CN101805999B - 一种应用水性聚氨酯制造仿真人造革的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制造干法人造革SEMI-PU的方法，尤其是指一种应用水性聚氨酯制造仿真人造革的方法，包括四大步骤：配料阶段(3)、主机生产阶段(4)、半成品搓揉程序(9’)、成品整理程序(8)，其中配料阶段包括水性聚氨酯面料配制和聚氯乙烯发泡糊料配制；主机生产阶段主要包括主机第一次涂布弧刀涂刮配制好的水性聚氨酯(41’)，主机第二次涂布涂刮聚氯乙烯PVC发泡糊树脂，主机第三次涂布涂刮水性聚氨酯贴合料(43’)后贴合革用基布(5)，还包括干燥(6)、离型(7)程序；经搓揉工艺程序和整理、成卷即为成品。本发明应用水性聚氨酯树酯于现有干法人造革生产设备，以水为溶剂，其生产不污染环境；所获得的人造革不危害人体、也不污染环境；产品纹路更具有真皮感，可满足市场客户的要求。

Description

一种应用水性聚氨酯制造仿真人造革的方法

技术领域

本发明是关于一种制造干法PU/PVC人造革(也称作SEMI-PU)的方法，特别是应用水性聚氨酯制造仿真皮纹路人造革的方法。

技术背景

目前国内干法人造革SEMI-PU厂家均采用有机溶剂型的聚氨酯PU树脂作为生产人造革基层和面层的基本面料，并用有机溶剂溶解稀释后进行加工。该有机溶剂大多为二甲基甲酰胺DMF、丁酮MEK、丙酮ACT、甲苯TOL、二甲苯类，此类溶剂都具有一定的毒性，对人体危害大，对人体呼吸道有强烈刺激性，严重可致昏迷、死亡；长期接触会使人体神经***、肾和肝受到损伤。这类人造革生产时有机溶剂不仅危害生产车间的工人身体，还将会通过水和空气排放到周边的河流和天空中，严重污染当地的环境，给人们的生产、生活，公众的生命健康构成重大威胁。

如图1所示，已知的SEMI-PU人造革的生产流程包括：配料阶段3，主机生产阶段4，最后经成品整理程序8即为成品，其中，配料阶段包括配方设计1和面料准备2两步骤，主机生产阶段4依次主要包括第一次涂布涂刮溶剂型树脂41，第二次涂布涂刮PVC发泡糊树脂42，第三次涂布涂刮溶剂型聚氨酯贴合料43三步骤，以及基布贴合5，干燥6，离型7三个辅助步骤。

如图3所示，已知的SEMI-PU人造革的成份包括：溶剂型聚氨酯面料21，聚氯乙烯发泡料22，溶剂型聚氨酯贴合料23，革用基布24。

此生产过程中，有机溶剂在烘箱中干燥时会全部挥发出来，一部分被回收，还有一部分被排到空气中，给工厂周围的环境造成污染、给当地人们的生产、生活及公众的生命健康构成重大威胁。生产出来的SEMI-PU人造革产品中残留有部分的有机溶剂，在使用过程中易慢慢挥发出来，给使用人造革产品的公众带来危害。

在目前倡导环保、节能、减排、健康的背景下，人们迫切要求在皮革行业中增加绿色工艺，生产和使用无公害的产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用水性聚氨酯制造仿真人造革的方法，其是将环境友好型水性聚氨酯材料应用于现有生产设备的制造仿真皮效果逼真的人造革的方法。为了实现本发明的目的，发明人提供了以下技术方案：一种应用水性聚氨酯制造仿真人造革的方法，其包括四大步骤，这四个步骤是配料阶段、主机生产阶段、半成品搓揉程序、直至成品整理程序，其中：

步骤一配料阶段包括水性聚氨酯面料配制和聚氯乙烯发泡糊料配制，以下份数均为重量份，具体如下：

水性聚氨酯面料配制：选用水性聚氨酯100份，水性流平剂0.2～1份，水性增稠剂0.2～1份，水性消泡剂0.5～1.5份，水性手感剂1～10份，普通水5～30份，水性色浆5～15份，搅拌时间和速度以物料能充分剪切均匀分散来进行设定，大致为时间20～50分钟，搅拌机转速500～1500rpm，料粘度控制在500～1500cps，温度控制在20℃。该配料过程无有机溶剂加入，在搅拌过程中，也无有机溶剂挥发，不会刺激生产工人的呼吸***，不对人体产生一定的危害，不对工厂周围的环境造成污染，符合生态环保要求。

