CN111733607A - 一种环保型聚氯乙烯复合人造革及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型聚氯乙烯复合人造革的制备方法，包括如下步骤：步骤一，PVC面层混合物料的制备；步骤二，PVC面层薄膜压延成型；步骤三，发泡层糊料的制备；步骤四，发泡层涂布成型；步骤五，成品复合；步骤一中的PVC面层的制备原料和步骤三中的发泡层糊料的制备原料均含有吸附分解剂，该吸附分解剂是利用改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛制成。该方法兼具压延工艺和干法涂布工艺的优点，使得制成的PVC人造革兼具高强度和质地柔软的优点，同时该方法制得的人造革还可以实现对甲醛等有害物质和异味的有效吸附，并能够对甲醛等有害物质进行有效分解，具有低VOC、较好的生态环保性的优点。

Description

一种环保型聚氯乙烯复合人造革及其制备方法
技术领域
本发明属于人造革技术领域，特别涉及一种环保型聚氯乙烯复合人造革的制备方法。
背景技术
PVC人造革具有耐水解、耐磨、耐刮、耐酸碱、阻燃等优点，且具有相对低廉的价格优势，一直被广泛应用于箱包、汽车、沙发座垫、鞋材、文具等行业。
现有的人造革制品一般很难兼具质地柔软和高强度的特点；现有的人造革生产工艺主要包括压延工艺和离型纸干法涂布工艺；其中的压延工艺制得的人造革制品具有质地紧密和强度高的优点；离型纸干法涂布工艺制得的人造革制品具有质地柔软的优点，但是在生产过程中，容易卷入空气，产生气泡。
此外，PVC人造革在生产过程中，需要添加助剂；而加入的助剂会产生甲醛或其他有害物质，同时带来难闻的气味，使得人造革产品在使用过程中，对环境产生污染，进而造成对人体的伤害。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种环保型聚氯乙烯复合人造革的制备方法，该方法兼具压延工艺和干法涂布工艺的优点，使得制成的PVC人造革兼具高强度和质地柔软的优点，同时该方法制得的人造革还可以实现对甲醛等有害物质和异味的有效吸附，并能够对甲醛等有害物质进行有效分解，具有低VOC、较好的生态环保性的优点。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种环保型聚氯乙烯复合人造革的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，PVC面层混合物料的制备
将PVC面层的制备原料按照质量份数配比置于高速搅拌机中进行高速混合搅拌，搅拌温度为90～130℃，搅拌时间为120～200s，得到混合物料；其中，PVC面层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、增塑剂20～120份、填料10～35份、吸附分解剂10～25份、耐热稳定剂1～3份；
步骤二，PVC面层薄膜压延成型
将步骤一制得的PVC面层混合物料排入密炼机中进行混练，混炼温度为 100～150℃，混练时间为150～250s，混练结束后排出至开炼机，依次通过两台开炼机在100～150℃的温度条件下进行塑炼30min，然后输送至压延机压延成片材，压延温度为120～180℃，压延后得到PVC面层薄膜；
步骤三，发泡层糊料的制备
将发泡层的制备原料按照质量份数配比在高速搅拌机中搅拌混合均匀，搅拌温度为100～120℃，搅拌时间为100～200s，制成发泡层糊料；其中，该发泡层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、增塑剂20～ 120份、填料10～25份、吸附分解剂5～15份、耐热稳定剂1～3份、发泡剂 1～3份；
步骤四，发泡层涂布成型
将步骤三制备的发泡层糊料均匀涂布于离型纸上，然后进行烘干，再涂覆粘结剂，再将基布通过粘结剂贴合于发泡层上，然后进行发泡，发泡温度为 180～220℃，再将离型纸剥离，得到复合为一体的基布与发泡层；
步骤五，成品复合；
将步骤二得到的PVC面层薄膜和步骤四得到的复合为一体的基布与发泡层进行复合，得到包括从上至下依次设置的PVC面层、发泡层和基布层的环保复合人造革；
步骤一和步骤三中的吸附分解剂是利用改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛制成；该改性活性炭为将活性炭浸渍铜盐溶液后再经水洗、干燥、煅烧制备而成的载铜活性炭；该纳米掺氮二氧化钛是以钛酸丁酯为钛源，以氨水为氮源制备而成。
