CN114908584A - 一种生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品 - Google Patents

一种生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品 Download PDF

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Abstract

一种生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品，涉及合成革贴面成品制备技术领域，底胚的基布选用棉涤混纺机织布；底胚的制备步骤为：S1、涂布：直接在基布上涂布具有生物基可降解性的涂布浆料；S2、凝固：使得涂布浆料中的聚氨酯在基布的表面凝固；S3、洗净：用清水水洗基布，洗净涂布浆料留在基布中的DMF；S4、将步骤S3中洗净后的基布预热，再经烫平结构多次重复烫平，最后经烘干、定型后，得到底胚；S5、将溶剂型聚氨酯树脂涂刮到离型纸上放入烘箱加热形成薄膜，然后用上述复合物与S4中制得的底胚贴合，再烘干得到成品。本发明制得的布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品不仅兼容天然皮革的优良特性，还具备环保、可降解的性能的效果。

Description

一种生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品
技术领域
本发明涉及合成革贴面成品制备技术领域，具体涉及到一种生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品。
背景技术
目前，由于皮革用途十分广泛，如用于鞋靴制作、家具制作、箱包制作等等均大量用到各种皮革，但是目前全球对动物的保护日益加强，天然皮革的制作对环境污染更为严峻。为满足国内外不断提高的环保要求以及消费者日益增强的健康安全需求，生态合成革受到越来越多的青睐。因此，合成革行业作为具有广阔发展前景的新兴产业，越来越受到投资者的青睐。
传统聚氨酯合成革其所用原材料均来自于是化石材料，为不可降解或降解很慢的通用材料，丢弃到自然界难以降解，且降解速度不可控，使其在方便人们生活的同时却对环境造成了严重的污染问题，在这样情况下，迫切要求开发快速高效可降解的材料来解决这一问题。
针对上述问题，本发明提出了一种生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品。
发明内容
针对现有技术所存在的不足，本发明目的在于提出一种生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品，大大提高合成革贴面成品的降解速度，对环境保护有着重大的意义，具体方案如下：
一种生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品，所述贴面成品的基布选用棉涤混纺机织布；
所述贴面成品的制备步骤为：
S1、涂布：直接在基布上涂布具有生物基可降解性的涂布浆料；
S2、凝固：使得涂布浆料中的聚氨酯在基布的表面凝固；
S3、洗净：用清水水洗基布，洗净涂布浆料留在基布中的DMF；
S4、将步骤S3中洗净后的基布预热，再经烫平结构多次重复烫平，最后经烘干、定型后，得到生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革底胚；
S5、将溶剂型聚氨酯树脂涂刮到离型纸上放入烘箱加热形成薄膜，然后用上述复合物与S4中制得的底胚贴合，再烘干得到成品。
进一步的，在所述贴面成品的制备S1步骤中，具有生物基可降解性的所述涂布浆料树为生物基可降解聚氨酯脂60-70份、普通聚氨酯树脂30-40份、 DMF100份、羧甲基纤维素5-10份、超细石墨烯5-10份、苎麻纤维5-10份、葡萄糖酸钙2-5份。
进一步的，所述涂布浆料的制备步骤为：先将石墨烯、苎麻纤维粉、羧甲基纤维素、葡萄糖酸钙及DMF加入真空搅拌釜中以500-800r/m搅拌30分钟，之后加入生物基可降解树脂、生物基可降解聚氨酯脂以1000-1500r/m 搅拌60-120分钟，之后真空脱泡60-120分钟，最后用180-200目过滤以备用，制得涂布浆料。
