CN111320904A - 一种水性皮革涂饰材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及皮革的技术领域，尤其是涉及一种水性皮革涂饰材料。其由下述以质量分数表示的组分组成：20‑30％丙烯酸树脂；15‑18％水分散型聚氨酯；5‑7％金属混合物，包括铝粉与锌粉，其中铝粉与锌粉的比例为2:1；10‑15％聚酰胺；2‑5％交联剂；3‑5％石墨烯；1.0‑1.2％流平剂；1.3‑1.5％分散剂；0.9‑1.2％手感剂；5‑8％渗透剂；余量为水。本发明具有以下有益效果：具有较好的耐磨性以及耐黄变形，另外由于金属混合物与石墨烯具有导电性，还可以对电磁波产生屏蔽作用，以减少电磁波辐射。

Description

一种水性皮革涂饰材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及皮革的技术领域，更具体地说，它涉及一种水性皮革涂饰材料及其制备方法。

背景技术

皮革涂饰材料一般来说包括底层涂饰材料、中层涂饰材料与顶层涂饰材料，其中，底层涂饰材料作为整个涂层的基础，使粘合着色剂在皮革表面涂膜并封底。中层涂饰材料可以使涂层颜色均匀一致，弥补或改善底层着色的不足，确定成革的色泽。顶层涂饰可以保护涂饰层，赋予皮革表面良好的光泽度与手感

但是目前大多皮革涂饰材料的溶剂为有机溶剂，且原料含有甲苯、二甲苯或甲醛等有毒物质，易对环境与人体健康造成损害。所以目前发明了水性皮革涂饰材料，其溶剂为水，减少了有毒物质。

但是目前的水性皮革涂饰材料的耐划性与耐黄变性不强，所以亟需一款具有较高的耐划性与耐黄变性的水性皮革涂饰材料。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种水性皮革涂饰材料，主要在于解决现有技术中水性皮革涂饰材料的耐划性与耐黄变性不强的问题。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种水性皮革涂饰材料由下述以质量分数表示的组分组成：

20-30％丙烯酸树脂；

15-18％水分散型聚氨酯；

5-7％金属混合物，包括铝粉与锌粉，其中铝粉与锌粉的比例为2:1；

10-15％聚酰胺；

2-5％交联剂；

3-5％石墨烯；

1.0-1.2％流平剂；

1.3-1.5％分散剂；

0.9-1.2％手感剂；

5-8％渗透剂；

余量为水。

通过采用上述技术方案，丙烯酸树脂为成膜材料，聚酰胺溶于水，且不腐败，与丙烯酸树脂结合后，可以使丙烯酸树脂成膜时具有较好的力学性能。水分散型聚氨酯结合丙烯酸树脂后，可以克服丙烯酸树脂的“热粘冷脆”的缺点，增加成膜材料的耐磨耗、耐低温以及耐挠曲性能。纳米二氧化锌可以提高抗菌效果。铝粉与锌粉具有较好的导电能力，可以对电磁波产生屏蔽作用，以减少电磁波辐射。除此之外，铝粉与锌粉可以作为对皮革进行上色，另外由于铝粉与锌粉可以阻挡紫外线，增强皮革的耐黄化性。而且铝粉与锌粉可以增强皮革的耐磨性。石墨烯作为一种耐磨填料，可以增强耐磨性能，另外其也具有较好的导电形，可以协同铝粉以及锌粉增加对电磁波产生屏蔽作用。由于水蒸发潜热相比起有机溶剂要高，所以水性皮革涂饰材料的溶剂挥发慢、干燥时间较长，而增加了金属铝粉、锌粉与石墨烯可以提高金属皮革涂饰材料中的固含量，可以降低水分会发负荷、缩短涂抹与干燥的时间。流平剂能有效降低涂饰液表面张力，提高其流平性和均匀性，增加覆盖性，使成膜均匀、自然。分散剂可以使金属铝粉、锌粉与石墨烯很好的分散在水中，防止水性皮革涂饰材料不均匀导致品质不高。交联剂可以加速成膜。手感剂可以增强手感与抗粘性。减小金属铝粉、锌粉与石墨烯降低的手感。