所述的水性流平剂为公知的改性聚二甲基硅氧烷共聚物。

所述的水性增稠剂为公知的非离子性水性聚氨酯化合物。

所述的水性消泡剂为公知的改性硅氧烷共聚物、改性衍生蓖麻油聚合物等。

所述的水性手感剂为公知的水溶性蜡乳液、硅酮乳液等。

所述的水性聚氨酯是环境友好型高分子材料阴离子水性聚氨酯，其是公开市售的，此类水性聚氨酯是由重量比为1∶1∶2的聚醚型或聚酯型多元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、N-甲基-2吡咯烷酮(M-pyr01)和约为前三项组分固体份总重量0.05％的催化剂(二月桂酸二丁基锡)制备而成的。所述类型的水性聚氨酯制备方法是先制备含亲水基团并带有一NCO端基的预聚物，在水中分散后，利用氨基实现链增长而制得。在生产该水性聚氨酯体系中不使用有机溶剂，无中毒、着火之虞，符合环保要求。

聚氯乙烯发泡糊料配制：首先，将温度控制在20℃，利用增塑剂邻苯二甲酸二辛酯DOP、邻苯二甲酸二丁酯DBP、氯化石蜡将由乳化聚合制得的聚氯乙烯糊树脂稀释至粘度值为2000～3000cps的糊料，DOP、DBP、氯化石蜡的重量份共为60～150份；其次，加入发泡剂、稳定剂、填充剂、聚氯乙烯色膏进行搅拌。

所述的发泡剂为常用的偶氮二甲酰胺等，稳定剂为常用的液体复合锌、钡盐等，填充剂为常用的碳酸钙等，各自的份量根据所需皮革发泡度、皮革手感，成本控制等要求来确定。

步骤二主机生产阶段，主要包括三道工序，依次为：

主机第一次涂布弧刀涂刮配制好的水性聚氨酯，食料量50～150g/y，在120～150℃下烘干2～3分钟后即可进入下道工序。

主机第二次涂布涂刮聚氯乙烯发泡糊树脂：其一，利用主机生产之涂布设备将配好之聚氯乙烯发泡糊料均匀涂布于传送过来的上一完成印刷工序的离型纸上，根据所需皮革厚度调整涂布量为200～1000g/y；其二，将涂布好聚氯乙烯发泡糊料的离型纸送入发泡炉中，在170～180℃中发泡2～3分钟后进入下一工序。

主机第三次涂布涂刮水性聚氨酯贴合料后贴合革用基布，食料量在100～200g/y，在140～160℃下烘干2～3分钟后即可进入下道工序。利用水性聚氨酯贴合料替代现有使用之聚氨酯溶剂型贴合料，确保生产过程无有机溶剂排放，对环境无污染。

步骤二主机生产阶段，还包括干燥、离型程序。

步骤三搓揉工艺程序：将获得的半成品置于温度为70℃的揉纹机内，揉纹半小时，即完成搓揉程序。在搓揉过程的拉扯下，使半成品表面的纹路更加深化，纹路之间区块效果明显，立体感浮出、展现充分，酷似真皮。

步骤四最后将完成搓揉程序的半成品从揉纹机内取出后整理、成卷即为成品。

本发明上述加工工艺是因水性聚氨酯树脂面料中水的蒸发潜热高，表面张力大，对基材特别是对低表面能或疏水性的基材润湿性差。如按现有生产工艺生产，水性聚氨酯皮革表面易出现凹孔、面花、收缩等异常现象，因而需设定专门的生产温度工艺。

