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    现阶段合成革用水性树脂及生态合成革研发现状
    新闻来源:    点击数:38438    更新时间:2012/12/8 14:21:09    收藏此页

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      纳米材料具有表面效应,小尺寸效应,量子尺寸效应等特殊性质,可以使材料获得新的功能,粒度进入纳米尺度,材料表面活性中心增多,可在紫外线和氧的作用下,给予涂层自洁能力,表面活性中心又能同成膜官能团发生次化学键结合,大大增强涂层的刚性和强度,从而改进耐划性,高聚物改性水性聚氨酯在合成革领域应用也是鲜为人知的。

      由于各种改性聚氨酯的方法均能应用到水性聚氨酯体系中,而且有的改性在水性体系更为简单便捷,故为水性聚氨酯性能的多样性提高了更多的选择可能,也为水性聚氨酯全面应用于合成革领域、满足合成革多样性特点提供了坚实的理论和实践依据。

      三、合成革用水性聚氨酯的技术应用现状及研究关键

      合成革上用水性PU是相对很新的高科技材料。许多制革企业工程师,从未接触到水性PU产品或根本不了解产品的使用性能,故目前的技术应用还处于初步式发展阶段。系统进行合成革用水性PU应用技术研究,现阶段主要应该包括二个方面:一是树脂选择研究,二是操作控制研究。

      (一) 树脂选择研究——选择满足合成革用水性聚氨酯品种

      水性聚氨酯作为一种优良的成膜材料其优良的透气透湿性、出色的耐磨耐刮性和无以伦比的低温柔软性、生态环保性,已被人们所不断认识,并在真皮和纺织涂层上得到了全面应用。但是,由于人造革、合成革的生产加工过程完全不同于真皮加工和纺织涂层加工,因此,仅选择满足树脂的成膜性能是远不够的,选择能满足人造革合成革加工工艺的水性聚氨酯至关重要。

      1、合成革用水性聚氨酯分散液必须高度稳定,要具备同色浆、助剂良好的相溶性和配伍性。同时,所配置的浆料必须有较长的存放期,在贮存期内不能有分层或破乳现象。

      2、合成革用水性聚氨酯必须具有优良的流平性、铺展性,浆料刮涂在离型纸上后不能有条纹或穿孔。烘干后不能有裂纹、缩孔现象。

      3、合成革用水性聚氨酯必须选择优良的抗粘防粘性,就低模量树脂而言成膜在50℃的烘箱内压50g重法码,24小时内不能粘连。否则,容易造成剥离困难或成品堆放过程中局部粘连。

      4、合成革用水性PU必须同时具有优良的耐水性,其膜放在水中,应具备永不变形、永不泛白变性的性能。合成革的耐水性要比耐溶剂性更为重要.因为合成革制品总会接触到雨水或水性物质.如果水性PU膜遇水变会泛白,物理性能下降,那么,就很难达到实际消费指标.而且,大部分合成革都要进行水揉纹,如果耐水性达不到要求,就揉不出饱满的花纹,严重时还会出现破皮现象。

      5、合成革用水性PU应该满足机械化大生产的要求,树脂既要有较快的干燥速度,又要具有良好的黏度和相对持久的粘接性能。只有这样,才能在树脂同基材的贴合过程中,既能保证生产效率又易于工艺控制。

      (二)操作控制研究—针对水性树脂特点完善生产控制条件

      操作控制研究是能否用水性PU树脂做出好产品的关键,也是现阶段本技术能否推进应用的关键。

      水性聚氨酯是以水为分散介质的液体,在使用性能上,同溶剂型树脂有各自不同的特点。从负面角度来讲。水的表面张力大,水性树脂干燥速度慢;从正面角度讲,水对基材腐蚀性小,可以通过多刀涂刮满足深花纹革面的要求。因此,掌握扬长避短的生产技术,是能否顺利应用水性PU的重要技术关键。

      1、选择精良的生产设备:

      由于水性树脂烘干速度较慢,要提高设备生产力,必须采用多刀涂刮,减少每次的涂布量,从而加快烘干速度,实现生产能力的提高。在设备选择上,可选用三涂四烘或四涂四烘设备。由于采用薄涂多刀的方法解决生产速度问题,因此,对刮刀的精密度要求会更高。

      2、合理调整烘箱温度、车速、上浆厚度三要素:

      在干法生产线上,温度、车速、上浆厚度三者必须实现最佳平衡,才能做到既保证产量,又保证质量。

      3、正确选择适合水性树脂用的离型纸:

