包括:聚乙烯蜡,聚醚型改性硅油,和末端封闭型异氰酸酯。
进一步的,所述聚乙烯蜡的浓度为20-200g/L,聚醚型改性硅油的浓度为50-200g/L,末端封闭型异氰酸酯的浓度为5-20g/L。
进一步的,所述末端封闭型异氰酸酯为基本结构构成中的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中的一种或两种或多种,封端基采用酚类或吡啶芬类。为了保证基布处理温度下末端封闭型异氰酸酯的稳定性,本发明采用解离温度在100度-200度之间的末端封闭基,因此本发明中末端封闭型异氰酸酯的封闭基采用酚类或吡啶芬类。
本发明还公开了一种人工皮革的防水后处理工艺,位于前处理工艺和染色工艺之后进行,所述防水后处理工艺于防水后处理液中进行,该防水后处理液包括聚乙烯蜡,聚醚型改性硅油,和末端封闭型异氰酸酯;将聚氨酯人工皮革基布置于防水后处理液中,经过浸轧工艺处理后,于80-130℃下预干燥0.5-3分钟后,于110-130℃下干热处理1-3分钟,即得。
作为优选,所述聚乙烯蜡的浓度为20-200g/L,聚醚型改性硅油的浓度为50-200g/L,末端封闭型异氰酸酯的浓度为5-20g/L。
作为优选,所述浸轧工艺处理后人工皮革基布的带液率为50-200%。
作为优选,所述聚氨酯人工皮革基布由人工皮革基布在水性聚氨酯乳液或油性聚氨酯乳液中含浸处理得到。
作为优选,所述聚乙烯蜡的浓度为50-150g/L,聚醚型改性硅油的浓度为80-150g/L,末端封闭型异氰酸酯的浓度为10-15g/L。
作为优选,所述聚乙烯蜡,聚醚型改性硅油,末端封闭型异氰酸酯的质量比为4-40:10-40:1-4。
本发明使用聚乙烯蜡和聚醚型改性硅油作为主要的防水剂,并添加末端封闭型异氰酸酯交联剂,一方面使聚乙烯蜡和聚醚型改性硅油交联,提高防水剂的防水效果,另一方面,使聚乙烯蜡,聚醚型改性硅油和聚氨酯涂层进行交联,增强防水涂层的耐洗涤和耐候效果。
本发明的有益效果是,处理工艺简单,在不影响人造皮革本身性能和手感的前提下,处理得到的人造皮革防水效果佳,耐洗涤和耐候效果好,不含氟,更加环保经济。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案,下面将对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
聚氨酯人工皮革基布的制备
1、制备涤纶超细纤维基布:使用纤维为37岛定岛,海成分为涤纶,岛成分为涤纶,长度为51mm,将纤维经过铺网,针刺制备基布,基布的表观密度为300g/m2。
2、将基布经过90℃热蒸汽的热收缩提高表观密度至350g/m2后,进行水性聚氨酯树脂的含浸处理,含浸处理分为两次含浸,第一次浸液工艺为含有20wt.%的水溶性聚酯,带液量100%,干燥温度130℃;第二次浸液工艺为含有30wt.%的水性聚氨酯,干燥温度130℃,控制带液量使坯布水性聚氨酯的增重量在25wt.%。之后经温水洗工艺去除第一次含浸工艺的水溶性聚酯,使用NaOH水溶液进行开纤处理,开纤处理时的NaOH水溶液浓度为10g/L,开纤处理的温度为130℃,处理时间为40分钟,浴比1:20,经过开纤处理的基布进入染色处理工艺。
染色工艺采取溢流染色的方法进行,室温条件下将上述经过前处理的超细纤维人工皮革放入溢流染色机的机缸内,并添加染料(分散黑20g/L)、助剂和水(浴比1:20),按照1℃/分钟的速率提升机缸内的温度到130℃,并在130℃条件下保温40分钟;保温后以2℃/分钟的速率降温至70度后排水;排水后,向溢流染色机机缸内注入清水和还原洗净剂,以按照1℃/分钟的速率提升机缸内的温度到85℃,并在85℃的条件下保温20分钟后排水;经过上述染色处理后的基布经脱水和干燥处理(100℃,3分钟)后即得到后处理前的聚氨酯人工皮革基布。
实施例一