进一步的，PVC面层和发泡层采用的增塑剂选自邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类、环氧类增塑剂中的一种或两种及以上的组合。
进一步的，PVC面层和发泡层采用的耐热稳定剂选自钙锌类、金属皂、稀土稳定剂中的一种或两种及以上的组合。
进一步的，所述改性活性炭的制备过程中所采用的铜盐溶液是浓度为 0.2～0.6mol/L的氯化铜溶液。
进一步的，PVC面层和发泡层采用的的吸附分解剂的制备过程为：将改性活性炭浸于纳米掺氮二氧化钛溶胶中，充分混合后，静置成凝胶，然后经自然干燥和真空干燥后，再在氮气保护下，经煅烧制得改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛。
进一步的，步骤五中的成品复合过程为：将PVC面层薄膜和具有发泡层的基材进行加热，使其达到热熔状态，在热熔状态下，将PVC面层薄膜和具有发泡层的基材进行快速贴合，并同时进行压花处理，然后经冷却后收卷，得到半成品，半成品再经表面处理后，制得成品。
本发明的有益效果是：
本发明的方法中，PVC面层薄膜采用压延工艺进行制备，基布层和发泡层采用离型纸干法涂布工艺制备；从而，本发明将压延工艺和离型纸干法涂布工艺进行结合，使得到的PVC人造革具有质地柔软和强度高的优点。
此外，本发明的PVC面层和发泡层的制备原料中均加入了吸附分解剂；该吸附分解剂是由改性活性炭和纳米掺氮二氧化钛复合而成。其中的改性活性炭为将活性炭浸渍铜盐溶液后再经水洗、干燥、煅烧制备而成的载铜活性炭；改性活性炭使其对甲醛等物质的吸附由物理吸附转化为物理-化学联合吸附；改性活性炭的表面均匀分布有Cu，Cu对甲醛分子等物质具有较强的亲和力，从而提高了活性炭对甲醛等物质的吸附力；经过改性后，活性炭的表面具有较多的含氧官能团，表面极性增加，且表面具有充足的微孔、适宜数量的介孔，从而可以增大对甲醛等物质的吸附力和吸附量，并有利于极性挥发性有机物的净化。其中的纳米掺氮二氧化钛为锐钛矿相结构，其具有可见光活性，在可见光下就可将甲醛物质进行光催化降解，且降解效果较好。
本发明的吸附分解剂中的改性活性炭和纳米掺氮二氧化钛产生协同作用，吸附和分解协同进行，使吸附分解剂兼具活性炭的较强吸附性和二氧化钛的高氧化分解效果，进而使得本发明的人造革VOC挥发量极少，具有较优异的生态环保性。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
一种环保型聚氯乙烯复合人造革的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，PVC面层混合物料的制备
将PVC面层的制备原料按照质量份数配比置于高速搅拌机中进行高速混合搅拌，搅拌温度为90～130℃，搅拌时间为120～200s，得到混合物料；其中，PVC面层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、增塑剂20～120份、填料10～35份、吸附分解剂10～25份、耐热稳定剂1～3份；
步骤二，PVC面层薄膜压延成型
将步骤一制得的PVC面层混合物料排入密炼机中进行混练，混炼温度为 100～150℃，混练时间为150～250s，混练结束后排出至开炼机，依次通过两台开炼机在100～150℃的温度条件下进行塑炼30min，然后输送至压延机压延成片材，压延温度为120～180℃，压延后得到PVC面层薄膜；
步骤三，发泡层糊料的制备
将发泡层的制备原料按照质量份数配比在高速搅拌机中搅拌混合均匀，搅拌温度为100～120℃，搅拌时间为100～200s，制成发泡层糊料；其中，该发泡层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、增塑剂20～120份、填料10～25份、吸附分解剂5～15份、耐热稳定剂1～3份、发泡剂 1～3份；
步骤四，发泡层涂布成型
将步骤三制备的发泡层糊料均匀涂布于离型纸上，然后进行烘干，再涂覆粘结剂，再将基布通过粘结剂贴合于发泡层上，然后进行发泡，发泡温度为 180～220℃，再将离型纸剥离，得到复合为一体的基布与发泡层；
步骤五，成品复合；
将步骤二得到的PVC面层薄膜和步骤四得到的复合为一体的基布与发泡层进行复合，得到包括从上至下依次设置的PVC面层、发泡层和基布层的环保复合人造革；