由于环境友好型高分子材料阴离子水性聚氨酯PU在现有人造革厂家生产涂布设备上生产时，该PU面料在离型纸上进行翻滚，极易产生大量气泡，造成涂布不均，出现条状无料等现象，还因生产工艺与现有生产工艺大不相同，导致生产无法进行。为此，对现有设备进行一些改进，具体改进如下：在已有的主机第一涂布设备弧刀前面、离型纸之上增加一个档板，与弧刀和离型纸组合形成一小料槽，生产时往料槽中加料即可。该小料槽的尺寸按生产方便及效用来定，大致间隙为弧刀和档板之间距为1～7cm，档板下边缘与离型纸间距为0.1～1cm左右(以不漏料为准)。小料槽的增加，使水性聚氨酯和离型纸的接触面变小，生产时PU面料因纸的移动及刀的阻挡在纸上进行翻滚而产生大量气泡的机会大大减少，因而不易造成涂布不均，出现条状无料等现象，使环境友好型仿真皮纹路人造革得以稳定生产。该小料槽的发明解决了水性聚氨酯不能大量投入加工生产的问题。

本发明应用水性聚氨酯树酯于现有干法人造革生产设备，替代有机溶剂型聚氨酯，以水为溶剂，其生产不污染当地的环境；所获得的人造革因不含有机溶剂、低VOC(有机挥发物)排放，不危害人体、也不污染环境；利用搓揉工艺使产品纹路更具有真皮感，可满足市场客户的要求；而且，本发明还解决了水性聚氨酯树酯生产中出现大量气泡导致产品出现表面无料报废等异常现象，使环境友好型SEMI-PU人造革得以稳定生产，满足生产需求。

附图说明

图1为已知的SEMI-PU人造革生产流程图；

图2为本发明SEMI-PU人造革生产流程示意图；

图3为已知的SEMI-PU人造革剖面示意图；

图4为本发明所制得的SEMI-PU人造革剖面示意图；

图5为本发明的制造SEMI-PU人造革主机第一涂布设备结构示意图。

附图标记说明：

1-配方设计，2-面料准备，3-配料阶段，4-主机生产阶段，41-第一次涂布涂刮溶剂型树脂，42-第二次涂布涂刮PVC发泡糊树脂，43-第三次涂布涂刮溶剂型聚氨酯贴合料，5-基布贴合，6-干燥，7-离型，8-成品整理程序，41’-第一次涂布涂刮水性聚氨酯，43’-第三次涂布涂刮水性聚氨酯贴合料，9’-半成品搓揉程序，21-溶剂型聚氨酯面料，22-聚氯乙烯发泡料，23-溶剂型聚氨酯贴合料，24-革用基布，21’-水性聚氨酯面料，23’-水性聚氨酯贴合料，31-弧刀，32-离型纸，33-小料槽，34-挡板，L-弧刀与档板间距，h-档板下边缘与离型纸间距。

具体实施方案

现结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

实施例1：如图2所示，本发明的一种应用水性聚氨酯制造仿真人造革的方法，其包括四大步骤，这四个步骤是配料阶段3、主机生产阶段4、半成品搓揉程序9’、直至成品整理程序8，其中：

步骤一配料阶段(份数均为重量份)包括水性聚氨酯面料配制和聚氯乙烯发泡糊料配制，具体如下：

水性聚氨酯面料配制：选用水性聚氨酯100份，水性流平剂0.2～0.3份，水性增稠剂0.2～0.5份，水性消泡剂0.5～1份，水性手感剂1～5份，普通水5～10份，水性色浆5～8份，搅拌时间20～40分钟，搅拌速度500～800rpm，料粘度控制在500～1000cps(20℃)。

所述的水性流平剂为改性聚二甲基硅氧烷共聚物。

所述的水性增稠剂为非离子性水性聚氨酯化合物。

所述的水性消泡剂为改性衍生蓖麻油聚合物等。

所述的水性手感剂为硅酮乳液等。

所述的水性聚氨酯是耐高温型环境友好型高分子材料阴离子水性聚氨酯，其是由水性聚氨酯的厂家之一安庆中大化學科技有限公司提供，产品型号为CTPU-500W、CPTU-600W、ETPU-300W中任意一种。

聚氯乙烯发泡糊料配制：首先，利用增塑剂邻苯二甲酸二辛酯DOP、邻苯二甲酸二丁酯DBP、氯化石蜡等将聚氯乙烯糊树脂(乳化聚合)稀释至粘度值为2000～3000cps(20℃)的糊料，DOP、DBP、氯化石蜡的重量份共为150份；其次，加入发泡剂偶氮二甲酰胺3份、稳定剂液体复合锌3份、填充剂碳酸钙60份、聚氯乙烯色膏5份进行搅拌；

