CN114059359A - 一种纳米抗菌皮革及其制备方法和应用 - Google Patents

一种纳米抗菌皮革及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种纳米抗菌皮革及其制备方法和应用。该纳米抗菌皮革包括依次设置的抗菌涂层、抗菌致密层、发泡层、粘结层和基布层；抗菌涂层的重量比为1％‑5wt％，抗菌致密层的重量比为15％‑30wt％，发泡层的重量比为15％‑30wt％，粘结层的重量比为5％‑10wt％，基布层的重量比为15％‑25wt％。本发明还提供了上述纳米抗菌皮革的制备方法。本发明的纳米抗菌皮革具有较高的强度和耐磨性，可以作为汽车的内饰。

Description

一种纳米抗菌皮革及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种皮革，尤其涉及一种高强度、高耐磨的纳米抗菌皮革，属于高分子材料技术领域。
背景技术
除甲醛、苯系物、TVOC外，细菌也是车内的主要污染。消费者对车内环境下的细菌和病毒也越发关注。因此可以预见，车内环境下的抗菌灭毒将会成为下一个热点话题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种具有高强度、高耐磨性的抗菌汽车用皮革。
为了实现上述技术目的，本发明首先提供了一种纳米抗菌皮革，该纳米抗菌皮革包括依次设置的抗菌涂层、抗菌致密层、发泡层、粘结层和基布层；其中，抗菌涂层的重量比为1％-5wt％，抗菌致密层的重量比为15％-30wt％，发泡层的重量比为15％-30wt％，粘结层的重量比为5％-10wt％，基布层的重量比为15％-25wt％，该纳米抗菌皮革的总质量百分比之和为100％。
在本发明的一具体实施方式中，采用的抗菌涂层为水性聚氨酯层；具体地，抗菌涂层的原料组成为水性聚氨酯80％-90％(斯塔尔3649)、润湿剂1％-2％、固化剂1％-3％、纳米水溶性氧化锌5％-10％，抗菌涂层的各原料组成的总质量百分比之和为100％。
在本发明的一具体实施方式中，采用的抗菌致密层为PVC树脂层；具体地，抗菌致密层的原料组成为PVC树脂30％-50％、增塑剂30％-40％、热稳定剂1％-3％、碳酸钙填料5％-10％、有机或无机色料3％-8％、纳米氧化锌5％-10％，抗菌致密层的各原料组成的总质量百分比之和为100％。其中，PVC树脂为平均聚合度为1650-1850的PVC树脂；增塑剂为邻苯类增塑剂；热稳定剂为钙锌热稳定剂；纳米氧化锌的粒径为200-500纳米的氧化锌。
在本发明的一具体实施方式中，采用的发泡层为PVC树脂层；具体地，发泡层的原料组成为平均聚合度为900-1000的PVC树脂40％-60％、邻苯类增塑剂30％-40％、钙锌热稳定剂1％-3％、偶氮类发泡剂1％-3％、三氧化二锑阻燃剂5％-10％、碳酸钙填料5％-10％，发泡层的各原料组成的总质量百分比之和为100％。
在本发明的一具体实施方式中，采用的粘结层的原料为PVC树脂；具体地，粘结层的原料组成为平均聚合度在1400-1600的PVC树脂40％-60％、邻苯类增塑剂30％-40％、钙锌热稳定剂1％-3％、碳酸钙填料5％-10％，粘结层的各原料组成的总质量百分比之和为100％。
在本发明的一具体实施方式中，采用的基布层的原料为聚酯纤维；具体地，基布层的原料为100％聚酯纤维。
为了实现上述技术目的，本发明还提供了上述纳米抗菌皮革的制备方法，其中，该制备方法包括以下步骤：混料-涂布-处理(-压花)。
在本发明的一具体实施方式中，本发明的纳米抗菌皮革的制备方法包括混料的步骤。混料中，包括分别配置抗菌致密层浆料、发泡层浆料、粘结层浆料的步骤。在配置各层的浆料时，将各层的原料组成混合均匀即可。