      水性PU对离型纸的影响,一直是业内人士最关心的话题之一,经过长期的实践证明,水性树脂对离型纸的选择是有讲究的。简单地讲,由于水的表面张力较大,故对易渗入纸张内的超雾纸,不提倡使用。同时,又由于水性材料对基材侵腐性小,故在除超雾纸以外的各类离型纸上均能使用,其影响是很小的。实践证明,水性PU对离型纸的伤害远远低于溶剂型PU树脂对离型纸的伤害。美国sappi公司的离型纸是水性PU的最理想用纸。

      目前,水性PU成功地应用于合成革生产线上,还仅是开始,许多因素,仍在限制着水性PU树脂的快速推进,但不管怎么讲,目前,水性纯干法合成革,水性半PU合成革、水性PU革等系列产品,已正式面市,这为推进整个行业水性化进程,开启了良好的开头。

      四、合成革用水性聚氨酯以及水性生态合成革的未来发展

      随着国际市场一体化的进程,产品的高品质和低污染将会越来越提升到一定的高度。由于国内众多科研单位的联袂攻关,科技型企业的不断加入,各种高性能的合成革用水性PU产品将会不断推向市场,水性PU树脂必将有一个调整的增长期,并形成在主流产品上最终替代溶剂型产品的必然趋势。因此,对合成革用水性聚氨酯树脂的研究还不断深入和深化。

      (一)合成革用水性聚氨酯树脂更要体现功能化,多样化、时尚性

      合成革产业在我国发展历史不足十五年,由于合成革制品具有多样化、时尚性和低成本特点,所以发展速度十分迅速,平均每年都有几十个新品种推向市场,因此,水性聚氨酯树脂必须适应于合成革的发展步伐。

      1.必须适应合成革品种的多样化特点

      合成革制品目前已被应用到人们日常生活的各个领域,因此,合成革制品的多样性十分显著。如鞋革、服装革、箱包革、沙发革、手套革、汽车革等等,这些不同领域的合成革,性能各不相同,因此,必须要有对应的水性聚氨酯树脂来适应。如果仅有单个品种可应用于合成革的话,那是远远不够的。

      2.必须适应合成革品种的功能化要求

      不同领域或同一领域不同的革制品,均具有不同的性能特点,这就是品种的差异化。而差异化突出点就是反应在制品的功能化不同。比如,同样鞋革需要耐磨、耐酸碱,但浅色革还需要强调耐黄变;服装革不仅需要低温柔软,还具有真皮一样的触感,同时还要具有透气透湿性;家居革需要耐磨耐脏,还需要防火阻燃等等,不同的合成革具有不同的性能功能特点,这些性能的表现,绝大多数要靠水性聚氨酯功能化来实现。因此,功能型水性聚氨酯开发十分重要,不具备这方面的开发能力和研发力度,也就是很难实质性地得到了这个行业并推动这个行业发展。

      3.必须适应合成革制品的时尚化要求

      每年至少数十个,上百个合成革品种被推向市场,有的合成革品种,每几年翻新一次,有的几乎每年、每季度翻新一次。特别象女性用手袋,女用鞋帽,几乎天天在变,时尚性极强,那么水性聚氨酯开发,也必须顺应这种潮流,顺其变化。在变化中要求生存,在变化中求发展。只有这样,才能做到合成革用水性聚氨酯和合成革产业同发展、共命运,才能为社会作贡献,为生活添光彩。

      (二)合成革用水性聚氨酯更要具有价格优势

      从理论上讲,水性聚氨酯应该比溶剂型的更具价格优势,因此,摸索低价格优质的水性聚氨酯产品,将始终是开发研究的主题。合成革行业通过十多年来的竞争、发展,现在的利润空间已非常狭小,有的品种,每米只有几毛钱甚至几分钱的效益空间,因此客观上要求水性聚氨酯有更低的价格。这方面可以从以下三方面入手研究。

      一是进一步筛选合成树脂原料,选择性价比较高的原材料,应用到我们树脂生产加工过程中去。这方面有巨大潜力可开发,比如,当前TDI原料价格上涨很猛,那么我们就可以选用MDI原料进行代替,这样,在不影响性能的情况下,使产品价格得到下降。

      二是改变合成工艺路线。水性聚氨酯生产过程相对溶剂型产品复杂得多。设备工艺要求更为严格,目前,各个水性聚氨酯厂家采用的工艺和生产线路几乎都是各不相同的。由于生产工艺和生产线路的不一样,因此也导致各个厂家生产水性树脂的成本不一样,产品市场价格上下相差大不一样。那么选择优化的生产工艺和生产线路,也是我们水性聚氨酯企业的研究重点。

