CN115287912A - 一种聚氨酯合成革及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种聚氨酯合成革及其制备方法，涉及合成革的领域，一种聚氨酯合成革，包括从下至上依次布设的基材层、粘接层、颜色层、纹理层、表处层；表处层包括以下重量份的组分：消光表面处理剂50—90份、增光表面处理剂10—50份、交联剂5—8份、耐磨剂5—8份、流平剂0.2—5份、消泡剂0.05—0.2份、增稠剂0.1—0.5份、水15—30份、改性壳聚糖3‑15份；一种聚氨酯合成革的制备方法，包括以下步骤：S1、将纹理层树脂涂覆在离型纸上；S2、将颜色层树脂涂覆在纹理层上；S3、将粘接层树脂涂覆在颜色层上；S4、将基材层贴合于粘接层上；S5、将表处层树脂涂覆在纹理层表面。本申请具有改善聚氨酯合成革使用中容易产生龟裂的问题，延长聚氨酯合成革制品的使用寿命的效果。

Description

一种聚氨酯合成革及其制备方法

技术领域

本申请涉及合成革的领域，尤其是涉及一种聚氨酯合成革及其制备方法。

背景技术

聚氨酯合成革属于聚氨酯弹性体的一类，具有光泽柔和、自然，手感柔软，真皮感强的外观，具有与基材粘接性能优异、抗磨损、抗老化等优异的机械性能，同时还具备耐寒性好、透气、可洗涤、加工方便等优点，是天然皮革的最为理想的替代品。

聚氨酯主要分为溶剂型聚氨酯(PU)、水性聚氨酯(WPU)两个类别，因此，聚氨酯合成革包括油性聚氨酯合成革和水性聚氨酯合成革等。油性聚氨酯合成革开发应用的时间较长，制作工艺较为成熟，应用较为广泛。由于油性聚氨酯合成革具有毒性，而且环保性较差，电子产品又经常与人体相接触，导致用油性聚氨酯合成革制成的电子产品后盖会对人体健康造成较大的损害。相比于油性聚氨酯合成革，水性聚氨酯合成革具有环保无毒性、健康绿色、表面材料色彩及纹理更漂亮和亲肤舒适等优点，更受消费者的青睐。

聚氨酯合成革制品在使用中，在热和潮湿的复合作用下容易发生霉变，霉菌代谢过程中产生的分泌物会对引起皮革的分解，进而导致聚氨酯合成革制品的龟裂、破坏，以致聚氨酯合成革制品无法使用而失去价值。

发明内容

为了改善聚氨酯合成革使用中容易产生龟裂的问题，延长聚氨酯合成革制品的使用寿命，本申请提供一种聚氨酯合成革及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种聚氨酯合成革，采用如下的技术方案：

一种聚氨酯合成革，包括从下至上依次布设的基材层、粘接层、颜色层、纹理层、表处层；所述表处层包括以下重量份的组分：消光表面处理剂50—90份、增光表面处理剂10—50份、交联剂5—8份、耐磨剂5—8份、流平剂0.2—5份、消泡剂0.05—0.2份、增稠剂0.1—0.5份、水15—30份、改性壳聚糖3-15份。

通过采用上述技术方案，依次设置的基材层、粘接层、颜色层、纹理层、表处层使制得的聚氨酯合成革质感更加厚实，可以根据不同的需求改变颜色层和纹理层，使聚氨酯合成革的适用性更广，表处层对聚氨酯合成革的表面形成防护，同时纹理层使表处层与颜色层之间的连接强度更高。

耐磨剂能够增强聚氨酯合成革的耐磨性，使聚氨酯合成革制品的更加耐用。

改性壳聚糖能够使表处层具有抗菌性能，从而减少聚氨酯合成革制品霉变的几率，使其不易发生龟裂，延长聚氨酯合成革制品的使用寿命；改性后的壳聚糖也具有疏水性，从而降低表处层的吸水性，使聚氨酯合成革制品不易发生水解，进一步减少龟裂情况的产生，提高聚氨酯合成革制品的使用价值。