在本发明的一具体实施方式中，本发明的纳米抗菌皮革的制备方法可以采用现有的涂布法工艺进行生产，无需另外投入设备或增加工艺流程。将所述致密层浆料均匀涂覆在离型纸上，通过180-200℃的高温烘箱进行固化，形成抗菌致密层，在抗菌致密层的基材上涂覆发泡层浆料，通过160-180℃高温烘箱进行固化，形成发泡层，在发泡层上涂覆粘结层并在粘结层上贴合基布层，通过180-200℃高温烘箱进行固化粘接，从离型纸上剥离并卷取。
在本发明的一具体实施方式中，本发明的纳米抗菌皮革的制备方法还包括抗菌致密层上制备抗菌涂层，得到纳米抗菌皮革的步骤。使用现有的凹版印刷设备通过100-200目的辊轮将抗菌涂层转移到抗菌致密层的表面形成，然后通过130-150℃高温烘箱进行烘干，最终在抗菌致密层表面形成厚度为3-5μm的抗菌层。
在本发明的一具体实施方式中，本发明的纳米抗菌皮革的制备方法还包括压花的步骤。其中，压花是将经过抗菌处理后的PVC产品在压花线上通过高温加热及模具辊轮压合，在产品表面压上所需要的花型。
本发明的纳米抗菌皮革可以作为汽车的内饰。包括但不限于用于制作汽车的座椅等。
本发明的纳米抗菌革在经过2000次加速磨损后(相当于家用车使用5年)TABRE耐磨试验机(GT-7012-T)对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抗菌率仍然能达到99.9％。另外，相关材料性能可以满足国内外汽车OEM的材料标准。
附图说明
图1为本发明实施例1的纳米抗菌皮革的结构示意图。
主要附图符号说明：
1、抗菌涂层；2、抗菌致密层；3、发泡层；4、粘结层；5、基布层。
具体实施方式
下面将对本发明优选实施方案进行详细说明：
实施例1
本实施例提供了一种纳米抗菌皮革，该纳米抗菌皮革具有如图1所示的结构，包括依次设置的抗菌涂层1、抗菌致密层2、发泡层3、粘结层4和基布层5；其中，抗菌涂层的重量比为5wt％，抗菌致密层的重量比为30wt％，发泡层的重量比为30wt％，粘结层的重量比为10wt％，基布层的重量比为25wt％。
其中，抗菌涂层的原料组成为改性聚氨酯85％、有机硅表面活性剂2％、碳化二亚胺固化剂3％、纳米水溶性氧化锌10％。
其中，抗菌致密层的原料组成为聚氯乙烯糊树脂(平均聚合度为1750)50％、邻苯二甲酸脂30％、钙锌复合稳定剂1％、碳酸钙5％、色料5％、纳米氧化锌9％(300nm)。
其中，发泡层的原料组成为聚氯乙烯糊树脂40％(平均聚合度为950)、邻苯二甲酸脂30％、钙锌复合稳定剂3％、偶氮二甲酰胺发泡剂3％、三氧化二锑阻燃剂5％、碳酸钙9％。
其中，粘结层的原料组成为聚氯乙烯糊树脂60％、邻苯二甲酸脂30％、钙锌复合稳定剂3％、碳酸钙7％。
其中，基布层的原料为100％聚酯纤维。
本实施例的上述纳米抗菌皮革通过以下步骤制备得到：
混料：将60％聚氯乙烯糊树脂、30％邻苯二甲酸酯增塑剂、3％钙锌复合稳定剂、5％色料、9％纳米抗菌剂通过高速搅拌器在1000-1500转/min状态下搅拌30-60分钟，进行充分混合均匀制成致密层浆料。
将聚氯乙烯糊树脂40％、邻苯二甲酸脂30％、钙锌复合稳定剂3％、偶氮二甲酰胺发泡剂3％、三氧化二锑阻燃剂5％、碳酸钙9％，通过高速搅拌器在1000-1500转/min状态下搅拌30-60分钟，进行充分混合均匀制成致密层浆料。
将聚氯乙烯糊树脂60％、邻苯二甲酸脂30％、钙锌复合稳定剂3％、碳酸钙7％通过高速搅拌器在1000-1500转/min状态下搅拌30-60分钟，进行充分混合均匀制成致密层浆料。