步骤一和步骤三中的吸附分解剂是利用改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛制成；该改性活性炭为将活性炭浸渍铜盐溶液后再经水洗、干燥、煅烧制备而成的载铜活性炭；该纳米掺氮二氧化钛是以钛酸丁酯为钛源，以氨水为氮源制备而成。
其中，PVC面层和发泡层采用的增塑剂选自邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类、环氧类增塑剂中的一种或两种及以上的组合。
其中，PVC面层和发泡层采用的耐热稳定剂选自钙锌类、金属皂、稀土稳定剂中的一种或两种及以上的组合。
其中，PVC面层和发泡层采用的填料为硅灰石粉、轻质碳酸钙等。
其中，所述改性活性炭的制备过程中所采用的铜盐溶液是浓度为0.2～ 0.6mol/L的氯化铜溶液。
其中，PVC面层和发泡层采用的的吸附分解剂的制备过程为：将改性活性炭浸于纳米掺氮二氧化钛溶胶中，充分混合后，静置成凝胶，然后经自然干燥和真空干燥后，再在氮气保护下，经煅烧制得改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛。
其中，步骤五中的成品复合过程为：将PVC面层薄膜和具有发泡层的基材进行加热，使其达到热熔状态，在热熔状态下，将PVC面层薄膜和具有发泡层的基材进行快速贴合，并同时进行压花处理，然后经冷却后收卷，得到半成品，半成品再经表面处理后，制得成品。
实施例1
一种环保型聚氯乙烯复合人造革的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，PVC面层混合物料的制备
将PVC面层的制备原料按照质量份数配比置于高速搅拌机中进行高速混合搅拌，搅拌温度为100℃，搅拌时间为150s，得到混合物料；其中，PVC 面层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、邻苯二甲酸酯类增塑剂25份、硅灰石粉15份、吸附分解剂10份、稀土稳定剂1份；
步骤二，PVC面层薄膜压延成型
将步骤一制得的PVC面层混合物料排入密炼机中进行混练，混炼温度为 130℃，混练时间为200s，混练结束后排出至开炼机，依次通过两台开炼机在 150℃的温度条件下进行塑炼30min，然后输送至压延机压延成片材，压延温度为160℃，压延后得到PVC面层薄膜；
步骤三，发泡层糊料的制备
将发泡层的制备原料按照质量份数配比在高速搅拌机中搅拌混合均匀，搅拌温度为100℃，搅拌时间为150s，制成发泡层糊料；其中，该发泡层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、邻苯二甲酸酯类增塑剂 15份、轻质碳酸钙10份、吸附分解剂5份、耐热稳定剂1份、发泡剂1份；
步骤四，发泡层涂布成型
将步骤三制备的发泡层糊料均匀涂布于离型纸上，然后进行烘干，再涂覆粘结剂，再将基布通过粘结剂贴合于发泡层上，然后进行发泡，发泡温度为 190℃，再将离型纸剥离，得到复合为一体的基布与发泡层；
步骤五，成品复合；
将步骤二得到的PVC面层薄膜和步骤四得到的复合为一体的基布与发泡层进行复合，得到包括从上至下依次设置的PVC面层、发泡层和基布层的环保复合人造革；具体复合过程为：将PVC面层薄膜和具有发泡层的基材进行加热，使其达到热熔状态，在热熔状态下，将PVC面层薄膜和具有发泡层的基材进行快速贴合，并同时进行压花处理，然后经冷却后收卷，得到半成品，半成品再经表面处理后，制得成品。
上述制备方法中的吸附分解剂的制备过程为：
将活性炭浸渍于浓度为0.55mol/L的氯化铜溶液中，经25℃恒温水浴震荡24h后，再经水洗至中性，100℃恒温干燥后，在氮气保护下，在500℃的条件下经煅烧制得载铜活性炭；
将25mL钛酸丁酯和100mL无水乙醇组成混合溶液，然后滴加硝酸，再将35mL的浓度为28％的氨水加入混合溶液中，搅拌均匀后，使钛酸丁酯充分溶解，然后放入35℃的水浴锅内恒温陈化1h后制得纳米掺氮二氧化钛溶胶；
将制得的改性活性炭浸于纳米掺氮二氧化钛溶胶中，充分混合后，静置成凝胶，然后经自然干燥48h和80℃真空干燥2h后，再在氮气保护下，于 500℃条件下经煅烧制得改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛，即为吸附分解剂。
实施例2
一种环保型聚氯乙烯复合人造革的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，PVC面层混合物料的制备