可选的，所述改性壳聚糖的制备方法为：1)将5mol/L的氢氧化钠溶液加入300mL乙醇中；2)取15-20g壳聚糖加入步骤1)制得的混合液中，搅拌混合均匀；3)将0.3mol/L的溴辛烷加入步骤2)制得的混合液中，搅拌混合均匀后，在40-50℃条件下反应4-5h；4)调节步骤3)中混合液的pH至中性，并沉淀、过滤，用甲醇洗涤，减压干燥，得改性壳聚糖。

通过采用上述技术方案，使壳聚糖烷基化，既能够保证壳聚糖良好的抗菌性，也能够提高壳聚糖的疏水性，从而提高表处层的抗菌和疏水能力，使聚氨酯合成革制品的使用更加持久。

可选的，所述表处层还包括聚碳化二亚胺3-5份。

通过采用上述技术方案，聚碳化二亚胺中的-N＝C＝N-基与聚氨酯水解产生的羧基反应，阻止羧基进一步催化聚氨酯水解，因此能改善聚氨酯合成革的稳定性，改善聚氨酯合成革水解现象的产生，进一步抑制聚氨酯合成革的龟裂。

可选的，所述纹理层包括以下重量份的组分：水性PU树脂70—100份、增稠剂0.1—0.5份、流平剂0.1—0.5份、水0—10份、色浆8—25份。

可选的，所述颜色层包括以下重量份的组分：水性PU树脂70—100份、增稠剂0.1—0.5份、流平剂0.1—0.5份、水0—10份、色浆8—25份。

可选的，所述粘接层包括以下重量份的组分：粘结层A料90—110份、粘结层B料100—120份、凝胶催化剂0.2—0.8份、发泡催化剂0.05—0.15份、流平剂0.2—0.5份。

通过采用上述技术方案，纹理层、颜色层均采用水性PU树脂，因此制得的聚氨酯合成革具有环保、绿色的优点。

可选的，所述粘接层还包括10-60份的钙粉。

通过采用上述技术方案，钙粉能够均匀的分散于聚氨酯中，使聚氨酯合成革的表面更加的光滑，同时钙粉还具有填充作用，使聚氨酯合成革的厚度增加，手感更加饱满。

可选的，所述纹理层、所述颜色层和所述粘接层中还包括5-10份的阻燃剂。

通过采用上述技术方案，阻燃剂能够使聚氨酯合成革具有阻燃的性能，提高聚氨酯合成革的适用性。

可选的，所述基材层为革基布、针织布、机织布、无纺布中的一种。

第二方面，本申请提供一种聚氨酯合成革的制备方法，采用如下的技术方案：

一种聚氨酯合成革的制备方法，包括以下步骤：

S1、将纹理层树脂涂覆在离型纸上，烘干，从而形成纹理层；

S2、将颜色层树脂涂覆在纹理层上，烘干，从而在纹理层上形成颜色层；

S3、将粘接层树脂涂覆在颜色层上，进行预烘干从而在颜色层上形成粘接层；

S4、将基材层贴合于粘接层上，烘干熟化，剥除离型纸；

S5、将表处层树脂涂覆在纹理层表面，烘干，形成表处层，进而得聚氨酯合成革成品。

通过采用上述技术方案，使制得的聚氨酯合成革具有抗菌性，减少聚氨酯合成革制品产生霉变的几率，不易发生龟裂，从而延长聚氨酯合成革制品的使用寿命。同时制得的聚氨酯合成革表面色彩及纹理质感更强，提高产品的品质。聚氨酯合成革的制备环保无毒、绿色。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.依次设置的基材层、粘接层、颜色层、纹理层、表处层使制得的聚氨酯合成革质感更加厚实，可以根据不同的需求改变颜色层和纹理层，使聚氨酯合成革的适用性更广，表处层对聚氨酯合成革的表面形成防护，同时纹理层使表处层与颜色层之间的连接强度更高；