      三是开发好功能助剂的生产和配套。往往水性聚氨酯应用上,必须使用功能助剂。但是,这些助剂通常由于用量小而价格高,制约着水性树脂产业化的发展。因此,树脂生产厂家必须要进行助剂的开发研究,有的必须同兄弟厂家进行合作配套。只有这样,才能实现降低价格,实现合作双赢。

      四是尽快形成水性树脂生产应用产业链,除低原材料生产成本和采购成本。加强原材料开发研究,减少进口依赖,从而真正实现水性树脂低成本化。

      (三)合成革用水性聚氨酯应该具有更优良的生态性

      往往,一个产业的产生会带动另一个产业的发展。合成革用水性聚氨酯的产生和发展也必将彻底改变合成革的产业现状,提升产品档次,广开产品应用领域,实现合成革的新的发展。

      实现合成革新的发展的主要因素来自于水性聚氨酯的环保性和生态性。由于水性聚氨酯合成革具有无毒性、环保性和生态性,因此,给合成革应用领域拓宽了许多空间。据有关专家预测,用水性聚氨酯加工的合成革,可以做成按摩椅草式床垫,由于它的真皮一样的触感和透气透湿性,性能更优于普通床单,由于合成革易擦洗,更防污,故一定更受人们的青睐。用水性树脂加工的革可做成胸罩,也可以做紧身内衣。由于用水性聚氨酯加工的皮革没有溶剂气味,因此,可以用来做家居内饰装潢。目前,高档宾馆已开始应用合成革装饰,随着未来的发展,必将可以走入普通百姓家庭。

      当然,这要求合成革用水性聚氨酯具有更好的无毒环保性。首先,要降低或消除水性聚氨酯中的重金属元素,防止过量的重金属元素造成对人体的危害;其次,要努力减少水性聚氨酯合成中的溶剂添加量,争取实现无溶剂生产,即便使用溶剂也一定要选用对人体无毒的溶剂;第三要严格控制助剂、色浆的添加量,选择安全、环保的助剂和色浆。只有这样,才能确保合成革的生态性,才能使合成革应用领域得到更大的拓展。

      (四)合成革用水性聚氨酯应该具有更好的工艺操作性

      合成革产量每年有数十亿米,合成革的加工完全是机械化的大生产作业,因此,水性聚氨酯必须适应这样一个现状,即开发出的合成革用水性聚氨酯必须具有更好的可操作性。一是调浆方便,通常,水性树脂必须加入色浆后才能被上机使用,那么调浆必须简单、方便、易行、快捷。二是上机好操作,水性树脂浆料必须符合上机作业要求,粘度易于控制,应用时不会产生流挂、结块或分层。三是易烘干,水性聚氨酯树脂尽管水的挥发速度较慢,成膜吸收能量大,但也可以通过技术改造,实现树脂易于干燥,从而适应于制革厂旺季提升产能的实现。

      当然,合成革用水性聚氨酯的发展,不可能一掘而就,需要通过广大聚氨酯研究工作者,广大应用工程师的紧密配合、顽强努力、艰苦工作才能实现。当前,一条崭新的路已经展示在人们面前,相信,不久的将来,合成革用水性聚氨酯将会有一个真正的发展。环保的、生态的水性聚氨酯一定会实现行业主流并将溶剂型聚氨酯淡出整个行业。

      五、优耐克水性树脂有限公司合成革用水性树脂的特点及定型产品介绍

      丽水优耐克公司是张家港佳宝环保树脂科技有限公司和浙江尼龙克工贸公司合作的专业从事合成革水性树脂生产研发的新型实体企业,全部技术支撑来自于张家港佳宝公司,目前,公司已拥有的合成革用水性树脂产品和生态合成革制品其许多性能已达到或超过了油性树脂加工的合成革产品的性能,公司产品已基本实现了品种全,质量优、可操作性强的基本要求。

      (一)优耐克水性树脂与油性树脂理化性能及综合性能比较








      (二)优耐克公司基本实现了品种全、质量优、可批量投放市场基本要求。

      1、品种全

      目前,公司开发的合成革用水性聚氨酯产品,已涵盖了合成革前后道加工以及底、中、面各层树脂的应用和功能革对树脂的要求。具体来说:一是拥有从低模量到高模量树脂产品,可以满足合成革加工对树脂不同膜量要求的选择;二是从应用操作角度讲,公司拥有合成革的前道加工用树脂(即适合离型纸使用的树脂)和后道加工用树脂(即后用于后端处理加工);三是按合成革产品的使用所性分为鞋革用、服装革用树脂、沙发革用树脂、箱包革用树脂以及家居内饰革用树脂;四是从工艺和基布材料角度讲,公司有纯干法革用树脂、半PU革用树脂、贝斯贴面革用树脂、超纤革用树脂等;五是按合成革的功能分,已拥有耐磨耐刮树脂、耐黄变树脂、透气透湿革树脂,水洗革用树脂、耐酸碱树脂、耐脏防污革树脂,阻燃革树脂,变色革树脂等等;六是按照合成革加工性能分,有贴布胶(粘结层树脂)中间层树脂和面层树脂,顶层光亮剂、消光剂树脂等等。