本发明进一步设置为：所述交联剂为纳米氧化锌。

通过采用上述技术方案，纳米氧化锌可以加速成膜，除此之外，纳米氧化锌具有很好的抗菌防霉的作用，可以防止涂饰材料霉变。

本发明进一步设置为：所述流平剂为羧甲基纤维素。

通过采用上述技术方案，羧甲基纤维素具有优秀的流平效果，而且很多的帮助分散剂使铝粉、锌粉与石墨烯更加均匀的分散在溶液中。

本发明进一步设置为：所述分散剂为聚丙烯酸钠，且相对分子质量在1000-10000。

通过采用上述技术方案，聚丙烯酸钠在水中具有较好的溶解性，由于聚丙烯酸钠的性质会随相对分子质量的不同而变化，相对分子质量在1000-10000的聚丙烯酸钠适宜做分散剂。

本发明进一步设置为：所述手感剂为赛唯雷邦SR-231。

通过采用上述技术方案，赛唯雷邦SR-231是一种抗划伤而且可以与水任意比例混合的一种手感剂，可以增强皮革的手感的同时增加其抗划伤性。

本发明进一步设置为：所述渗透剂为壬基苯酚聚乙二醇醚。

通过采用上述技术方案，壬基苯酚聚乙二醇醚具有较好的渗透性，是一种非离子渗透剂。可以较好的溶于水，而且对丙烯酸树脂可以起到乳化的作用，使其在水中分散的更加均匀。

本发明进一步设置为：所述铝粉与锌粉的粒径范围均为10-50μm。

通过采用上述技术方案，由于铝粉或锌粉的粒径越大，其镜面反射效果越好，金属光泽度越高，但是遮盖力较差，而且分散情况越差。而当铝粉或锌粉的粒径过小时，色泽不易显出来。试验证明，当铝粉的粒径范围与锌粉的粒径范围在10-50μm时，其镜面反射效果较好，而且分散效果较好。

本发明的另一个目的，在于提供一种水性皮革涂饰材料的制备方法，以制备前述水性皮革涂饰材料。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案实现的：一种水性皮革涂饰材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：制备第一混合料：将金属混合物、交联剂与石墨烯搅拌30min，使其混合均匀制得第一混合料；

S2：制备溶液：依次将丙烯酸树脂、水分散型聚氨酯、聚酰胺、流平剂、分散剂、手感剂与渗透剂加入水中，加热至70℃并搅拌1h后，冷却至室温。

S3：将上述制得的第一混合料倒入上述混合溶液，并放入超声分散机进行分散1h，得到所需水性皮革涂饰材料。

通过采用上述技术方案，先将固体物质(金属混合物、交联剂与石墨烯)搅拌均匀，使其混合，然后将混合后的第一混合料倒入其余原料混合形成的溶液中，用超声分散的形式，让各原料混合地更加均匀。

本发明进一步设置为：所述步骤S2中的加入方式为水浴或油浴加热。

通过采用上述技术方案，水浴加热或者油浴加热可以使混合溶液在加热时更加均匀，防止局部加热温度过高。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.水性皮革涂饰材料具有较好的耐磨性以及耐黄变形，另外由于金属混合物与石墨烯具有导电性，还可以对电磁波产生屏蔽作用，以减少电磁波辐射。

2.纳米氧化锌可以加速成膜，除此之外，纳米氧化锌具有很好的抗菌防霉的作用，可以防止涂饰材料霉变。

具体实施方式

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施。

下面结合实施例与对比例，对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种水性皮革涂饰材料的制备方法如下：

S1：制备第一混合料：将以质量分数表示的6％金属混合物(铝粉与锌粉以2:1的比例混合)、4％纳米氧化锌与4％石墨烯搅拌30min，使其混合均匀制得第一混合料；

S2：制备溶液：依次将以质量分数表示的28％丙烯酸树脂、16％水分散型聚氨酯、15％聚酰胺、1.0％羧甲基纤维素、1.4％聚丙烯酸钠、1.1％赛唯雷邦SR-231与6％壬基苯酚聚乙二醇醚加入水中，水浴加热至70℃并搅拌1h后，冷却至室温。