将PVC面层的制备原料按照质量份数配比置于高速搅拌机中进行高速混合搅拌，搅拌温度为100℃，搅拌时间为150s，得到混合物料；其中，PVC 面层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、邻苯二甲酸酯类增塑剂35份、硅灰石粉20份、吸附分解剂20份、稀土稳定剂2份；
步骤二，PVC面层薄膜压延成型
将步骤一制得的PVC面层混合物料排入密炼机中进行混练，混炼温度为 130℃，混练时间为200s，混练结束后排出至开炼机，依次通过两台开炼机在 150℃的温度条件下进行塑炼30min，然后输送至压延机压延成片材，压延温度为160℃，压延后得到PVC面层薄膜；
步骤三，发泡层糊料的制备
将发泡层的制备原料按照质量份数配比在高速搅拌机中搅拌混合均匀，搅拌温度为100℃，搅拌时间为150s，制成发泡层糊料；其中，该发泡层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、邻苯二甲酸酯类增塑剂30份、轻质碳酸钙15份、吸附分解剂10份、稀土稳定剂2份、发泡剂1份；
步骤四，发泡层涂布成型
将步骤三制备的发泡层糊料均匀涂布于离型纸上，然后进行烘干，再涂覆粘结剂，再将基布通过粘结剂贴合于发泡层上，然后进行发泡，发泡温度为 200℃，再将离型纸剥离，得到复合为一体的基布与发泡层；
步骤五，成品复合；
将步骤二得到的PVC面层薄膜和步骤四得到的复合为一体的基布与发泡层进行复合，得到包括从上至下依次设置的PVC面层、发泡层和基布层的环保复合人造革；具体复合过程为：将PVC面层薄膜和具有发泡层的基材进行加热，使其达到热熔状态，在热熔状态下，将PVC面层薄膜和具有发泡层的基材进行快速贴合，并同时进行压花处理，然后经冷却后收卷，得到半成品，半成品再经表面处理后，制得成品。
上述制备方法中的吸附分解剂的制备过程同实施例1。
实施例3
一种环保型聚氯乙烯复合人造革的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，PVC面层混合物料的制备
将PVC面层的制备原料按照质量份数配比置于高速搅拌机中进行高速混合搅拌，搅拌温度为100℃，搅拌时间为150s，得到混合物料；其中，PVC 面层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、邻苯二甲酸酯类增塑剂50份、硅灰石粉35份、吸附分解剂25份、稀土稳定剂3份；
步骤二，PVC面层薄膜压延成型
将步骤一制得的PVC面层混合物料排入密炼机中进行混练，混炼温度为 130℃，混练时间为200s，混练结束后排出至开炼机，依次通过两台开炼机在 150℃的温度条件下进行塑炼30min，然后输送至压延机压延成片材，压延温度为160℃，压延后得到PVC面层薄膜；
步骤三，发泡层糊料的制备
将发泡层的制备原料按照质量份数配比在高速搅拌机中搅拌混合均匀，搅拌温度为100℃，搅拌时间为150s，制成发泡层糊料；其中，该发泡层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、邻苯二甲酸酯类增塑剂 45份、轻质碳酸钙25份、吸附分解剂15份、稀土稳定剂3份、发泡剂3份；
步骤四，发泡层涂布成型
将步骤三制备的发泡层糊料均匀涂布于离型纸上，然后进行烘干，再涂覆粘结剂，再将基布通过粘结剂贴合于发泡层上，然后进行发泡，发泡温度为 210℃，再将离型纸剥离，得到复合为一体的基布与发泡层；
步骤五，成品复合；
将步骤二得到的PVC面层薄膜和步骤四得到的复合为一体的基布与发泡层进行复合，得到包括从上至下依次设置的PVC面层、发泡层和基布层的环保复合人造革；具体复合过程为：将PVC面层薄膜和具有发泡层的基材进行加热，使其达到热熔状态，在热熔状态下，将PVC面层薄膜和具有发泡层的基材进行快速贴合，并同时进行压花处理，然后经冷却后收卷，得到半成品，半成品再经表面处理后，制得成品。
上述制备方法中的吸附分解剂的制备过程同实施例1。
性能测试
(1)检测项目
人造革挥发的甲醛及VOC总量
(2)检测方法
参照GB18580-2001，结合实验室条件，将实施例的人造革样品放入温度、相对湿度、空气流速和空气置换率控制在一定值的气候箱内；采用温度为 25℃、45℃、65℃、75℃的条件下加热1h，对样品材料释放的VOC进行富集，并用气象色谱-质谱联用仪进行分析和测定。测定结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002561944580000121
