专利名称：一种水性聚氨酯超细纤维合成革及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种水性聚氨酯超细纤维合成革及其制备方法，属于合成革生产技术 领域。
背景技术：
目前聚氨酯合成革已应用于人们生活中的各个领域，品种多样，其中高档的超细 纤维合成革以其物理性能优势及仿真皮的外观近几年快速发展。传统的超细纤维合成革的 湿法生产工艺是以溶剂型聚氨酯为浸渍浆料浸渍无纺布，然后在DMF (二甲基甲酰胺)水溶 液中凝固、热甲苯槽中抽出，水洗烘干，其中使用了大量DMF、甲苯，无法全部回收的溶剂以 气体及废水方式排放，污染环境。同时我国环保部对皮革行业的污水排放规定甲苯、DMF含 量分别在0. Img/L、0. 2mg/L以下。虽然大部分溶剂可以回收，但一方面回收溶剂的能耗也 非常高，另一方面仍有部分溶剂无法回收，以气体及废水的方式排放到了环境中。水性聚氨酯树脂是以水为分散介质，具有无毒、环保、安全、不燃等优点，是溶剂型 树脂的最佳替代产品。各国对水性聚氨酯的研究以及应用都有很大的政策和资金支持，我 国在水性聚氨酯树脂的研究与应用也投入也较大，但是水性聚氨酯树脂在合成革上的应用 相对来说只是近几年有些进展，主要研究集中在合成革的表面整饰，只有水性干法移膜技 术和印刷等技术应用于实际生产中，对水性聚氨酯合成革整体技术开发还处于初始阶段。 随着水性聚氨酯树脂技术的发展，产品性能提高，近几年国际国内各有关公司也加大应用 研究投入，水性聚氨酯树脂制备超细纤维合成革的研究近两年在国外取得一些进展，日本 依靠先进的超细纤维技术用水性聚氨酯树脂制备了超细纤维合成革，其中纤维密度大，所 占超细纤维比重大。目前用普通的超细纤维无纺布采用含浸水性聚氨酯制备的超细纤维合 成革关键问题是形成的聚氨酯纤维复合体不含有微孔结构，要达到真皮的手感和较高的物 理性能需要开发新的工艺技术。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种水性聚氨酯超细纤维合成革及其制备方 法，以达到制备出具有微孔结构，并且其手感好和物理性能较高的合成革的目的。本发明解决上述技术问题的技术方案如下一种水性聚氨酯超细纤维合成革的制 造方法，包括以下步骤1)将以下重量份数的起泡剂2 5份、稳泡剂2 3份和水50 150份、水性着 色剂0 3份、加入重量份数100份的水性阴离子聚氨酯浸渍浆料中，再用高速搅拌机搅拌 均勻，制成密度为300 550g/L的浆料；2)于浸渍槽中，将无纺布浸渍于所述浆料中，表面刮平，浸渍量为400 IOOOg/ m2，保持30 60%的泡孔；3)将浸渍后的无纺布，于凝固槽中经过水性凝固液凝固水性聚氨酯，水性聚氨酯 凝固同时形成泡孔；
4)水性聚氨酯树脂完全凝固后，于水洗槽中经过水洗，红外干燥箱烘干，制得基 布；5)烘干后的基布，于连续或间歇式碱减量机中经过碱减量工艺；6)再将经过碱减量工艺后的基布经过后处理工艺；7)上述超细纤维合成革基布可以经过磨面、染色，制备绒面合成革，或经过水性聚 氨酯树脂贴面、压花、印刷等加工处理，制备成服装革、沙发革、鞋革等各种用途的全水性聚 氨酯合成革。本发明的有益效果是该方法制得的合成革基布中的聚氨酯膜，其中包含大量不 同大小的微孔结构，具有更好的手感、压缩弹性、透湿透气性能和卫生性能，仿真皮效果优 于溶剂型，物理机械性能与溶剂型超细纤维接近，以该合成革基布为基材制备的合成革中 不含溶剂，排出了溶剂对人体的危害；整个生产过程中不使用任何溶剂，无有毒有害气体排 放；消除了传统工艺中的大量的溶剂浪费，也减少溶剂回收设备的投入，降低了成本和能源 浪费。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。