进一步的，所述烫平结构包括若干烫平辊、加热蒸汽注入机，若干烫平辊电力驱动旋转，所述加热蒸汽注入机连接若干烫平辊的蒸汽注入口和蒸汽导出口，用于向烫平辊内注入加热蒸汽，其中：
若干烫平辊组合形成S型形状，以使得基布的上表面与下表面均能与烫平辊接触到。
进一步的，所述烫平辊的表面均匀开设有烫平孔。
进一步的，所述烫平结构的烫平速率为3-5cm/s，烫平温度为110-115℃，烫平压力为60-70kPa。
进一步的，所述步骤S3的洗净过程中，将基布处于升温环境中或将基布置于超声波场中进行洗净。
进一步的，所述生物基可降解聚氨酯树脂为生物基改性聚氨酯树脂，由水性生物基改性高固含多元醇以及生物基改性异氰酸酯组成，所述水性生物基改性高固含多元醇、生物基改性异氰酸酯的比例为2：3。
进一步的，所述将水性生物基改性高固含多元醇与生物基改性异氰酸酯按比例充分混合后，在115℃温度下烘烤10min，制得生物基改性聚氨酯树脂。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)通过本申请的制备步骤和配方制得的布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品，有效提高了有机物质的含量，降低了重金属含量和DMF含量，不仅兼容天然皮革的优良特性，还具备环保、可降解的性能，耐老化性能佳，由于有机物含量的增加，使得整个合成革贴面成品大大提高了降解速度，对环境保护有着重大意义；
(2)通过将烫平结构设为循环蒸汽烫平，并且利用排布为S型结构的若干个烫平辊对基布进行烫平，以使得基布的上表面与下表面均能与烫平辊接触到，可以提高基布烫平的全面性和烫平效果，从而使得制得的底胚质量提高，以提高贴面成品质量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
合成革是一种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，合成革在制备过程中，通常以经浸渍后的无纺布为网状层，微孔聚氨脂层作为粒面层制得。但是现有合成革不易降解，对环境影响很大。
为此，本申请提供了一种生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品。
实施例1
一种生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品，贴面成品的基布选用棉涤混纺机织布；
贴面成品的制备步骤为：
S1、涂布：直接在基布上涂布具有生物基可降解性的涂布浆料，其中，具有生物基可降解性的涂布浆料树为生物基可降解聚氨酯脂60份、普通聚氨酯树脂30份、DMF100份、羧甲基纤维素5份、超细石墨烯5份、苎麻纤维5 份、葡萄糖酸钙2份；
涂布浆料的制备步骤为：先将石墨烯、苎麻纤维粉、羧甲基纤维素、葡萄糖酸钙及DMF加入真空搅拌釜中以500-800r/m搅拌30分钟，之后加入生物基可降解树脂、生物基可降解聚氨酯脂以1000-1500r/m搅拌60分钟，之后真空脱泡60分钟，最后用180-200目过滤以备用，制得涂布浆料；
S2、凝固：使得涂布浆料中的聚氨酯在基布的表面凝固；
S3、洗净：用清水水洗基布，洗净涂布浆料留在基布中的DMF；
S4、将步骤S3中洗净后的基布经滚筒式输送预热，并在预热的同时进行预展平，再经烫平、烘干、定型后，得到生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革底胚；
S5、将溶剂型聚氨酯树脂涂刮到离型纸上放入烘箱加热形成薄膜，然后用上述复合物与S4中制得的底胚贴合，再烘干得到成品。
通过上述步骤制得生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品，降低了化学纤维含量，有利于减少环境污染，低碳环保。
由于经真空脱泡机脱泡后，浸渍或涂覆于基布上，然后放入与DMF具有亲和性而与聚氨酯树脂没有亲和性的水中，DMF被水置换，聚氨酯树脂逐渐凝固，从而形成多孔性高分子聚合物膜。
