皮革处理剂专用羊巴粉

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微球社皮革处理剂专用羊巴粉产品指标

类型       原始粒径D50  开始发泡温度    最大发泡温度

低温度      9-16μm        90-100°C       135-145°C

中温度      9-16μm        100-110°C       142-152°C

高温度      9-16μm        130-140°C       180-190°C

革制品具有牢固耐用、高雅舒适等特点,广泛应用于服装、制鞋、箱包、家具等行业。天然皮革作为最早的革制品,具有优良的生态特性而得到广泛的应用。但是,随着世界人口的增长和经济的快速发展,人类对皮革的需求成倍增长,天然皮革已不能满足人们的正常需求。人工皮革—主要是人造革与合成革应运而生,其应用领域不断扩展,处理剂已日益得到市场的肯定,其应用范围之广、数量之大、品种多,是传统天然皮革无法满足的[1]。

人造革、合成革的制造工艺主要有干法和湿法工艺。干法制造工艺要点为: 以离型纸为载体,将聚氨酯( PU树脂) 浆料涂刮在离型纸上,干燥,溶剂挥发后形成连续的、均匀的涂膜,然后再在羊巴粉涂膜上涂刮粘合剂,利用基布发送贴合装置将基布与上述涂膜贴合,再经干燥、冷却,利用剥离装置将贝斯与离型纸剥离,分别成卷。干法生产工艺效率高,粘接牢固,但透气性能相对较差湿法工艺贝斯是将聚氨酯树脂混合液浸渍或涂覆于基布上,处理剂聚氨酯树脂逐渐凝固或干燥并在基布上形成多孔性的皮膜,这种复合物简称贝斯。贝斯是英文Base 的音译,其含意是基革的意思[1]。

湿法贝斯生产工艺要点: 是以无纺布或起毛布为基材,将聚氨酯树脂( 其中加入DMF 溶剂) 、填料、助剂等制成混合液,真空脱泡后,浸渍或涂覆于基布上,然后放入水中含浸( 溶剂与水置换) ,聚氨酯树脂逐渐凝固,从而形成微孔聚氨酯层,处理剂再通过水洗羊巴粉、辊压、烘干定型、冷却,得到半成品—贝斯。该方法生产的合成革贝斯具有良好的透湿、透气性能,手感柔软、丰满、轻盈,处理剂更富于天然皮革的风格和外观,皮革溶剂回收率高,但生产效率偏低。

目前合成革行业溶剂型树脂年需求量约250 万t /a,稀释剂( 各种有机溶剂) 按1∶1 稀释,也需要250 万t。其中约75%用于制造贝斯,约25% 用于贝斯的后整理。在湿法贝斯制备过程中,溶剂单

一( 为DMF) 可以回收处理,但回收率也只在90%左右,皮革尚有10% 左右的羊巴粉溶剂被无序排放。

在干法工艺中,浆料中溶剂的50%是可回收的DMF,另50% 是不可回收的甲苯、丁酮、甲缩醛和乙酸酯类。其中,甲苯、丁酮、甲缩醛是有一定毒性的处理剂溶剂,皮革其无序排放一方面造成环境的严重污染和资源浪费,另一方面威胁就业者的身心健康。因此开发合成革清洁生产技术迫在眉睫。使用水性聚氨酯材料是一种从源头上消除污染的贝斯制造新技术[2]。但从贝斯的制造原理看,水性聚氨酯比较适合合成革,皮革而不适合湿法生产工艺。

直接采用水性聚氨酯皮革成膜制得的合成革涂层扁薄,无法达到与真皮相似的羊巴粉触感和丰满度。发泡是解决处理剂涂层扁薄、丰满性、透气性差等的有效径[3]。但是,在合成革的制造过程中,发泡技术一直是制约行业发展的关键技术之一。

目前,发泡技术可分为物理发泡和化学发泡。常见的物理发泡有机械搅拌发泡、中空微球成泡等。机械搅拌发泡所产生的气泡大小、均匀性及生产效率近年有了较大的改善,但是在使用中所添加的一些低沸点发泡剂例如CFC 等皮革,羊巴粉对臭氧层造成很大破坏( 近年逐渐被环戊烷所取代) 。而且,此发泡技术所需要的核心技术—搅拌发泡机被国外公司( 如拜耳公司、韩国) 所掌握,皮革设备昂贵,增加了合成革生产过程中的经济成本。中空微球是一种微球发泡剂,也成为羊巴粉 。微球发泡剂一般具有核壳结构,外壳为热塑性高分子聚合物,内核为烷烃类气体组成的空心球状微颗粒,依靠微球体的膨胀获得发泡效果。但该类发泡剂多由日本进口,我国在此类产品的开发上尚处于试验阶段。