涂布：第一步在涂布机上将配好的致密层浆料通过圆刮刀将浆料均匀涂覆在离型纸上，然后通过180-200℃高温烘箱进行烘烤固化，第二步在致密层的基材上涂覆发泡层浆料，然后通过180-200℃高温烘箱进行烘烤固化，第三步在发泡层上涂覆粘结层并在粘结层上贴合高强度基布，然后通过180-200℃高温烘箱进行固化粘接，第四步收卷位置将产品从离型纸上剥离并卷取。
处理：在水性聚氨酯处理剂内添加纳米抗菌剂并充分搅拌均匀，然后通过凹版印刷设备将水性聚氨酯处理剂均匀地涂覆在涂布后的PVC致密层表面并通过130-150℃高温烘箱进行烘干形成抗菌涂层。
压花：将经过抗菌处理后的PVC产品在压花线上通过140-150℃高温加热及模具辊轮压合，在产品表面压上所需要的花型。
本实施例的皮革经过2000次加速磨损后(相当于家用车使用5年)TABRE耐磨试验机(GT-7012-T)对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抗菌率仍然能达到99.98％。
实施例2
本实施例提供了一种纳米抗菌皮革包括：抗菌涂层的重量比为5wt％，抗菌致密层的重量比为28wt％，发泡层的重量比为28wt％，粘结层的重量比为10wt％，基布层的重量比为29wt％。
其中，抗菌涂层的原料组成为改性聚氨酯85％、有机硅表面活性剂2％、碳化二亚胺固化剂3％、纳米水溶性氧化锌10％。
其中，抗菌致密层的原料组成为聚氯乙烯糊树脂50％、邻苯二甲酸脂30％、钙锌复合稳定剂1％、碳酸钙5％、色料5％、纳米氧化锌9％。
其中，发泡层的原料组成为聚氯乙烯糊树脂40％、邻苯二甲酸脂30％、钙锌复合稳定剂3％、偶氮二甲酰胺发泡剂3％、三氧化二锑阻燃剂5％、碳酸钙9％。
其中，粘结层的原料组成为聚氯乙烯糊树脂60％、邻苯二甲酸脂30％、钙锌复合稳定剂3％、碳酸钙7％。
其中，基布层的原料为100％聚酯纤维。
本实施例的上述纳米抗菌皮革通过以下步骤制备得到：
混料：将60％聚氯乙烯糊树脂、30％邻苯二甲酸酯增塑剂、3％钙锌复合稳定剂、5％色料、9％纳米抗菌剂通过高速搅拌器在1000-1500转/min状态下搅拌30-60分钟，进行充分混合均匀制成致密层浆料。
将聚氯乙烯糊树脂40％、邻苯二甲酸脂30％、钙锌复合稳定剂3％、偶氮二甲酰胺发泡剂3％、三氧化二锑阻燃剂5％、碳酸钙9％，通过高速搅拌器在1000-1500转/min状态下搅拌30-60分钟，进行充分混合均匀制成致密层浆料。
将聚氯乙烯糊树脂60％、邻苯二甲酸脂30％、钙锌复合稳定剂3％、碳酸钙7％通过高速搅拌器在1000-1500转/min状态下搅拌30-60分钟，进行充分混合均匀制成致密层浆料。
涂布：第一步在涂布机上将配好的致密层浆料通过圆刮刀将浆料均匀涂覆在离型纸上，然后通过180-200℃高温烘箱进行烘烤固化，第二步在致密层的基材上涂覆发泡层浆料，然后通过180-200℃高温烘箱进行烘烤固化，第三步在发泡层上涂覆粘结层并在粘结层上贴合高强度基布，然后通过180-200℃高温烘箱进行固化粘接，第四步收卷位置将产品从离型纸上剥离并卷取。
处理：在水性聚氨酯处理剂内添加纳米抗菌剂并充分搅拌均匀，然后通过凹版印刷设备将水性聚氨酯处理剂均匀地涂覆在涂布后的PVC致密层表面并通过130-150℃高温烘箱进行烘干形成抗菌涂层。
压花：将经过抗菌处理后的PVC产品在压花线上通过130-150℃高温加热及模具辊轮压合，在产品表面压上所需要的花型。
本实施例的皮革经过2000次加速磨损后(相当于家用车使用5年)TABRE耐磨试验机(GT-7012-T)对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抗菌率仍然能达到99.94％。
实施例3
本实施例提供了一种纳米抗菌皮革，该纳米抗菌皮革中抗菌涂层的重量比为5wt％，抗菌致密层的重量比为25wt％，发泡层的重量比为35wt％，粘结层的重量比为10wt％，基布层的重量比为25wt％。