步骤二主机生产阶段，主要包括三道工序，依次为：

主机第一次涂布弧刀涂刮配制好的水性聚氨酯41’，食料量50～70g/y，在120～140℃下烘干2～3分钟后即可进入下道工序。

主机第二次涂布涂刮聚氯乙烯PVC发泡糊树脂：其一，利用主机生产之涂布设备将配好之聚氯乙烯发泡糊料均匀涂布于传送过来的上一完成印刷工序的离型纸上，根据所需皮革厚度调整涂布量为200～1000g/y；其二，将涂布好聚氯乙烯发泡糊料的离型纸送入发泡炉中，在170～180℃中发泡2～3分钟后进入下一工序。

主机第三次涂布涂刮水性聚氨酯贴合料43’后贴合革用基布5，食料量在100～120g/y，在140～160℃下烘干2～3分钟后即可进入下道工序。

步骤二主机生产阶段，还包括干燥6、离型7程序，其中离型程序为：将烘干贴合料之皮革从离型纸上剥离后打卷即可获得半成品。

步骤三搓揉工艺程序：将获得的半成品置于温度为70℃的揉纹机内，揉纹半小时，即完成搓揉程序。

步骤四最后将完成搓揉程序的半成品从揉纹机内取出后整理、成卷即为成品。

如图4所示，所获得的SEMI-PU人造革的成份包括：水性聚氨酯面料21’，聚氯乙烯发泡料22，水性聚氨酯贴合料23’，革用基布24。

在进行上述步骤二的主机生产阶段中，如图5所示，步骤二主机生产阶段所使用的设备-主机第一涂布设备弧刀31前面、离型纸32之上增加一个档板34，挡板34与弧刀31和离型纸32组合形成一小料槽33，该小料槽的间隙L即弧刀和档板之间距L为1～3cm，档板下边缘与离型纸间距h为0.1～0.2cm左右(以不漏料为准)。配制好的水性聚氨酯往料槽中加即可。

实施例2：一种应用水性聚氨酯制造仿真人造革的方法，与实施例1不同的是：

步骤一配料阶段：

水性聚氨酯面料配制不同：选用水性聚氨酯100份，水性流平剂0.3份，水性增稠剂0.5份，水性消泡剂1份，水性手感剂5份，普通水10份，水性色浆8份，搅拌时间为40分钟，搅拌速度800rpm，料粘度控制在1000cps(20℃)。

所述的水性消泡剂替换为改性硅氧烷共聚物。

所述的水性手感剂替换为水溶性蜡乳液。

聚氯乙烯发泡糊料配制不同：首先，增塑剂邻苯二甲酸二辛酯DOP、邻苯二甲酸二丁酯DBP、氯化石蜡的重量份共为100份；其次，加入发泡剂偶氮二甲酰胺3份、稳定剂液体钡盐3份、填充剂碳酸钙80份、聚氯乙烯色膏5份进行搅拌。

步骤二主机生产阶段不同：

主机第一次涂布弧刀涂刮配制好的水性聚氨酯，食料量70g/y，在140℃下烘干2分钟后进入下道工序。

主机第三次涂布涂刮水性聚氨酯贴合料后贴合革用基布，食料量在120g/y，在140～160℃下烘干2～3分钟后进入下道工序。

在实施例2中，弧刀和档板之间距为3cm，档板下边缘与离型纸间距为0.2cm左右。

实施例3：一种应用水性聚氨酯制造仿真人造革的方法，与实施例1不同的是：

步骤一配料阶段：

水性聚氨酯面料配制不同：选用水性聚氨酯100份，水性流平剂0.3～1份，水性增稠剂0.5～1份，水性消泡剂1～1.5份，水性手感剂5～10份，普通水10～30份，水性色浆8～15份，搅拌时间和速度以物料能充分剪切均匀分散来进行设定大致为时间40～50分钟，搅拌机转速800～1500rpm，料粘度控制在1000～1500cps(20℃)。

所述的水性消泡剂替换为改性硅氧烷共聚物。

聚氯乙烯发泡糊料配制不同：首先，利用增塑剂邻苯二甲酸二辛酯DOP、邻苯二甲酸二丁酯DBP、氯化石蜡的重量份共为60份；其次，加入发泡剂偶氮二甲酰胺3份、稳定剂液体复合锌3份、填充剂碳酸钙120份、聚氯乙烯色膏5份进行搅拌。