化学发泡法则是利用发泡剂以化学分解的方式释放一种或多种气体,进而促使聚合物基体发泡。脂肪族偶氮发泡剂偶氮二甲酰胺( AC) 是常规化学发泡剂中较稳定的品种之一,其特征是能够促进发泡的活化剂范围较宽,选择不同类型处理剂活化剂及相应用量,以进行调制羊巴粉适应不同制品加工需要,使AC 赢得了广阔的市场[4 - 5]。

1 不同发泡剂(DSC 分析数据) 的分解温度

发泡剂的分解温度需和基体物质- 聚氨酯的熔融温度相匹配,对于热塑性树脂而言,发泡剂的分解温度应稍高于树脂的熔融温度,皮革以保证气体在熔体中产生,有足够羊巴粉的膨胀空间发泡[10 - 12]。

2 不同发泡剂对泡孔微观结构的影响

干法PU 泡沫合成革与普通合成革相比,在普通合成革的底层和面层中间增加了发泡层。由于泡沫层的存在,使得PU 革在揉纹时易于产生纹路,增加真皮感。而且在发泡后,形成微细闭孔结构的泡沫层,从而具有处理剂轻便、厚实、丰满、手感柔软等特点,更接近天然皮革。发泡材料的性能不仅与发泡剂分解特性有关,还与皮革发泡材料的微观结构有关,泡孔分布越均匀、泡孔尺寸羊巴粉越小,材料性能越好[13]。

3 不同发泡剂对合成革发泡贝斯的厚度、密度的影响

在人造革、合成革行业中,成肌性是衡量其质量好坏的一个重要指标。成肌性是树脂成膜的厚度及保持率,它直接影响到膜层的丰满度及手感。在考察合成革的好坏时,也经常用到密度作为一项衡量指标。泡沫革的处理剂相对密度低,可降低成本,弥补加入大量填充剂而导致的产品密度增加和力学性能下降的缺点[14]。

4 不同发泡剂对发泡合成革透气性、透水汽性的影响

涂层的通透性在很大程度上决定穿着的舒适性和产品的卫生性能。理想的涂层应具有较高的透气、透湿性,皮革以便于排出人体在剧烈运动后所产生的湿汽和热量,使人体始终处于比较舒适的状态。否则,当大量的汗汽和热量聚集时,消费者不仅会倍感潮湿、难受,还有导致细菌繁衍滋生的可能[15 - 18]。合成革与真皮的最大差距就在于合成革的透气透湿性差。由于胶原纤维交织之间和纤维处理剂本身存在着较多的空隙,使得天然皮革具有优良的透气性能[19]。未发泡的水性聚氨酯透气性较差,这与其成膜方式有关。水性聚氨酯在成膜过程中形成致密无孔的涂膜,阻止了水的透过; 另一方面,也阻止了水蒸气的传递,降低了涂层的透气、透湿性能。而发泡后的贝斯能显著提高合成革的透气、透湿性能。

5 不同发泡剂对发泡合成革比表面积的影响

低温氮吸附/脱附试验是羊巴粉一种表征比表面积的简便而有效的测量方法,对于发泡材料来说,比表面积大,意味着泡孔数目多,处理剂发泡倍率高。合成革经发泡后其比表面积均有增大,其中经AC-3 发泡的革比表面积最大,这是因为气相- 固相相分离所产生的相间孔隙的存在,在聚合物中构成了额外的表面,从而对合成革比表面积的增加作出了贡献[22],合成革比表面积的提高和透气、透湿性的提高,呈现明显的因果关系。

结论

( 1) AC 发泡剂经改性羊巴粉后其发泡温度降低,并与水基聚氨酯的熔融温度( 160 ~ 180℃) 相匹配,满足了合成革发泡层低温发泡的要求。

( 2) 在水性聚氨酯浆料中,加入改性的AC 发泡剂可以满足合成革对成肌性、密度、透气透湿等的要求。其中AC - 3 发泡剂的发泡效果( 如泡孔分布及大小、厚度、密度、成肌性、透气性、透水汽性、比表面积等) 处理剂最为理想,合成革的增厚率达到170. 39%; 密度最轻; 透气性最好,透湿性达到327. 622mg /cm2·24h,提高了约3 倍。