进一步，所述步骤1)中所述的水性阴离子聚氨酯浸渍浆料的粘度为5 17Pa. s, 所述起泡剂为烷基苯磺酸盐类表面活性剂或磺化琥珀酸盐类表面活性剂，所述稳泡剂为硬 脂酸盐类，所述水性着色剂为常用阴离子型着色剂。采用上述进一步方案的有益效果是，在对水性聚氨酯浸渍浆料高速搅拌时，在搅 拌和起泡剂的作用下形成泡孔，通过稳泡剂稳定泡孔。进一步，所述水性阴离子聚氨酯浸渍浆料是100%定伸强度为20 lOOKG/cm2，固 含量在20 30%重量百分比的水性阴离子聚氨酯浸渍浆料。进一步，所述烷基苯磺酸盐类表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，所述磺化琥珀酸 盐表面活性剂为磺化琥珀酸钠或磺化琥珀酸胺。进一步，所述硬脂酸盐类为硬脂酸胺。进一步，所述水性阴离子聚氨酯浸渍浆料为由含羧酸基或磺酸基阴离子基团的聚 氨酯经叔胺或氢氧化钠中和分散水中制得。进一步，所述步骤幻中所述的无纺布为由聚酰胺(PA)/碱溶性聚酯(COPET)共混 的单位克重在240 400g/m2的定岛超细纤维无纺布。采用上述进一步方案的有益效果是，定岛超细纤维无纺布中碱溶性聚酯成分经过 碱减量工艺从无纺布中抽出，形成聚酰胺超细纤维。进一步，所述定岛超细纤维无纺布的表观密度为0. 30 0. 35g/m3。采用上述进一步方案的有益效果是，无纺布的表观密度高，所制备的合成革手感 更加丰满。进一步，所述步骤3)中所述的水性凝固液的pH值彡5，加工使用时其温度为20 30 "C。采用上述进一步方案的有益效果是，该条件可促使水性阴离子聚氨酯凝固，含浸 水性阴离子聚氨酯发泡浆料的无纺布凝固，含泡孔的水性聚氨酯凝固同时形成固定泡孔， 水洗，烘干，形成含泡孔的聚氨酯和无纺布组成的基布。进一步，所述步骤幻中所述的碱减量工艺为使用氢氧化钠水溶液，其浓度(重量百分含量)为2 4%，减量温度在80°C 95°C之间，减量30 60分钟后水洗至PH值到 7为止，100°C 130°C烘干。采用上述进一步方案的有益效果是，该条件可使碱溶性聚酯成分经过碱减量工艺 从无纺布中抽出较好，形成符合质量要求的聚酰胺超细纤维基布。进一步，所述步骤6)中所述的后处理工艺中使用的后处理剂为重量百分含量为 2% 4%的后处理剂水溶液，于20 30°C条件下浸渍碱减量工艺后的基布均勻浸透，再压 榨，于100°C 130°C烘干，即得。采用上述进一步方案的有益效果是，后处理工艺使超细纤维合成革手感更加柔 软，丰满。进一步，所述后处理剂为有机硅柔软剂DH-105或酯基柔软剂DH-103。本发明解决上述技术问题的又一技术方案如下一种水性聚氨酯超细纤维合成 革，由上述水性聚氨酯超细纤维合成革的制备方法制得。
具体实施例方式以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限 定本发明的范围。实施例1PA/C0PET型定岛无纺布，其单位克重为M0g/m2，其表观密度为0. 30g/m3 ；水性聚 氨酯浆料100份，所述水性聚氨酯浆料为DG-3020，其干燥皮膜100%定伸强度为20KG/cm2， 固含量20%重量百分比，其粘度为6Pa. s,十二烷基苯磺酸钠3份、硬脂酸胺2份和水50 份，用高速搅拌机搅拌均勻，使混合浆料密度为300g/L ；于浸渍槽中，用该混合浆料浸渍无 纺布，浸渍量为400 550g/m2，保持30 60%的泡孔；再于凝固槽中经过pH值为5，温度 为20°C的水性凝固液凝固，于水洗槽中水洗、红外干燥箱烘干，制得基布；再将烘干后的基 布于连续或间歇式碱减量机中经过碱减量工艺，其使用的氢氧化钠的浓度为2%，减量温度 为80°C，减量60分钟后水洗至PH值到7为止，于100°C 130°C烘干；再用重量百分含量 4%的有机硅柔软剂DH-105(烟台道成化学有限公司)，水溶液进行后处理，于20°C条件下 浸渍碱减量工艺后的基布均勻浸透，再压榨，于100°C 130°C烘干，得到水性聚氨酯制备 的合成革基布。