2.改性壳聚糖能够使表处层具有抗菌性能，从而减少聚氨酯合成革制品霉变的几率，使其不易发生龟裂，延长聚氨酯合成革制品的使用寿命；改性后的壳聚糖也具有疏水性，从而降低表处层的吸水性，使聚氨酯合成革制品不易发生水解，进一步减少龟裂情况的产生，提高聚氨酯合成革制品的使用价值；

3.聚碳化二亚胺能改善聚氨酯合成革的稳定性，延缓聚氨酯合成革水解现象的产生，进一步抑制聚氨酯合成革的龟裂。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明，予以说明的是：以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所有原料除特殊说明外均可来源于普通市售。

来源表

原料	类型	备注
			消光表面处理剂	型号TT600	济宁棠邑化工有限公司
增光表面处理剂	型号HY-901	金湖县德兴精细化工厂
			交联剂	钛酸四丁酯	-
耐磨剂	型号JF-8202	嘉善江南纺织材料股份有限公司
			流平剂	比重(25℃)1.001-1.052	-
消泡剂	型号RK-701M	江苏道瑞为环保科技有限公司
			增稠剂	月桂醇乳酸酯	-
水性PU树脂	粘度600～1000	-
			色浆	广州墨克化工有限公司	-
粘结层A料	聚醚多元醇	-
			粘结层B料	异氰酸酯预聚体	-
凝胶催化剂	型号NT CAT 680	-
			发泡催化剂	启光集团	-

实施例

实施例1

一种聚氨酯合成革，包括从下至上依次布设的基材层、粘接层、颜色层、纹理层、表处层，基材层为革基布，表处层各组分及其配比如表1所示，纹理层各组分及其配比如表2所示，颜色层各组分及其配比如表3所示，粘接层各组分及其配比如表4所示；

其中，改性壳聚糖的制备方法为：1)将5mol/L的氢氧化钠溶液加入300mL乙醇中；2)取18g壳聚糖加入步骤1)制得的混合液中，搅拌混合均匀；3)将0.3mol/L的溴辛烷加入步骤2)制得的混合液中，搅拌混合均匀后，在45℃条件下反应4.5h；4)并用0.15mol/L盐酸调节步骤3)中混合液的pH至中性(7.0)，并沉淀、过滤，用甲醇洗涤，减压干燥，得改性壳聚糖；

一种聚氨酯合成革的制备方法包括以下步骤：

S1、将上述纹理层中各组分按用量搅拌混合均匀形成纹理层树脂，再将纹理层树脂涂覆在离型纸上，涂覆的厚度为0.15mm，在120℃条件下烘干，从而在离型纸上形成纹理层；

S2、将上述颜色层中各组分按用量搅拌混合均匀形成颜色层树脂，再将颜色层树脂涂覆在表处层上，涂覆的厚度为0.15mm，在120℃条件下烘干，从而在表处层上形成颜色层；

S3、将上述粘接层中各组分按用量搅拌混合均匀形成粘接层述职，并将粘接层树脂涂覆在颜色层上，涂覆的厚度为0.3mm，在120℃条件下进行预烘干从而在颜色层上形成粘接层；

S4、在基材层的表面涂覆胶黏剂，在0.3-0.4Mpa条件下压合于粘接层上，并先在120℃条件下烘干，冷却后，置于50℃条件下熟化72h，最后剥除离型纸；

S5、将上述表处层中各组分按用量搅拌混合均匀形成表处层树脂，再将表处层树脂涂覆在纹理层表面，涂覆的厚度为0.2mm，在110℃条件下烘干，形成表处层，进而得聚氨酯合成革成品。