其中，抗菌涂层的原料组成为改性聚氨酯85％、有机硅表面活性剂2％、碳化二亚胺固化剂3％、纳米水溶性氧化锌10％。
其中，抗菌致密层的原料组成为聚氯乙烯糊树脂50％、邻苯二甲酸脂30％、钙锌复合稳定剂1％、碳酸钙5％、色料5％、纳米氧化锌9％。
其中，发泡层的原料组成为聚氯乙烯糊树脂40％、邻苯二甲酸脂30％、钙锌复合稳定剂3％、偶氮二甲酰胺发泡剂3％、三氧化二锑阻燃剂5％、碳酸钙9％。
其中，粘结层的原料组成为聚氯乙烯糊树脂60％、邻苯二甲酸脂30％、钙锌复合稳定剂3％、碳酸钙7％。
其中，基布层的原料为60％涤纶，40％棉。
本实施例的上述纳米抗菌皮革通过以下步骤制备得到：
混料：将60％聚氯乙烯糊树脂、30％邻苯二甲酸酯增塑剂、3％钙锌复合稳定剂、5％色料、9％纳米抗菌剂通过高速搅拌器在1000-1500转/min状态下搅拌30-60分钟，进行充分混合均匀制成致密层浆料。
将聚氯乙烯糊树脂40％、邻苯二甲酸脂30％、钙锌复合稳定剂3％、偶氮二甲酰胺发泡剂3％、三氧化二锑阻燃剂5％、碳酸钙9％，通过高速搅拌器在1000-1500转/min状态下搅拌30-60分钟，进行充分混合均匀制成致密层浆料。
将聚氯乙烯糊树脂60％、邻苯二甲酸脂30％、钙锌复合稳定剂3％、碳酸钙7％通过高速搅拌器在1000-1500转/min状态下搅拌30-60分钟，进行充分混合均匀制成致密层浆料。
涂布：第一步在涂布机上将配好的致密层浆料通过圆刮刀将浆料均匀涂覆在离型纸上，然后通过180-200℃高温烘箱进行烘烤固化，第二步在致密层的基材上涂覆发泡层浆料，然后通过180-200℃高温烘箱进行烘烤固化，第三步在发泡层上涂覆粘结层并在粘结层上贴合高强度基布，然后通过180-200℃高温烘箱进行固化粘接，第四步收卷位置将产品从离型纸上剥离并卷取。
处理：在水性聚氨酯处理剂内添加纳米抗菌剂并充分搅拌均匀，然后通过凹版印刷设备将水性聚氨酯处理剂均匀地涂覆在涂布后的PVC致密层表面并通过130-150℃高温烘箱进行烘干形成抗菌涂层。
压花：将经过抗菌处理后的PVC产品在压花线上通过130-150℃高温加热及模具辊轮压合，在产品表面压上所需要的花型。
本实施例的皮革经过2000次加速磨损后(相当于家用车使用5年)TABRE耐磨试验机(GT-7012-T)对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抗菌率仍然能达到99.96％。
对比例1
本对比例提供了皮革，其与实施例1基本相同，区别在于：
抗菌涂层的重量比为8wt％，抗菌致密层的重量比为35wt％，发泡层的重量比为10wt％，粘结层的重量比为15wt％，基布层的重量比为32wt％。
本对比例的皮革经过2000次加速磨损后(相当于家用车使用5年)TABRE耐磨试验机(GT-7012-T)对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抗菌率仍然能达到90.98％。
对比例2
本对比例提供了皮革，其与实施例1基本相同，区别在于：
抗菌涂层的原料组成为水性聚氨酯75％、润湿剂4％、固化剂4％、纳米水溶性氧化锌21％。
本对比例的皮革经过2000次加速磨损后(相当于家用车使用5年)TABRE耐磨试验机(GT-7012-T)对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抗菌率仍然能达到87.08％。
对比例3
本对比例提供了皮革，其与实施例1基本相同，区别在于：
其中，抗菌致密层的原料组成为PVC树脂60％、增塑剂10％、热稳定剂9％、填料3％、色料10％、纳米氧化锌8％。