S3：将上述制得的第一混合料倒入上述混合溶液，并放入超声分散机进行分散1h，得到所需水性皮革涂饰材料。

实施例2

一种水性皮革涂饰材料的制备方法如下：

S1：制备第一混合料：将以质量分数表示的5％金属混合物(铝粉与锌粉以2:1的比例混合)、5％纳米氧化锌与3％石墨烯搅拌30min，使其混合均匀制得第一混合料；

S2：制备溶液：依次将以质量分数表示的30％丙烯酸树脂、15％水分散型聚氨酯、11％聚酰胺、1.2％羧甲基纤维素、1.5％聚丙烯酸钠、0.9％赛唯雷邦SR-231与5％壬基苯酚聚乙二醇醚加入水中，水浴加热至70℃并搅拌1h后，冷却至室温。

S3：将上述制得的第一混合料倒入上述混合溶液，并放入超声分散机进行分散1h，得到所需水性皮革涂饰材料。

实施例3

一种水性皮革涂饰材料的制备方法如下：

S1：制备第一混合料：将以质量分数表示的7％金属混合物(铝粉与锌粉以2:1的比例混合)、3％纳米氧化锌与4％石墨烯搅拌30min，使其混合均匀制得第一混合料；

S2：制备溶液：依次将以质量分数表示的25％丙烯酸树脂、10％水分散型聚氨酯、10％聚酰胺、1.1％羧甲基纤维素、1.4％聚丙烯酸钠、1.1％赛唯雷邦SR-231与7％壬基苯酚聚乙二醇醚加入水中，水浴加热至70℃并搅拌1h后，冷却至室温。

S3：将上述制得的第一混合料倒入上述混合溶液，并放入超声分散机进行分散1h，得到所需水性皮革涂饰材料。

实施例4

一种水性皮革涂饰材料的制备方法如下：

S1：制备第一混合料：将以质量分数表示的6％金属混合物(铝粉与锌粉以2:1的比例混合)2％纳米氧化锌与5％石墨烯搅拌30min，使其混合均匀制得第一混合料；

S2：制备溶液：依次将以质量分数表示的20％丙烯酸树脂、13％水分散型聚氨酯、15％聚酰胺、1.2％羧甲基纤维素、1.3％聚丙烯酸钠、1.2％赛唯雷邦SR-231与8％壬基苯酚聚乙二醇醚加入水中，油浴加热至70℃并搅拌1h后，冷却至室温。

S3：将上述制得的第一混合料倒入上述混合溶液，并放入超声分散机进行分散1h，得到所需水性皮革涂饰材料。

实施例5

一种水性皮革涂饰材料的制备方法如下：

S1：制备第一混合料：将以质量分数表示的6％金属混合物(铝粉与锌粉以2:1的比例混合)、3％纳米氧化锌与3％石墨烯搅拌30min，使其混合均匀制得第一混合料；

S2：制备溶液：依次将以质量分数表示的27％丙烯酸树脂、17％水分散型聚氨酯、11％聚酰胺、1.2％羧甲基纤维素、1.5％聚丙烯酸钠、1.1％赛唯雷邦SR-231与8％壬基苯酚聚乙二醇醚加入水中，油浴加热至70℃并搅拌1h后，冷却至室温。

S3：将上述制得的第一混合料倒入上述混合溶液，并放入超声分散机进行分散1h，得到所需水性皮革涂饰材料。

对比例1：

一种水性皮革涂饰材料的制备方法如下：

依次将以质量分数表示的28％丙烯酸树脂、16％水分散型聚氨酯、15％聚酰胺、1.0％羧甲基纤维素、4％纳米氧化锌、1.4％聚丙烯酸钠、1.1％赛唯雷邦SR-231与6％壬基苯酚聚乙二醇醚加入水中，水浴加热至70℃并搅拌1h后，冷却至室温。后放入超声分散机进行分散1h，得到所需水性皮革涂饰材料。