表1表处层的各组分用量

表2纹理层的各组分用量

表3颜色层的各组分用量

表4粘接层的各组分用量

实施例2

一种聚氨酯合成革，与实施例1的区别在于：改性壳聚糖的用量为15Kg。

实施例3

一种聚氨酯合成革，与实施例1的区别在于：改性壳聚糖的用量为8Kg。

实施例4

一种聚氨酯合成革，与实施例3的区别在于：表处层还包括用量为3Kg的聚碳化二亚胺。

实施例5

一种聚氨酯合成革，与实施例3的区别在于：表处层还包括用量为5Kg的聚碳化二亚胺。

实施例6

一种聚氨酯合成革，与实施例3的区别在于：表处层还包括用量为4Kg的聚碳化二亚胺。

实施例7

一种聚氨酯合成革，与实施例6的区别在于：粘接层还包括用量为35Kg的钙粉。

实施例8

一种聚氨酯合成革，与实施例7的区别在于：纹理层中加入了6Kg的阻燃剂，颜色层中也加入了6Kg的阻燃剂，粘接层中加入了18Kg的阻燃剂，阻燃剂由济南森诺新材料科技有限公司提供，且型号为SN-605。

对比例

对比例1

本对比例与实施例1的区别在于：未加入改性壳聚糖。

对比例2

本对比例与实施例1的区别在于：将改性壳聚糖替换为同等质量的壳聚糖。

对比例3

本对比例与实施例6的区别在于：将改性壳聚糖替换为等量的聚碳化二亚胺。

对比例4

本对比例与实施例6的区别在于：将聚碳化二亚胺替换为等量的改性壳聚糖。

性能检测试验

1、抗菌性能检测

参照美国常用的ASTM D 4576方法测试上述实施例1-8和对比例1-4制得的聚氨酯合成革的抗霉性能，选择黑曲霉菌为测试菌种，培养温度28℃，湿度为80％，分别测定培养时间为3d、10d、20d上霉菌的生产情况，以0-4表征测试样品表面上所观察到的霉菌生产的程度(其中0表示没有霉菌生长，0.5表示低于12％的样品表面上有霉菌生长，1表示样品表面上的25％有霉菌生长，2表示样品表面上的50％有霉菌生长，3表示样品表面上的75％有霉菌生长，4表示样品表面上的100％有霉菌生长)，测试结果记录如表5所示。

2、耐水解性能检测

将上述实施例1-8和对比例1-4制得的同一批次聚氨酯合成革分成两组分别进行测定；

一组进行剥离强度测试，得初始剥离强度W₀；

另一组参照QB/T 4671-2014《人造合成革试验方法耐水解的测定》中恒温恒湿耐水解法测定，设定恒温恒湿试验机温度为70℃，相对湿度95％，达到温、湿度后将试样吊挂于试验机中测试5周，试样不应相互接触且也不应触及箱壁和底部，再检测聚氨酯合成革的剥离强度，得恒温恒湿检测后剥离强度W₁；

其中剥离强度测试参照GB/T2791-1995标准，采用高铁检测仪器有限公司GT-7010-AEP型拉力试验机以100mm/min的拉伸强度测试；

每个处理分别测试5次，并求平均值，并计算剥离强度保留率C(C＝W₁*100％/W₀)，结果记录如表5所示。

3、阻燃性能检测

测定上述实施例1-8和对比例1-4制得的聚氨酯合成革的阻燃性能，依据FMVSS-302判断标准，可知燃烧速度为0，为优级；燃烧速度小于50，满足燃烧速度要求,良；燃烧速度50～100，满足燃烧速度要求,一般；燃烧速度大于100mm/min，不合格，测试结果记录如表5所示。

表5测试结果记录表

结合对比例1、实施例1-3和表5分析可得，在聚氨酯合成革表处层中添加合适用量的改性壳聚糖不仅能够大大的提高聚氨酯合成革的抗菌率，还能够降低聚氨酯合成革的水解程度，减小聚氨酯合成革的剥离强度，从而延长聚氨酯合成革制品的使用寿命；

结合实施例3-6和表5分析可得，在表处层中添加聚碳化二亚胺，能够使聚氨酯合成革不易发生水解，从而使聚氨酯合成革不易发生剥离，同时聚碳化二亚胺和改性的壳聚糖相配合能够进一步抑制霉菌的繁殖，从而提高聚氨酯合成革的抗菌性；