1)配制防水后处理液,其中聚乙烯蜡(液体聚乙烯蜡,三井化学)的浓度为50g/L,聚醚型改性硅油(X-22-3939A信越化学)的浓度为100g/L,末端封闭型异氰酸酯(IPDI-羟基吡啶型)的浓度为10g/L,和水,混合均匀;当然上述防水后处理液中也可以根据需要添加渗透剂、柔软剂、安定剂等功能性助剂;上述混合液中,聚乙烯蜡,聚醚型改性硅油,和末端封闭型异氰酸酯的质量比为5:10:1;
2)将聚氨酯人工皮革基布置于步骤1)中得到的防水后处理液中进行浸轧工艺处理,最终人工皮革基布的带液率为150%;
3)将步骤2)中处理得到的基布在幅宽机中进行预干燥,预干燥温度为95℃,时间为3分钟,预干燥后的基布再经干热处理,干热处理温度为130℃,处理时间为2分钟,得到防水人工皮革成品。
实施例二
1)配制防水后处理液,其中聚乙烯蜡(液体聚乙烯蜡,三井化学)的浓度为20g/L,聚醚型改性硅油(X-22-3939A信越化学)的浓度为200g/L,末端封闭型异氰酸酯(MDI-羟基苯甲酸酯)的浓度为5g/L,和水,混合均匀;当然上述防水后处理液中也可以根据需要添加渗透剂、柔软剂、安定剂等功能性助剂;上述混合液中,聚乙烯蜡,聚醚型改性硅油,和末端封闭型异氰酸酯的质量比为4:40:1;
2)将聚氨酯人工皮革基布置于步骤1)中得到的防水后处理液中进行浸轧工艺处理,最终人工皮革基布的带液率为100%;
3)将步骤2)中处理得到的基布在幅宽机中进行预干燥,预干燥温度为110℃,时间为2分钟,预干燥后的基布再经干热处理,干热处理温度为120℃,处理时间为3分钟,得到防水人工皮革成品。
实施例三
1)配制防水后处理液,其中聚乙烯蜡(液体聚乙烯蜡,三井化学)的浓度为200g/L,聚醚型改性硅油(X-22-3939A信越化学)的浓度为50g/L,末端封闭型异氰酸酯(IPDI-羟基苯甲酸酯)的浓度为20g/L,和水,混合均匀;当然上述防水后处理液中也可以根据需要添加渗透剂、柔软剂、安定剂等功能性助剂;上述混合液中,聚乙烯蜡,聚醚型改性硅油,和末端封闭型异氰酸酯的质量比为20:5:2;
2)将聚氨酯人工皮革基布置于步骤1)中得到的防水后处理液中进行浸轧工艺处理,最终人工皮革基布的带液率为150%;
3)将步骤2)中处理得到的基布在幅宽机中进行预干燥,预干燥温度为110℃,时间为2分钟,预干燥后的基布再经干热处理,干热处理温度为130℃,处理时间为2分钟,得到防水人工皮革成品。
实施例四
1)配制防水后处理液,其中聚乙烯蜡(液体聚乙烯蜡,三井化学)的浓度为100g/L,聚醚型改性硅油(X-22-3939A信越化学)的浓度为100g/L,末端封闭型异氰酸酯(TDI-氰基苯甲酸酯)的浓度为15g/L,和水,混合均匀;当然上述防水后处理液中也可以根据需要添加渗透剂、柔软剂、安定剂等功能性助剂;上述混合液中,聚乙烯蜡,聚醚型改性硅油,和末端封闭型异氰酸酯的质量比为20:20:3;
2)将聚氨酯人工皮革基布置于步骤1)中得到的防水后处理液中进行浸轧工艺处理,最终人工皮革基布的带液率为120%;
3)将步骤2)中处理得到的基布在幅宽机中进行预干燥,预干燥温度为100℃,时间为3分钟,预干燥后的基布再经干热处理,干热处理温度为130℃,处理时间为2分钟,得到防水人工皮革成品。
实施例五
1)配制防水后处理液,其中聚乙烯蜡(液体聚乙烯蜡,三井化学)的浓度为100g/L,聚醚型改性硅油(X-22-3939A信越化学)的浓度为50g/L,末端封闭型异氰酸酯(IPDI-羟基苯甲酸酯)的浓度为15g/L,和水,混合均匀;当然上述防水后处理液中也可以根据需要添加渗透剂、柔软剂、安定剂等功能性助剂;上述混合液中,聚乙烯蜡,聚醚型改性硅油,和末端封闭型异氰酸酯的质量比为20:10:3;
2)将聚氨酯人工皮革基布置于步骤1)中得到的防水后处理液中进行浸轧工艺处理,最终人工皮革基布的带液率为150%;
3)将步骤2)中处理得到的基布在幅宽机中进行预干燥,预干燥温度为100℃,时间为3分钟,预干燥后的基布再经干热处理,干热处理温度为120℃,处理时间为3分钟,得到防水人工皮革成品。
对比实施例一
1)配制防水后处理液,其中聚乙烯蜡(液体聚乙烯蜡,三井化学)的浓度为100g/L;