这种合成革基布手感柔软，撕裂强度较高；压缩弹性好透湿率高。再将该合成革 基布按常规方法(具体参数见表1)，经过磨面、染色、起绒，作为柔软绒面合成革，可以作为 服装革和手套革。实施例2PA/COPET型定岛无纺布，其单位克重为300g/m2，其表观密度为0. 33g/m3 ；水性聚 氨酯浆料100份，所述水性聚氨酯浆料为DG-3050，其干燥皮膜100%定伸强度为50KG/cm2， 固含量为25%重量百分比，其粘度为IOPa. s，磺化琥珀酸胺起泡剂5份、稳泡剂硬脂酸胺3 份和水100份，高速搅拌机搅拌均勻，使混合浆料密度为500g/L ；于浸渍槽中，用该混合浆 料浸渍无纺布，浸渍量为600 660g/m2，保持30 60%的的泡孔；再于凝固槽中经过pH值 为4，温度为25°C水性凝固液凝固，于水洗槽中水洗、红外干燥箱烘干，制得基布；再将烘干 后的基布于连续或间歇式碱减量机中经过碱减量工艺，其使用的氢氧化钠的浓度为3%，减量温度在90°C，减量50分钟后水洗至PH值到7为止，再于100°C 130°C烘干，再用重量百 分含量为2%的酯基柔软剂DH-103(烟台道成化学有限公司)水溶液进行后处理，于20°C 条件下浸渍碱减量工艺后的基布均勻浸透，再压榨，于100°C 130°C烘干，得到水性聚氨 酯制备的合成革基布。这种合成革基布手感中软，仿真皮效果好，基材的撕裂强度高；压缩弹性好透湿 率高。再将该合成革基布按常规方法(具体参数见表1)，经过水性聚氨酯面层树脂和粘合 层树脂离型纸干法贴面加工处理，制备沙发革用途贴面合成革。实施例3PA/C0PET型定岛无纺布，其单位克重为400g/m2，其表观密度为0. 35/m3 ；水性聚氨 酯浆料100份，DG-3100浆料的干燥皮膜100%定伸强度为lOOKG/cm2，固含量为30%重量百 分比，其粘度为16Pa. s，加入磺化琥珀酸钠起泡剂4份、稳泡剂硬脂酸胺2份、水150份和水 性着色剂3份(上海泗联黑G-5Q，高速搅拌机搅拌均勻，使混合浆料密度为550g/L ；用该 混合浆料浸渍无纺布，浸渍量为950 1000g/m2，再于凝固槽中经过pH值为3，温度为30°C 水性凝固液凝固，于水洗槽中水洗、红外干燥箱烘干，制得基布；再将烘干后的基布于连续 或间歇式碱减量机中经过碱减量工艺，其使用的氢氧化钠的浓度为4%，减量温度在95°C， 减量30分钟后水洗至PH值到7为止，再于100°C 130°C烘干；再用重量百分含量为3% 的后处理剂为DH-105的水溶液进行后处理，于20°C条件下浸渍碱减量工艺后的基布均勻 浸透，再压榨，于100°C 130°C烘干，再经过浸渍压榨烘干，得到水性聚氨酯制备的合成革 基布。这种合成革基布手感中硬，仿真皮效果好，基材的撕裂强度较高；压缩弹性好透 湿率高。再将该合成革基布按常规方法(具体参数见表1)，经过水性聚氨酯面层树脂和粘 合层树脂离型纸干法贴面加工，制备鞋革用途贴面合成革。表1实施例1-3制得的水性聚氨酯超细纤维合成革后加工工艺及主要性能参数
权利要求
1.一种水性聚氨酯超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，包括以下步骤1)将以下重量份数的起泡剂2 5份、稳泡剂2 3份和水50 150份、水性着色剂 0 3份加入重量份数100份的水性阴离子聚氨酯浸渍浆料中，再用高速搅拌机搅拌均勻， 制成密度为300 550g/L的浆料；2)于浸渍槽中，将无纺布浸渍于所述浆料中，表面刮平，浸渍量为400 1000g/m2，保 持30 60%的泡孔；3)将浸渍后的无纺布，于凝固槽中经过水性凝固液凝固水性聚氨酯，水性聚氨酯凝固 同时形成泡孔；4)水性聚氨酯树脂完全凝固后，于水洗槽中经过水洗，红外干燥箱烘干，制得基布；5)烘干后的基布，于连续或间歇式碱减量机中经过碱减量工艺；6)再将经过碱减量工艺后的基布经过后处理工艺；7)将经过后处理工艺的基布经过磨面、染色，制备绒面合成革；或经水性聚氨酯树脂 贴面、压花及印刷，制备成服装革、沙发革或鞋革。