对比例2：

一种水性皮革涂饰材料的制备方法如下：

S1：制备第一混合料：将以质量分数表示的6％金属混合物(铝粉与锌粉以2:1的比例混合)与4％石墨烯搅拌30min，使其混合均匀制得第一混合料；

S2：制备溶液：依次将以质量分数表示的28％丙烯酸树脂、16％水分散型聚氨酯、15％聚酰胺、1.0％羧甲基纤维素、1.4％聚丙烯酸钠、4％过氧化氢二异丙苯、1.1％赛唯雷邦SR-231与6％壬基苯酚聚乙二醇醚加入水中，水浴加热至70℃并搅拌1h后，冷却至室温。

S3：将上述制得的第一混合料倒入上述混合溶液，并放入超声分散机进行分散1h，得到所需水性皮革涂饰材料。

对比例3：

一种水性皮革涂饰材料的制备方法如下：

S1：制备溶液：依次将以质量分数表示的28％丙烯酸树脂、16％水分散型聚氨酯、15％聚酰胺、1.0％羧甲基纤维素、1.4％聚丙烯酸钠、1.1％赛唯雷邦SR-231、6％壬基苯酚聚乙二醇醚、6％金属混合物(铝粉与锌粉以2:1的比例混合)、4％纳米氧化锌与4％石墨烯加入水中，水浴加热至70℃并搅拌1h后，冷却至室温。

S2：将上述制得的第一混合料倒入上述混合溶液，并放入超声分散机进行分散1h，得到所需水性皮革涂饰材料。

对比例4：

一种水性皮革涂饰材料的制备方法如下：

S1：制备第一混合料：将以质量分数表示的6％金属混合物(铝粉与锌粉以2:1的比例混合)、4％纳米氧化锌与4％石墨烯搅拌30min，使其混合均匀制得第一混合料；

S2：制备溶液：依次将以质量分数表示的28％丙烯酸树脂、16％水分散型聚氨酯、15％聚酰胺、1.0％羧甲基纤维素、1.4％聚丙烯酸钠、1.1％赛唯雷邦SR-231与6％壬基苯酚聚乙二醇醚加入水中，水浴加热至70℃并搅拌1h后，冷却至室温得到所需水性皮革涂饰材料。

对比例5

一种水性皮革涂饰材料的制备方法如下：

S1：制备第一混合料：将以质量分数表示的6％金属混合物(铝粉与锌粉以1:2的比例混合)、4％纳米氧化锌与4％石墨烯搅拌30min，使其混合均匀制得第一混合料；

S2：制备溶液：依次将以质量分数表示的28％丙烯酸树脂、16％水分散型聚氨酯、15％聚酰胺、1.0％羧甲基纤维素、1.4％聚丙烯酸钠、1.1％赛唯雷邦SR-231与6％壬基苯酚聚乙二醇醚加入水中，水浴加热至70℃并搅拌1h后，冷却至室温。

S3：将上述制得的第一混合料倒入上述混合溶液，并放入超声分散机进行分散1h，得到所需水性皮革涂饰材料。

实验

对实施例1-5制备的水性皮革涂饰材料分别取样5份，配置成试样1-5，对对比例1-4制备的水性皮革涂饰材料取样5份，配置成对比样1-5。测试其贮存稳定性与是否发臭。

记录测试结果至表1。

利用喷枪将本发明实例1～5所得水性皮革涂饰材料和对比例1-4所得的水性皮革涂饰材料分别喷涂在十块边长为5cm的正方形皮革表面，待喷涂完成后，将十块皮革于温度为70℃下烘干，制得皮革试样。对制得的十块皮革试样进行性能检测，其检测结果如表2所示。

