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  1. 高固体份聚氨酯树脂在超细纤维合成革中的应用
  2. 2012-11-04 22:39:17 来源: 点击:
  主要介绍了新型高固体份(可达98%)的二液型聚氨i~(PU)树脂,体系中几乎不含有机溶剂,是环保产品。用该树脂制备的合成革具有高度仿真性,几乎可以替代天然皮革。简要介绍了在超细纤维合成革应用方面的优缺点,并进行了展望。关键词:高固体份聚氨酯树脂;环保;高仿真   1引言   聚氨酯树脂是指分子链中含有氨基甲酸酯、脲、脲基甲酸酯等基团的高分子树脂,广泛应用于涂料、皮革、汽车等行业。   由于聚氨酯(PU)具有优良的成膜性能与力学性能 ,自其诞生之日起就一直受到人们的重视。PU革具有优异的耐磨性、良好的撕裂强度和伸长率,同时该皮革还具有制品表面平坦,手感丰满、舒适、回弹性好等优点。目前国内合成革生产过程中均采用溶剂性PU树脂作为生产革品基层和面层的基本原料,然而这种类型的PU树脂含有大量有机溶剂,VOC高,对人们身体健康和环境有着严重影响,随着环保法律法规的日益完善,传统的溶剂型树脂正面临越来越严峻的挑战。当前主要研究方向为高固体份聚氨酯树脂和水性聚氨酯树脂。本文将对高固体份聚氨酯树脂在超细纤维合成革上的应用进行简要叙述。   2高固体份PU树脂在超细纤维合成革中的应用   束状超细纤维合成革是目前国家人工合成革领域技术水平最高的新产品,它采用与天然皮革   中束状胶原蛋白纤维结构和性能相似的束状超细纤维,加工络合成具有三维网络结构的高密度无   纺布,填充以优质开孔结构的聚氨酯海绵体,经特殊加工制成酷似天然皮革的高档仿真人工革。   超细纤维合成革几乎具有天然皮革的一切特性和优点,并在机械强度、耐化学性能、吸排湿性、均一性、保型性、自动化裁剪加工适应性等方面更优于天然皮革。   在合成革干法造面过程中需使用高性能聚氨酯树脂来进行表面修饰,所用聚氨酯树脂大部分是溶剂型的,其固含量一般在30%左右,同时在加工过程中需采用有机溶剂进行稀释溶解,所得到的聚氨酯浆料的最终固体含量为15%左右,溶剂含量高达约85%,且大量的溶剂都是直接排放到大气中,造成环境污染和消耗大量的石油资源。   而采用高固体份聚氨酯树脂,其固体份可达98%以上,体系中几乎不含有有机溶剂。在合成革生产过程中几乎没有有机气体的排放,对环境几乎没有污染,同时也减少了大量有机溶剂的使用,改善了加工环境,减少石油资源的消耗,可以说是环保型聚氨酯。该树脂是封闭二液型聚氨酯树脂,相对分子质量比常规使用的聚氨酯树脂小很多,所得到的聚氨酯体系的黏度也很小,可以根据使用要求进行设计和合成。   它是采用在加工过程中添加链增长剂进行反应而得到高相对分子质量的聚氨酯体系,同时也达到超细纤维合成革所要求的各项物理和化学性能。   2.1使用方法   该PU树脂是BAYER在近年来开发成功的,技术含量高,主要应用在二涂中,面层和粘结层可以使用普通PU树脂。其生产方法有发泡法和不发泡法两种。其主要加工步骤为:普通面层树脂 高固树脂一普通PU粘结层一超细纤维合成革基布。   不发泡法:高固PU树脂中加入一定量的交联剂和流平剂等,可以视黏度情况加入少量的溶剂—— 二甲基甲酰胺(DMF)。该方法所制备的聚氨酯涂层与涂敷厚度几乎相等,所制备的合成革具有高仿真性,手感丰满,折纹细腻,和天然皮革的折纹和风格非常相像,特别适用于制备镜面合成革。而采用普通的溶剂型聚氨酯树脂所生产的超细纤维合成革手感与天然皮革还具有一定的差距,特别是折纹几乎不可能达到与天然皮革相似,仿真性差。折纹和手感的天然仿真是普通聚氨酯干法树脂的难题。   发泡法:是在加工过程中添加一定量的专用发泡剂,使Pu树脂在交联过程中产生均匀的一个发泡层。采用该方法,当涂敷厚度为0.2 mm时,干燥交联后可以得到0.25~0_3 mm的PU发泡层,其结构和性质与PU湿法聚氨酯发泡层相似,具有良好的透气性和透湿性,与普通湿法聚氨酯合成革相比弹性好,强度高。   2.2在超细纤维合成革中应用的优缺点   2.2.1主要缺点   该PU树脂是一种环保型树脂、成膜厚度高、所制得的产品折纹好,但在加工过程中也具有一定的局限性。   (1)加工温度高。其加工温度高达160~170℃。该PU树脂是NCO封闭二液型聚氨酯树脂,在温度低于160℃时,NCO不能完全解封出来;而当温度高于160cc时,NCO基团完全解封并与交联剂进行交联反应。该工艺能源消耗大且离型纸使用寿命短(易脆化),需采用耐高温的离型纸进行生产。加工温度高,造成加工环境恶化,车间闷热。   (2)成本高。该PU树脂是BAYER新开发的,价格昂贵达60元/kg,在当前国内如此竞争压力下应用非常困难。但是可以应用到高端客户,如:ADIDAS、NIKE等厂商。   2.2.2主要优点   (1)折痕细腻。与真皮的折痕非常相似。在干法造面过程中成膜厚度厚,且树脂模量低,交联后成网状结构,弹性好,进行曲折后,其折痕可以自动恢复。   (2)真皮感强。采用该树脂所制备的超细纤维在结构和性能上都和天然皮革非常相似,肉感强而丰满,具有很高的仿真性。而普通的超细纤维合成革结构上与真皮相似,但手感上差别较大,很容易与天然皮革相区分。   (3)保型性好。用该树脂所制备的超细纤维合成革的弹性好,僵直度高,后续加工过程中成型好。在使用过程中,折痕容易恢复,产品在使用过程中保持原来形状。   3主要应用领域   采用该树脂所制备的超细纤维合成革是合成革中档次较高、附加值高的产品,其主要应用领域也是向高端发展,当前主要应用领域有:   (1)高档足球用革:采用该树脂制备的足球革已经上市。   (2)高档皮靴和高档运动鞋:采用该合成革制备的鞋可以与天然皮革皮鞋相媲美。   (3)汽车飞机座椅、靠背等:BAYER采用该树脂制备的皮革做成的样品座椅在市场上已经展示,手感和外观与天然皮革非常相似,气味小,物理和化学性能较 景。   天然皮革优良。   4展望   该高固型聚氨酯树脂在皮革加工过程中几乎零VOC排放,非常环保,随着环保法律法规的不断完善以及人们环保意识的增强,高固体份和水性PU树脂是将来的主要发展方向。在超细纤维合成革领域中高固体份树脂具有普通PU树脂所无法达到的优越性能,具有高度仿真性,其手感和外观更酷似天然皮革,但其价格昂贵,加工温度较高,且现在皮革制造厂商对该树脂的认知程度还有限。如果在工艺改进——降低加工温度和降低产品价格的同时,提高客户的认知程度,相信该树脂在皮革行业,特别是超细纤维合成革行业具有广阔的应用前景。
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