因此本申请中步骤S3的目的是为了去除基布内残留的少量DMF，将基布浸入浸提液中，利用残留的DMF与浸提液良好的互溶特性，使得残留的DMF 溶于浸提液中，脱除基布中残留的DMF。其中，浸提液采用如步骤S3中使用的清水。
此外，在一个可能的实施例中，步骤S3中，对清水进行加热升温，将清水升温至35-45度，保持基布在升温后的清水中浸提时间50-60分钟。这样的目的是为了提高浸提效果，充分浸提出基布中残留的DMF。
再有，同样是为了提高浸提效果，在另一个可能的实施例中，步骤S3 中，也可以将步骤S3的洗净过程置于超声波环境中进行，并且，相较于升温的实施方式，将洗净过程置于超声波中进行，能够更加快速减小清水的消耗、减少提取时间、提高提取效率，具体地，通过超声波换能器快速产生机械振动波，并利用超声波辐射压强产生的空化效应、机械效应、热效应以及较高的加速度、乳化、搅拌作用等效应，增大介质分子的运动速度、增大介质的穿透力以及减少目标提取物(即DMF)和样品基体(即基布)之间的相互作用力，从而加速DMF进入清水，促进提取过程的进行。
还有，在本申请中，生物基可降解聚氨酯树脂为生物基改性聚氨酯树脂，由水性生物基改性高固含多元醇以及生物基改性异氰酸酯组成，水性生物基改性高固含多元醇、生物基改性异氰酸酯的比例为2：3。
将水性生物基改性高固含多元醇与生物基改性异氰酸酯按比例充分混合后，在115℃温度下烘烤10min，制得生物基改性聚氨酯树脂。
在制备过程中，为了提高制得的底胚和贴面成品的品质，其中烫平时，采用本申请中烫平结构，以使得基布的上下表层就能实现反复烫平。
具体地，在一个可能的实施例中，烫平结构包括若干烫平辊、加热蒸汽注入机，若干烫平辊电力驱动旋转，烫平辊的表面均匀开设有烫平孔，加热蒸汽注入机连接若干烫平辊的蒸汽注入口和蒸汽导出口，用于向烫平辊内注入加热蒸汽。其中，优选的，若干烫平辊组合形成S型形状。工作时，加热蒸汽注入机工作，向烫平辊内注入加热后的蒸汽，与此同时，烫平辊工作，基布经烫平辊向前输送，输送过程中由烫平辊上烫平孔导出的加热蒸汽对基布进行烫平，由于若干烫平辊呈S型形状排布，S型前端排布的若干个烫平辊上表面与基布的下表面接触，在S型排布的烫平辊过渡下，S型后端排布的若干个烫平辊与基布的上表面接触，以使得基布的上表面与下表面均能与烫平辊接触到，提高基布烫平的全面性和烫平效果，从而使得制得的底胚质量提高，以提高贴面成品质量。
此外，将加热蒸汽注入机的出口连接烫平辊的蒸汽注入口，烫平辊的蒸汽导出口连接加热蒸汽注入机的循环导回口，以使得加热蒸汽注入机与烫平辊之间形成循环的蒸汽通道，保证蒸汽的循环流动，不仅可用于实现蒸汽循环利用，而且能提高加热蒸汽在烫平辊内的循环速度，加速蒸汽更替，以提高对基布的烫平效果。
再有，在烫平结构上，为了适应基布以保证烫平效果，将烫平结构的烫平速率为3-5cm/s，烫平温度为110-115℃，烫平压力为60-70kPa。
实施例2
一种生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品，贴面成品的基布选用棉涤混纺机织布；
贴面成品的制备步骤为：
S1、涂布：直接在基布上涂布具有生物基可降解性的涂布浆料，其中，具有生物基可降解性的涂布浆料树为生物基可降解聚氨酯脂65份、普通聚氨酯树脂35份、DMF100份、羧甲基纤维素6份、超细石墨烯6份、苎麻纤维6 份、葡萄糖酸钙3份；
涂布浆料的制备步骤为：先将石墨烯、苎麻纤维粉、羧甲基纤维素、葡萄糖酸钙及DMF加入真空搅拌釜中以500-800r/m搅拌30分钟，之后加入生物基可降解树脂、生物基可降解聚氨酯脂以1000-1500r/m搅拌60分钟，之后真空脱泡60分钟，最后用180-200目过滤以备用，制得涂布浆料；
S2、凝固：使得涂布浆料中的聚氨酯在基布的表面凝固；
S3、洗净：用清水水洗基布，洗净涂布浆料留在基布中的DMF；
S4、将步骤S3中洗净后的基布经滚筒式输送预热，并在预热的同时进行预展平，再经烫平、烘干、定型后，得到生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革底胚；