表1

表2

这里需要说明检测方法：

1.耐黄变等级：利用耐黄变试验箱对十块皮革试样进行测试。

2.钢笔硬度：根据GB/T6739标准，使用涂膜铅笔划痕硬度仪测定十块皮革试样涂饰面的铅笔硬度；

3.抗冲击性能：根据GB/T1732标准，通过用漆膜冲击器测定十块皮革试样涂饰面的抗冲击性能。

4.成膜：通过目测判断金属光泽。

5.耐磨性测试：以干燥或湿润的白色羊毛毡往复摩擦十块皮革试样涂饰面，往复摩擦50次。

从表1与表2中的数据得出，本实施例1的耐黄变、抗冲击性与耐划痕性能最好，说明当制备水性皮革涂饰材料按照实施例1制备时，水性皮革涂饰材料的耐黄变与耐划痕性能最好。

根据实施例1-5与对比例1进行对比，未添加金属混合物的水性皮革涂饰材料没有金属光泽，而且其耐磨性较差，耐黄变性能也较差，说明添加金属混合物后会提高水性皮革涂饰材料的耐磨性与耐黄变形。

根据实施例1-5与对比例2进行对比，将纳米氧化锌换为常见的过氧化氢二异丙苯，虽然可以混合均匀，但是过氧化氢二异丙苯不具备抗菌性，导致水性皮革涂饰材料发臭。

根据实施例1-5与对比例3进行对比，如果直接将所有的原料混合，而不是先将固原料混合再放入一起混合，耐黄变性能略差，说明这样将原料一起混合并不是非常的均匀。

根据实施例1-5与对比例4进行对比，若不对混合后的溶液进行超声分散，虽然在前面的步骤中先将固体物质混合均匀，但是固体物质与液体物质的混合不够均匀，导致水性皮革涂饰材料的稳定性降低，而且也会影响其耐黄变性以及耐划性。

根据实施例1-5与对比例5进行对比，金属混合物中，当铝粉与锌粉以1:2的比例混合时，耐黄变性以及耐划性基本不受影响，但是其成膜的金属光泽较暗。说明当铝粉与锌粉以2:1的比例配比时，金属光泽较铝粉与锌粉以1:2的比例要亮。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水性皮革涂饰材料，其特征在于：由下述以质量分数表示的组分组成：

20-30％丙烯酸树脂；

15-18％水分散型聚氨酯；

5-7％金属混合物，包括铝粉与锌粉，其中铝粉与锌粉的比例为2:1；

10-15％聚酰胺；

2-5％交联剂；

3-5％石墨烯；

1.0-1.2％流平剂；

1.3-1.5％分散剂；

0.9-1.2％手感剂；

5-8％渗透剂；

余量为水。

2.根据权利要求1所述的一种水性皮革涂饰材料，其特征在于：所述交联剂为纳米氧化锌。

3.根据权利要求1所述的一种水性皮革涂饰材料，其特征在于：所述流平剂为羧甲基纤维素。

4.根据权利要求1所述的一种水性皮革涂饰材料，其特征在于：所述分散剂为聚丙烯酸钠，且相对分子质量在1000-10000。

5.根据权利要求1所述的一种水性皮革涂饰材料，其特征在于：所述手感剂为赛唯雷邦SR-231。

6.根据权利要求1所述的一种水性皮革涂饰材料，其特征在于：所述渗透剂为壬基苯酚聚乙二醇醚。

7.根据权利要求1所述的一种水性皮革涂饰材料，其特征在于：所述铝粉与锌粉的粒径范围均为10-50μm。

8.一种水性皮革涂饰材料的制备方法，用于制备权利要求1-7中任意一项所述的水性皮革涂饰材料，其特征在于：包括以下步骤：

S1：制备第一混合料：将金属混合物、交联剂与石墨烯研磨30min，使其混合均匀制得第一混合料；

S2：制备溶液：依次将丙烯酸树脂、水分散型聚氨酯、聚酰胺、交联剂、流平剂、分散剂、手感剂与渗透剂加入水中，加热至70℃并搅拌1h后，冷却至室温；

S3：将上述制得的第一混合料倒入上述混合溶液，并放入超声分散机进行分散1h，得到所需水性皮革涂饰材料。

9.根据权利要求8所述的一种水性皮革涂饰材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中的加入方式为水浴或油浴加热。