      2、质量优

      目前,优耐克合成革用水性树脂质量优包涵三个方面,一是水性树脂稳定,首先,是贮存周期长,通常水性树脂存放期要比油性树脂长,除个别特种产品以外,贮存期一般均超过12个月,有的可长达2年以上;第二是批次之间差异小,由于具有长期的水性树脂生产经验,加上拥有最先进的生产设备,公司现已具备批次之间无差异的要求,这为批量进入市场提供了有效保障;第三是功能化特别明显。比如,现有的树脂,同油性树脂比具有明显的环保生态性、优良的手感和真皮触感,极好的抗磨耐刮性、特有的高透气透湿性和良好的防污耐脏性等特点。其性能远远高出目前市场的同类水性树脂,即拥有更好防粘抗粘性、拥有更好的耐水耐酸碱性,拥有更好的机械应用操作性能等等。

      3、具有较高的产能优势,可以大批量进入市场

      公司拥有张家港和丽水二套生产线装置,其中丽水首条万吨级生产线,是目前国内水性树脂最先进的生产线,基本实现了半自动控制。生产线反应系统装置为国内目前最大的。这为减少批次差异性打下基础。同时,丽水车间扩产方便,公用工程完备,只要稍增加设备投入,即可实现三万吨以上的产能。完全能满足丽水地区近期应用树脂需量。

      (三)、优耐克合成革树脂定型产品介绍

      1、 优耐克水洗革用树脂系列

      ①、UNK PU–330水洗革用树脂(易洗型)

      概要、用途

      本品系特殊材料制作的芳香族阴离子型水性聚氨酯分散液,树脂稳定性好,加工后的成品具有色牢度好,主要用于PU、PVC合成革表面处理,能有效地实现合成革水洗后的复古仿旧和特殊的视觉、触觉效果。

      树脂特性

      外观:乳白色糊状液; 有效成份:30%±1

      粘度(cps/25℃):1800–5000 PH值:7–9

      成品特性

      水洗容易。洗出的革面具有沟底纹路清晰,复古仿旧效果明显,手感平细滑爽的效果。

      使用方法

      使用前将本树脂搅拌均匀,再加入20%左右的水性色浆低速搅拌均匀。本品溶剂为水,可加入适量水性增稠剂调整粘度。网滚涂饰1–2遍,130℃–140℃经2分钟烘干。可添加不同比例的unkpu–620难洗型树脂调整水洗效果。

      注意事项

      由于制作水洗革受树脂稳定性、色浆稳定性、加工工艺和水洗工艺的影响,因此使用本品时,强烈要求革厂严格控制工艺条件,特别是对不同型号、不同花纹、不同批次的合成皮革,批量生产前需在实验室打小样,经确认后方可批量生产。建议:使用杭州深蓝公司生产的“503”黑色浆。

      贮存运输

      密闭保存与阴凉通风处,有效期6个月。按非危险品包装运输。

      ②、UNK PU–620水洗革用树脂(难洗型)

      概要、用途

      品系特殊材料制作的芳香族阴离子型水性聚氨酯分散液,树脂稳定性好,加工后的成品具有色牢度好,主要用于PU、PVC合成革表面处理,能有效地实现合成革水洗后的复古仿旧和特殊的视觉、触觉效果。

      树脂特性

      外观:乳白色糊状液; 有效成份:30%±1

      粘度(cps/25℃):1800–5000 PH值:7–9

      成品特性

      较难水洗。洗出的革面具有沟底纹路清晰,复古仿旧效果明显,手感平细滑爽的效果。

      使用方法

      使用前将本树脂搅拌均匀,再加入20%左右的水性色浆低速搅拌均匀。本品溶剂为水,可加入适量水性增稠剂调整粘度。网滚涂饰1–2遍,130℃–140℃经2分钟烘干。可添加不同比例的unkpu–330易洗型树脂调整水洗效果。