S5、将溶剂型聚氨酯树脂涂刮到离型纸上放入烘箱加热形成薄膜，然后用上述复合物与S4中制得的底胚贴合，再烘干得到成品。。
实施例3
一种生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品，贴面成品的基布选用棉涤混纺机织布；
贴面成品的制备步骤为：
S1、涂布：直接在基布上涂布具有生物基可降解性的涂布浆料，其中，具有生物基可降解性的涂布浆料树为生物基可降解聚氨酯脂68份、普通聚氨酯树脂38份、DMF100份、羧甲基纤维素8份、超细石墨烯8份、苎麻纤维8 份、葡萄糖酸钙4份；
涂布浆料的制备步骤为：先将石墨烯、苎麻纤维粉、羧甲基纤维素、葡萄糖酸钙及DMF加入真空搅拌釜中以500-800r/m搅拌30分钟，之后加入生物基可降解树脂、生物基可降解聚氨酯脂以1000-1500r/m搅拌60分钟，之后真空脱泡60分钟，最后用180-200目过滤以备用，制得涂布浆料；
S2、凝固：使得涂布浆料中的聚氨酯在基布的表面凝固；
S3、洗净：用清水水洗基布，洗净涂布浆料留在基布中的DMF；
S4、将步骤S3中洗净后的基布经滚筒式输送预热，并在预热的同时进行预展平，再经烫平、烘干、定型后，得到生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革底胚；
S5、将溶剂型聚氨酯树脂涂刮到离型纸上放入烘箱加热形成薄膜，然后用上述复合物与S4中制得的底胚贴合，再烘干得到成品。
实施例4
一种生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品，贴面成品的基布选用棉涤混纺机织布；
贴面成品的制备步骤为：
S1、涂布：直接在基布上涂布具有生物基可降解性的涂布浆料，其中，具有生物基可降解性的涂布浆料树为生物基可降解聚氨酯脂70份、普通聚氨酯树脂40份、DMF100份、羧甲基纤维素10份、超细石墨烯10份、苎麻纤维10份、葡萄糖酸钙5份；
涂布浆料的制备步骤为：先将石墨烯、苎麻纤维粉、羧甲基纤维素、葡萄糖酸钙及DMF加入真空搅拌釜中以500-800r/m搅拌30分钟，之后加入生物基可降解树脂、生物基可降解聚氨酯脂以1000-1500r/m搅拌60分钟，之后真空脱泡60分钟，最后用180-200目过滤以备用，制得涂布浆料；
S2、凝固：使得涂布浆料中的聚氨酯在基布的表面凝固；
S3、洗净：用清水水洗基布，洗净涂布浆料留在基布中的DMF；
S4、将步骤S3中洗净后的基布经滚筒式输送预热，并在预热的同时进行预展平，再经烫平、烘干、定型后，得到生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革底胚；
S5、将溶剂型聚氨酯树脂涂刮到离型纸上放入烘箱加热形成薄膜，然后用上述复合物与S4中制得的底胚贴合，再烘干得到成品。
分别将实施例1-4制得的合成革贴面成品采用以下测试方法进行有机物质含量、重金属含量、DMF含量以及耐老化度的测试。
测试方法：
采用碳12同位素法来测定实施例1-4中制得的合成革贴面成品内的有机物质含量；
采用荧光光谱仪来测定实施例1-4中制得的合成革贴面成品内的重金属含量；
采用气像液像质谱仪来测定实施例1-4中制得的合成革贴面成品中的 DMF含量；
采用丛林测试法来测定实施例1-4中制得的合成革贴面成品14天的耐老化度。
测试结果如表1所示：
表1
有机物含量 重金属含量 DMF含量 14天耐老化度
实施例1 约35％ 约98PPM 约97PPM 未破损
实施例2 约37％ 约97PPM 约95PPM 未破损
实施例3 约36％ 约96PPM 约97PPM 未破损
实施例4 约35％ 约98PPM 约98PPM 未破损
从表1的数据，即实施例1-4的测试结果可以看出，通过本发明制得的布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品，由于采用可降解的生物基原料作为基材，其有机物含量均大于35％，重金属含量均低于100PPM，DMF含量均低于 100PPM，且14天耐老化未见破损。其中，实施例2的性能尤为突出，有机物含量最高，重金属含量以及DMF含量最低。
同时，本申请还对实施例1-4制得的合成革贴面成品的生物降解率进行了测定，测试结果如表2所示：