2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，所述 步骤1)中所述的水性阴离子聚氨酯浸渍浆料的粘度为5 17Pa. s，所述起泡剂为烷基苯磺 酸盐类表面活性剂或磺化琥珀酸盐类表面活性剂，所述稳泡剂为硬脂酸盐类，所述水性着 色剂为通用阴离子型着色剂。
3.根据权利要求2所述的水性聚氨酯超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，所述 水性阴离子聚氨酯浸渍浆料是100%定伸强度为20 lOOKG/cm2，固含量在20 30%重 量百分比的水性阴离子聚氨酯浸渍浆料，所述烷基苯磺酸盐类表面活性剂为十二烷基磺酸 钠，所述磺化琥珀酸盐类表面活性剂为磺化琥珀酸钠或磺化琥珀酸胺，所述硬脂酸盐类为 硬脂酸胺。
4.根据权利要求1所述的水性聚氨酯超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，所述 步骤2、中所述的无纺布为由聚酰胺/碱溶性聚酯共混的单位克重在240 400g/m2的定 岛超细纤维无纺布。
5.根据权利要求6所述的水性聚氨酯超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，所述 定岛超细纤维无纺布的表观密度为0. 30 0. 35g/m3。
6.根据权利要求1所述的水性聚氨酯超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，所述 步骤3)中所述的水性凝固液的pH ( 5，其凝固液使用温度为20 30°C。
7.根据权利要求1所述的水性聚氨酯超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，所述 步骤幻中所述的碱减量工艺为使用氢氧化钠水溶液，其重量百分含量浓度为2 4%，减 量温度在80°C 95°C之间，减量30 60分钟后水洗至PH值到7为止，100°C 130°C烘 干；所述步骤6)中所述的后处理工艺中使用的后处理剂为重量百分含量为2% 4%的后 处理剂水溶液，于20 30°C条件下浸渍碱减量工艺后的基布均勻浸透，再压榨，于100°C 130°C烘干，即得。
8.根据权利要求7所述的水性聚氨酯超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，所述 后处理剂为有机硅柔软剂或酯基柔软剂。
9.一种水性聚氨酯超细纤维合成革，其特征在于，由权利要求1至8任一项所述的水性 聚氨酯超细纤维合成革的制备方法制得。
全文摘要
本发明涉及一种水性聚氨酯超细纤维合成革及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤1)将以下重量份数的起泡剂2～5份、水50～200份和稳泡剂2～3份，水性着色剂0～3份、加入重量份数100份的水性阴离子聚氨酯浸渍浆料中，再用搅拌机高速搅拌均匀，制成浆料；2)将无纺布浸渍于所述浆料中，表面刮平，保持部分的泡孔；3)将浸渍后的无纺布经水性凝固液凝固水性聚氨酯，水性聚氨酯凝固并形成泡孔；4)水性聚氨酯树脂完全凝固后再经水洗，红外干燥箱烘干，制得基布；5)烘干后的基布要经过碱减量工艺；6)再将经碱减量工艺后的基布经后处理工艺，7)再将制得的基布制备成合成革。所述水性聚氨酯超细纤维合成革由上述方法制备。
文档编号D06N3/14GK102115983SQ201110028118
公开日2011年7月6日 申请日期2011年1月26日 优先权日2011年1月26日
发明者夏吉倩, 曲建波, 袁秀强, 郑玉 申请人:烟台华大化学工业有限公司