      注意事项

      由于制作水洗革受树脂稳定性、色浆稳定性、加工工艺和水洗工艺的影响,因此使用本品时,强烈要求革厂严格控制工艺条件,特别是对不同型号、不同花纹、不同批次的合成皮革,批量生产前需在实验室打小样,经确认后方可批量生产。建议:使用杭州深蓝公司生产的“503”黑色浆。

      贮存运输

      密闭保存与阴凉通风处,有效期6个月。按非危险品包装运输。

      ③、UNK PU–509水洗革专用树脂(喷涂型压花前处理树脂)

      概要、用途

      本品系特殊材料制作的芳香族阴离子型水性聚氨酯分散液,树脂稳定性好,加工后的成品具有色牢度好,主要用于PU、PVC合成革表面处理,能有效地实现合成革水洗后的复古仿旧和特殊的视觉、触觉效果。

      树脂特性

      外观:乳白色糊状液; 有效成份:30%±1

      粘度(cps/25℃):1000–2000 PH值:7–9

      成品特性

      洗出的革面具有沟底纹路清晰,复古仿旧效果明显,手感平细滑爽的效果。

      使用方法

      使用前将本树脂搅拌均匀,再加入20%左右的水性色浆低速搅拌均匀。本品溶剂为水,适用于喷涂。

      注意事项

      由于制作水洗革受树脂稳定性、色浆稳定性、加工工艺和水洗工艺的影响,因此使用本品时,强烈要求革厂严格控制工艺条件,特别是对不同型号、不同花纹、不同批次的合成皮革,批量生产前需在实验室打小样,经确认后方可批量生产。建议:使用杭州深蓝公司生产的“503”黑色浆。压花温度应控制稳定均匀,尽量不出现边上温度低而中间温度高不均匀现象。

      贮存运输

      密闭保存与阴凉通风处,有效期6个月。按非危险品包装运输。

      2、 优耐克合成革用面层水性树脂系列

       ①、UNK PU—100

      面层树脂

      概要、用途:

      本品为阴离子型芳香族水性聚氨酯树脂。中、低模量,手感丰满柔软,耐水解、耐候性优良,透气透湿性良好。本品推荐应用于各种服装革及软包革。

      树脂特性:

      外观:白色乳状液; 固含量(%):25±1

      粘度:(cps/25℃):2000—4000 PH值(1/10):7

      胶膜特性:

      100%模量(mpa):20-30; 抗张强度(mpa): ≥30

      伸长率(%):400; 吸水率(%):≤10

      玻璃化温度:≤-45℃ 热变性温度:≥150℃

      使用方法:

      使用前将树脂搅拌均匀;添加8~10%的水性色浆低速搅拌。本品溶剂为水,加入适量水性增稠剂调整粘度;使用前用120—150目滤网过滤,用后密封保存。

      贮存运输:

      密闭保存于阴凉通风处。

      有效期6月,非危险品包装运输。

      ②、UNK PU—230 面层树脂

      概要、用途:

      本品为阴离子型脂肪族水性聚氨酯树脂。中、低模量,手感丰满柔软,耐烫、耐磨耐水解、耐候性优良,透气透湿性良好,较好的抗黄变性。本品推荐应用于各种服装革及软包革。

      树脂特性:

      外观:白色乳状液; 固含量(%):20±1

      粘度:(cps/25℃):2000—4000  PH值(1/10):7-9

      胶膜特性:

      100%模量(mpa):20-30; 抗张强度(mpa): ≥30

      伸长率(%):400; 吸水率(%):≤10

      玻璃化温度:≤-45℃ 热变性温度:≥150℃

      使用方法:

      使用前将树脂搅拌均匀;添加8~10%的水性色浆低速搅拌。本品溶剂为水,加入适量水性增稠剂调整粘度;使用前用120—150目滤网过滤,用后密封保存。

      贮存运输:

      密闭保存于阴凉通风处。

      有效期6月,非危险品包装运输。

      ③、UNK PU—5050 面层树脂

      概要、用途:

      本品为中粘度高含量芳香族阴离子型水性聚氨酯分散液。成膜中等,有良好的物理力学性能。耐磨、耐刮、耐水解,透气性能良好。本品单独推荐生产使用休闲鞋革。同 unkpu—100拼用生产沙发革、软包革;同unkpu—800拼用生产运动鞋革或用作生产半PU革的面浆。树脂特性:

      外观:白色乳状液; 固含量(%):25±1

      粘度:(cps/25℃):1800—2500 PH值(1/10):7-9

      胶膜特性:

      100%模量(mpa):50-60; 抗张强度(mpa): ≥40

      伸长率(%):300; 吸水率(%):≤10

      玻璃化温度:≤-45℃ 热变性温度:≥120℃

      成革特性
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