表2
生物降解率
实施例1 约96％
实施例2 约98％
实施例3 约97％
实施例4 约96％
从表2的数据，即实施例1-4的测试结果可以看出，通过本发明制得的布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品，其生物降解率均超过95％以上，实现了绿色环保、可降解的功能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品，其特征在于，所述贴面成品的基布选用棉涤混纺机织布；
所述贴面成品的制备步骤为：
S1、涂布：直接在基布上涂布具有生物基可降解性的涂布浆料；
S2、凝固：使得涂布浆料中的聚氨酯在基布的表面凝固；
S3、洗净：用清水水洗基布，洗净涂布浆料留在基布中的DMF；
S4、将步骤S3中洗净后的基布预热，再经烫平结构多次重复烫平，最后经烘干、定型后，得到生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革底胚；
S5、将溶剂型聚氨酯树脂涂刮到离型纸上放入烘箱加热形成薄膜，然后用上述复合物与S4中制得的底胚贴合，再烘干得到成品。
2.根据权利要求1所述的生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品，其特征在于，在所述贴面成品的制备S1步骤中，具有生物基可降解性的所述涂布浆料树为生物基可降解聚氨酯脂60-70份、普通聚氨酯树脂30-40份、DMF100份、羧甲基纤维素5-10份、超细石墨烯5-10份、苎麻纤维5-10份、葡萄糖酸钙2-5份。
3.根据权利要求2所述的生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品，其特征在于，所述涂布浆料的制备步骤为：先将石墨烯、苎麻纤维粉、羧甲基纤维素、葡萄糖酸钙及DMF加入真空搅拌釜中以500-800r/m搅拌30分钟，之后加入生物基可降解树脂、生物基可降解聚氨酯脂以1000-1500r/m搅拌60-120分钟，之后真空脱泡60-120分钟，最后用180-200目过滤以备用，制得涂布浆料。
4.根据权利要求2或3所述的生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品，其特征在于，所述烫平结构包括若干烫平辊、加热蒸汽注入机，若干烫平辊电力驱动旋转，所述加热蒸汽注入机连接若干烫平辊的蒸汽注入口和蒸汽导出口，用于向烫平辊内注入加热蒸汽，其中：
若干烫平辊组合形成S型形状，以使得基布的上表面与下表面均能与烫平辊接触到。
5.根据权利要求4所述的生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品，其特征在于，所述烫平辊的表面均匀开设有烫平孔。
6.根据权利要求5所述的生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品，其特征在于，所述烫平结构的烫平速率为3-5cm/s，烫平温度为110-115℃，烫平压力为60-70kPa。
7.根据权利要求2或3所述的生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品，其特征在于，所述步骤S3的洗净过程中，将基布处于升温环境中或将基布置于超声波场中进行洗净。
8.根据权利要求2或3所述的生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品，其特征在于，所述生物基可降解聚氨酯树脂为生物基改性聚氨酯树脂，由水性生物基改性高固含多元醇以及生物基改性异氰酸酯组成，所述水性生物基改性高固含多元醇、生物基改性异氰酸酯的比例为2：3。
9.根据权利要求8所述的生物基可降解布涂刮机织布聚氨酯合成革贴面成品，其特征在于，所述将水性生物基改性高固含多元醇与生物基改性异氰酸酯按比例充分混合后，在115℃温度下烘烤10min，制得生物基改性聚氨酯树脂。
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