步骤二主机生产阶段不同：

主机第一次涂布弧刀涂刮配制好的水性聚氨酯，食料量70～150g/y，在140～150℃下烘干2～3分钟后即可进入下道工序。

主机第三次涂布涂刮水性聚氨酯贴合料后贴合革用基布，食料量在120～200g/y，在140～160℃下烘干2～3分钟后进入下道工序。

在实施例3中，弧刀和档板之间距为3～7cm，档板下边缘与离型纸间距为0.2～1cm左右。

在上述实施例1～3中，应用水性聚氨酯树酯于现有干法人造革生产设备，以水为溶剂，其生产不污染当地的环境；所获得的SEMI-PU人造革不含有机溶剂、低VOC排放，不危害人体、也不污染环境；最终获得的产品纹路较现有的人造革更具有真皮感，该应用水性聚氨酯的仿真皮纹路人造革SEMI-PU生产具有很好的稳定性。

Claims (4)

1.一种应用水性聚氨酯制造仿真人造革的方法，其特征是该方法包括四大步骤，这四个步骤是配料阶段、主机生产阶段、半成品搓揉程序、直至成品整理程序，其中：

步骤一配料阶段包括水性聚氨酯面料配制和聚氯乙烯发泡糊料配制，以下份数均为重量份，具体如下：

水性聚氨酯面料配制：选用水性聚氨酯100份，水性流平剂0.2～1份，水性增稠剂0.2～1份，水性消泡剂0.5～1.5份，水性手感剂1～10份，普通水5～30份，水性色浆5～15份，搅拌时间和速度以物料能充分剪切均匀分散来进行设定，搅拌时间为20～50分钟，搅拌速度为500～1500rpm，料粘度控制在500～1500cps，温度控制在20℃；

聚氯乙烯发泡糊料配制：首先，将温度控制在20℃，利用增塑剂邻苯二甲酸二辛酯DOP、邻苯二甲酸二丁酯DBP、氯化石蜡将由乳化聚合制得的聚氯乙烯糊树脂稀释至粘度值为2000～3000cps的糊料，DOP、DBP、氯化石蜡的重量份共为60～150份；其次，加入发泡剂、稳定剂、填充剂、聚氯乙烯色膏进行搅拌；

步骤二主机生产阶段，主要包括三道工序，依次为：

主机第一次涂布弧刀涂刮配制好的水性聚氨酯，食料量50～150g/y，在120～150℃下烘干2～3分钟后进入下道工序；

主机第二次涂布涂刮聚氯乙烯发泡糊树脂：其一，利用主机生产之涂布设备将配好之聚氯乙烯发泡糊料均匀涂布于传送过来的上一完成印刷工序的离型纸上，涂布量根据所需皮革厚度调整为200～1000g/y；其二，将涂布好聚氯乙烯发泡糊料的离型纸送入发泡炉中，在170～180℃中发泡2～3分钟后进入下一工序；

主机第三次涂布涂刮水性聚氨酯贴合料后贴合革用基布，食料量在100～200g/y，在140～160℃下烘干2～3分钟后进入下道工序；

步骤二主机生产阶段，还包括干燥、离型程序；

步骤三搓揉工艺程序：将获得的半成品置于温度为70℃的揉纹机内，揉纹半小时，即完成搓揉程序；

步骤四最后将完成搓揉程序的半成品从揉纹机内取出后整理、成卷即为成品。

2.根据权利要求1所述的应用水性聚氨酯制造仿真人造革的方法，其特征是所述的水性聚氨酯面料配制中选用的水性聚氨酯是环境友好型高分子材料阴离子水性聚氨酯。

3.根据权利要求1所述的应用水性聚氨酯制造仿真人造革的方法，其特征是步骤二的主机生产阶段中，步骤二主机生产阶段所使用的设备-主机第一涂布设备弧刀前面、离型纸之上增加一个档板，与弧刀和离型纸组合形成一小料槽，生产时往料槽中加料即可。

4.根据权利要求3所述的应用水性聚氨酯制造仿真人造革的方法，其特征是弧刀和离型纸组合形成一小料槽的间隙即弧刀和档板之间距为1～7cm，档板下边缘与离型纸间距0.1～1cm。

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