结合实施例6-8和表5分析可得，添加钙粉和阻燃剂对聚氨酯合成革的抗菌能力和水解速度无影响，添加阻燃剂能够大大的提高聚氨酯合成革的阻燃性能，使聚氨酯合成革的适用性更广；

结合实施例1、对比例2和表5分析可得，壳聚糖能够使聚氨酯合成革具有良好的抗菌性，但是改性后的壳聚糖不仅能够进一步提高聚氨酯合成革的抗菌性，还能够使聚氨酯合成革不易水解，进而不易发生剥离；

结合实施例6、对比例3-4和表5分析可得，改性壳聚糖和聚碳化二亚胺具有协同作用，减少聚氨酯合成革内部微生物生长的湿润条件，使微生物的生长受到抑制，从而提高聚氨酯合成革的抗菌性能，减少聚氨酯合成革的龟裂。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚氨酯合成革，其特征在于：包括从下至上依次布设的基材层、粘接层、颜色层、纹理层、表处层；

所述表处层包括以下重量份的组分：消光表面处理剂50—90份、增光表面处理剂10—50份、交联剂5—8份、耐磨剂5—8份、流平剂0.2—5份、消泡剂0.05—0.2份、增稠剂0.1—0.5份、水15—30份、改性壳聚糖3-15份。

2.根据权利要求1所述的聚氨酯合成革，其特征在于：所述改性壳聚糖的制备方法为：1）将5mol/L的氢氧化钠溶液加入300mL乙醇中；2）取15-20g壳聚糖加入步骤1）制得的混合液中，搅拌混合均匀；3）将0.3mol/L的溴辛烷加入步骤2）制得的混合液中，搅拌混合均匀后，在40-50℃条件下反应4-5h；4）调节步骤3）中混合液的pH至中性，并沉淀、过滤，用甲醇洗涤，减压干燥，得改性壳聚糖。

3.根据权利要求1所述的聚氨酯合成革，其特征在于：所述表处层还包括聚碳化二亚胺3-5份。

4.根据权利要求1所述的聚氨酯合成革，其特征在于：所述纹理层包括以下重量份的组分：水性PU树脂70—100份、增稠剂0.1—0.5份、流平剂0.1—0.5份、水0—10份、色浆8—25份。

5.根据权利要求1所述的聚氨酯合成革，其特征在于：所述颜色层包括以下重量份的组分：水性PU树脂70—100份、增稠剂0.1—0.5份、流平剂0.1—0.5份、水0—10份、色浆8—25份。

6.根据权利要求1所述的聚氨酯合成革，其特征在于：所述粘接层包括以下重量份的组分：粘结层A料90—110份、粘结层B料100—120份、凝胶催化剂0.2—0.8份、发泡催化剂0.05—0.15 份、流平剂0.2—0.5份。

7.根据权利要求6所述的聚氨酯合成革，其特征在于：所述粘接层还包括10-60份的钙粉。

8.根据权利要求1所述的聚氨酯合成革，其特征在于：所述纹理层、所述颜色层和所述粘接层中还包括5-10份的阻燃剂。

9.根据权利要求1所述的聚氨酯合成革，其特征在于：所述基材层为革基布、针织布、机织布、无纺布中的一种。

10.权利要求1-9中任一项所述的一种聚氨酯合成革的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、将纹理层树脂涂覆在离型纸上，烘干，从而形成纹理层；

S2、将颜色层树脂涂覆在纹理层上，烘干，从而在纹理层上形成颜色层；

S3、将粘接层树脂涂覆在颜色层上，进行预烘干从而在颜色层上形成粘接层；

S4、将基材层贴合于粘接层上，烘干熟化，剥除离型纸；

S5、将表处层树脂涂覆在纹理层表面，烘干，形成表处层，进而得聚氨酯合成革成品。