2)将聚氨酯人工皮革基布置于步骤1)中得到的防水后处理液中进行浸轧工艺处理,最终人工皮革基布的带液率为150%;
3)将步骤2)中处理得到的基布在幅宽机中进行预干燥,预干燥温度为95℃,时间为3分钟,预干燥后的基布再经干热处理,干热处理温度为130℃,处理时间为2分钟,得到防水人工皮革成品。
对比实施例二
1)配制防水后处理液,其中聚乙烯蜡(液体聚乙烯蜡,三井化学)的浓度为100g/L,聚醚型改性硅油(X-22-3939A信越化学)的浓度为100g/L,和水混合均匀;
2)将聚氨酯人工皮革基布置于步骤1)中得到的防水后处理液中进行浸轧工艺处理,最终人工皮革基布的带液率为150%;
3)将步骤2)中处理得到的基布在幅宽机中进行预干燥,预干燥温度为95℃,时间为3分钟,预干燥后的基布再经干热处理,干热处理温度为130℃,处理时间为2分钟,得到防水人工皮革成品。
对比实施例三
1)配制防水后处理液,其中市售非氟素拒水剂(FFR,科莱恩化学)的浓度为100g/L,和水混合均匀;
2)将聚氨酯人工皮革基布置于步骤1)中得到的防水后处理液中进行浸轧工艺处理,最终人工皮革基布的带液率为150%;
3)将步骤2)中处理得到的基布在幅宽机中进行预干燥,预干燥温度为95℃,时间为4分钟,得到防水人工皮革成品。
结果测试
样品的防水性实验方法参照GB/T 4745-2012沾水法,耐候性处理条件为在恒温恒湿条件下对样品进行处理,温度70度,相对湿度90%,实验时间200小时。
样品 | 防水等级 | 耐候实验后防水等级 |
实施例一 | 5 | 4-5 |
实施例二 | 5 | 4 |
实施例三 | 5 | 4-5 |
实施例四 | 5 | 4-5 |
实施例五 | 5 | 4-5 |
对比实施例一 | 3-4 | 1 |
对比实施例二 | 5 | 1 |
对比实施例三 | 5 | 1-2 |
备注:级数越高防水等级越好(5级最高,1级最低)
由此可得,本发明的人造皮革防水等级都达到了最高等级,耐候实验后沾水实验结构都达到了4级或4级以上,防水效果佳。而对比实施例中得到的人工皮革,在耐候实验后沾水实验结构都急剧下降,防水效果显著降低。
上述具体实施方式用来解释说明本发明,而不是对本发明进行限制,在本发明的精神和权利要求的保护范围内,对本发明作出的任何修改和改变,都落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种人工皮革的防水后处理工艺,位于前处理工艺和染色工艺之后进行,其特征在于:所述防水后处理工艺于防水后处理液中进行,该防水后处理液包括聚乙烯蜡,聚醚型改性硅油,和末端封闭型异氰酸酯;所述聚乙烯蜡,聚醚型改性硅油,末端封闭型异氰酸酯的质量比为4-40:10-40:1-4;所述末端封闭型异氰酸酯为基本结构构成中的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种或多种,封端剂 采用酚类或羟基吡啶;将聚氨酯人工皮革基布置于防水后处理液中,经过浸轧工艺处理后,于80-130℃下预干燥0.5-3分钟后,于110-130℃下干热处理1-3分钟,即得。
2.根据权利要求1所述的人工皮革的防水后处理工艺,其特征在于:所述聚乙烯蜡的浓度为20-200g/L, 聚醚型改性硅油的浓度为50-200g/L, 末端封闭型异氰酸酯的浓度为5-20g/L。
3.根据权利要求1所述的人工皮革的防水后处理工艺,其特征在于:所述浸轧工艺处理后人工皮革基布的带液率为50-200%。
4.根据权利要求1所述的人工皮革的防水后处理工艺,其特征在于:所述聚氨酯人工皮革基布由人工皮革基布在水性聚氨酯乳液或油性聚氨酯乳液中含浸处理得到。
5.根据权利要求1所述的人工皮革的防水后处理工艺,其特征在于:所述聚乙烯蜡的浓度为50-150g/L, 聚醚型改性硅油的浓度为80-150g/L, 末端封闭型异氰酸酯的浓度为10-15g/L。
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