本对比例的皮革经过2000次加速磨损后(相当于家用车使用5年)TABRE耐磨试验机(GT-7012-T)对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抗菌率仍然能达到86.98％。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纳米抗菌皮革，该纳米抗菌皮革包括依次设置的抗菌涂层、抗菌致密层、发泡层、粘结层和基布层；其中，所述抗菌涂层的重量比为1％-5wt％，抗菌致密层的重量比为15％-30wt％，发泡层的重量比为15％-30wt％，粘结层的重量比为5％-10wt％，基布层的重量比为15％-25wt％，该纳米抗菌皮革的总质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的纳米抗菌皮革，其中，所述抗菌涂层为水性聚氨酯层；
优选地，所述抗菌涂层的原料组成为水性聚氨酯80％-90％、润湿剂1％-2％、固化剂1％-3％、纳米水溶性氧化锌5％-10％，所述抗菌涂层的各原料组成的总质量百分比之和为100％。
3.根据权利要求1所述的纳米抗菌皮革，其中，所述抗菌致密层为PVC树脂层；
优选地，所述抗菌致密层的原料组成为PVC树脂30％-50％、增塑剂30％-40％、热稳定剂1％-3％、碳酸钙填料5％-10％、有机或无机色料3％-8％、纳米氧化锌5％-10％，所述抗菌致密层的各原料组成的总质量百分比之和为100％。
4.根据权利要求3所述的纳米抗菌皮革，其中，所述PVC树脂为平均聚合度为1650-1850的PVC树脂；
所述增塑剂为邻苯类增塑剂；
所述热稳定剂为钙锌热稳定剂；
所述纳米氧化锌的粒径为200-500纳米的氧化锌。
5.根据权利要求1所述的纳米抗菌皮革，其中，所述发泡层为PVC树脂层；
优选地，所述发泡层的原料组成为平均聚合度为900-1000的PVC树脂40％-60％、邻苯类增塑剂30％-40％、钙锌热稳定剂1％-3％、偶氮类发泡剂1％-3％、三氧化二锑阻燃剂5％-10％、碳酸钙填料5％-10％，所述发泡层的各原料组成的总质量百分比之和为100％。
6.根据权利要求1所述的纳米抗菌皮革，其中，所述粘结层的原料为PVC树脂；
优选地，所述粘结层的原料组成为平均聚合度在1400-1600的PVC树脂40％-60％、邻苯类增塑剂30％-40％、钙锌热稳定剂1％-3％、碳酸钙填料5％-10％，所述粘结层的各原料组成的总质量百分比之和为100％。
7.根据权利要求1所述的纳米抗菌皮革，其中，所述基布层的原料为聚酯纤维；
优选地，所述基布层的原料为100％聚酯纤维。
8.权利要求1-7任一项所述的纳米抗菌皮革的制备方法，其中，该制备方法包括以下步骤：
混料：分别配置抗菌致密层浆料、发泡层浆料、粘结层浆料；
涂布：将所述致密层浆料均匀涂覆在离型纸上，通过180℃-200℃的高温烘箱进行固化，形成抗菌致密层，在抗菌致密层的基材上涂覆发泡层浆料，通过160℃-180℃高温烘箱进行固化，形成发泡层，在发泡层上涂覆粘结层并在粘结层上贴合基布层，通过180℃-200℃高温烘箱进行固化粘接，从离型纸上剥离并卷取；
处理：制备抗菌涂层，得到所述纳米抗菌皮革。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，该制备方法还包括压花的步骤；
优选地，压花是将经过抗菌处理后的PVC产品在压花线上在140℃-160℃下模具辊轮压合，在产品表面压上所需要的花型。
10.权利要求1-7任一项所述的纳米抗菌皮革的应用，其中，该纳米抗菌皮革作为汽车的内饰。
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