由表1可知，本发明实施例1-3的聚氯乙烯人造革，甲醛释放量较低，且总VOC量也较低，具有较优异的生态环保性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的修改或等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种环保型聚氯乙烯复合人造革的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，PVC面层混合物料的制备
将PVC面层的制备原料按照质量份数配比置于高速搅拌机中进行高速混合搅拌，搅拌温度为90～130℃，搅拌时间为120～200s，得到混合物料；其中，PVC面层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、增塑剂20～120份、填料10～35份、吸附分解剂10～25份、耐热稳定剂1～3份；
步骤二，PVC面层薄膜压延成型
将步骤一制得的PVC面层混合物料排入密炼机中进行混练，混炼温度为100～150℃，混练时间为150～250s，混练结束后排出至开炼机，依次通过两台开炼机在100～150℃的温度条件下进行塑炼30min，然后输送至压延机压延成片材，压延温度为120～180℃，压延后得到PVC面层薄膜；
步骤三，发泡层糊料的制备
将发泡层的制备原料按照质量份数配比在高速搅拌机中搅拌混合均匀，搅拌温度为100～120℃，搅拌时间为100～200s，制成发泡层糊料；其中，该发泡层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、增塑剂20～120份、填料10～25份、吸附分解剂5～15份、耐热稳定剂1～3份、发泡剂1～3份；
步骤四，发泡层涂布成型
将步骤三制备的发泡层糊料均匀涂布于离型纸上，然后进行烘干，再涂覆粘结剂，再将基布通过粘结剂贴合于发泡层上，然后进行发泡，发泡温度为180～220℃，再将离型纸剥离，得到复合为一体的基布与发泡层；
步骤五，成品复合；
将步骤二得到的PVC面层薄膜和步骤四得到的复合为一体的基布与发泡层进行复合，得到包括从上至下依次设置的PVC面层、发泡层和基布层的环保复合人造革；
步骤一和步骤三中的吸附分解剂是利用改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛制成；该改性活性炭为将活性炭浸渍铜盐溶液后再经水洗、干燥、煅烧制备而成的载铜活性炭；该纳米掺氮二氧化钛是以钛酸丁酯为钛源，以氨水为氮源制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种环保型聚氯乙烯复合人造革的制备方法，其特征在于，PVC面层和发泡层采用的增塑剂选自邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类、环氧类增塑剂中的一种或两种及以上的组合。
3.根据权利要求1所述的一种环保型聚氯乙烯复合人造革的制备方法，其特征在于，PVC面层和发泡层采用的耐热稳定剂选自钙锌类、金属皂、稀土稳定剂中的一种或两种及以上的组合。
4.根据权利要求1所述的一种环保型聚氯乙烯复合人造革的制备方法，其特征在于，所述改性活性炭的制备过程中所采用的铜盐溶液是浓度为0.2～0.6mol/L的氯化铜溶液。
5.根据权利要求1所述的一种环保型聚氯乙烯复合人造革的制备方法，其特征在于，PVC面层和发泡层采用的的吸附分解剂的制备过程为：将改性活性炭浸于纳米掺氮二氧化钛溶胶中，充分混合后，静置成凝胶，然后经自然干燥和真空干燥后，再在氮气保护下，经煅烧制得改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛。
6.根据权利要求1所述的一种环保型聚氯乙烯复合人造革的制备方法，其特征在于，步骤五中的成品复合过程为：将PVC面层薄膜和具有发泡层的基材进行加热，使其达到热熔状态，在热熔状态下，将PVC面层薄膜和具有发泡层的基材进行快速贴合，并同时进行压花处理，然后经冷却后收卷，得到半成品，半成品再经表面处理后，制得成品。
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