本发明涉及发泡人造革制备技术领域，尤其是涉及一种采用粉体热喷涂成型技术制备人造革的环保型技术方案。
背景技术：
人造革是一种外观、手感似革并可部分代替其使用的制品。发泡人造革是人造革中的一种，其通常以针织布为基底，面层糊料中含有发泡剂及其助剂，在凝胶化时发泡形成微孔结构，具有成品质轻、手感丰满又柔软的特点，常常用于手套、包袋、服装及家具等的制作。
我国人造革合成革工业是建国后新兴的工业，于五十年代末起步发展，是塑料工业中发展较早的行业之一。经过近几十年的建设，人造革合成革行业已具有相当的经济规模；随着国内外高科技的发展与先进工艺设备的应用，行业管理、技术水平、产品档次都有了根本性的质的飞跃，人造革合成革已发展成为日常消费制品工业中重要的行业之一，与整个加工工业同步迈入世界大国行列，是世界上的生产大国、消费大国，进出口贸易大国之一。
在pvc人造革发泡产品中，泡孔质量是衡量发泡人造革质量的重要参数。泡孔的平均孔径和孔径差越小，说明泡孔的质量越好，细密均匀。泡孔质量好的人造革，弹性好、手感好、不容易有疲劳痕和死纹，还可减少原料耗用，降低成本。同样的发泡人造革，泡孔质量优异，适度提高发泡倍率，不会影响制品力学性能。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，以保证气体在熔体中产生，有足够的膨胀空间发泡。对于热固性树脂，发泡剂的分解温度应稍高于树脂的固化温度。
pvc分子间作用力大，软化和熔融温度较高，纯pvc一般需要在160~210℃时才可塑化加工。对发泡pvc而言，原则上讲，凡不与聚合物发生化学反应并能在特定条件下产生无害气体的物质，都可作为发泡剂。发泡人造革所常用用的ac发泡剂中含偶氮二甲酰胺，所用的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(dop)，偶氮二甲酰胺受热分解出氮氧化物和一氧化碳污染空气，偶氮二甲酰胺还会对环境中的水体造成污染，邻苯二甲酸二辛酯的毒性大，欧盟、美国等多个国家禁止使用偶氮二甲酰胺及邻苯二甲酸二辛酯，现有发泡人造革常常因含有这两种物质而不符合欧盟reach法规。因此，为了适应发泡人造革的发展需求，有必要发明一种符合欧盟reach法规，更环保的发泡人造革，并提供相应的制备方法。
技术实现要素：
针对现有熔融发泡人造革存在污染、难以控制发泡孔径的缺陷，本发明提出一种环保型发泡人造革及制备方法，其特征是采用充气喷涂非熔融粉末的方式制备发泡层。在烘箱后放置喷涂容器，将树脂粉末与发泡剂粉末等混合后加入喷涂容器中并充气使其悬浮于容器中，经烘箱预热后的面层穿过喷涂容器时粉末受热软化并粘附在面层上，同时发泡剂产生气体而发泡。采用上述工艺制备发泡人造革，树脂不需加热至熔融态，故无需添加增塑剂调节粘度且能耗低、绿色环保。该方法可以解决传统方法需要添加增塑剂、交联剂而存在的毒性问题，创造性地利用了预热面层穿过喷涂器的方式使树脂粉末粘附而形成发泡层，可以实现粉末非熔融、无增塑剂条件下的黏结成型，降低了喷涂温度，具有更低能耗和更高的产率。
本发明涉及的具体技术方案如下：
一种环保型发泡人造革的制备方法，其特征是采用充气喷涂非熔融粉末的方式制备发泡层，具体步骤如下：
（1）称取适量的塑料颗粒、稳定剂、发泡剂、助发泡剂和环保色素，投入到超细塑料粉磨混匀机中粉碎，得到混合粉料待用；
（2）预热喷涂容器至一定温度，通入保护气体，通过自动化流量计将步骤（1）的混合粉料充入容器腔内，混合粉料形成一定浓度的气溶胶；
（3）开启烘箱，将离型纸平铺到导热面层，预热导热面层使离型纸温度上升到一定温度，然后使其穿过喷涂容器，并在烘箱中静置一定时间，气溶胶中的各种微粒在热运动过程中与高温的离型纸碰撞，微粒表面受热软化后表面张力发生改变而被粘附在离型纸面，随着微粒的不断积累粘附层达到所需的厚度，与此同时，发泡剂受热分解产生气体，撑开部分微粒形成微小孔泡；
（4）发泡结束后通过粘合剂将发泡层与基布黏合，烘干处理0.5~2min，将离型纸抽离，冷却后即为发泡人造革。
优选的，步骤（1）所述的塑料颗粒、稳定剂、发泡剂、助发泡剂、环保色素按重量份配比分别为：80-91份、2~4份、7~12份、0.5~2份、0.5~2份。
优选的，步骤（1）所述的塑料颗粒为聚氯乙烯、聚氨酯中的至少一种。
优选的，步骤（1）所述的稳定剂为硬脂酸钙、蓖麻油酸钙、硬脂酸锌、蓖麻油酸锌、以及环氧大豆油中的至少一种所组成。
优选的，步骤（1）所述的发泡剂为偶氮类发泡剂、亚硝基类发泡剂、碳酸盐类发泡剂中的至少一种所组成。
优选的，步骤（1）所述的助发泡剂为氧化锌、硫酸锌、氯化锌等含锌化合物。
优选的，步骤（2）所述的容器预热温度在80~90℃范围内。
优选的，步骤（2）所述的气溶胶的浓度在120~305g/l。
优选的，步骤（3）所述的离型纸面的预热温度为145~160℃。
优选的，步骤（3）所述的静置时间为4~12min。
一种环保型发泡人造革，其特征是由上述方法制备得到。
发泡剂发泡温度的高低直接决定着制革过程的能耗，一般来说，降低发泡剂的分解温度较容易，但要同时控制好发泡温度区间和吸、放热平衡、控制发泡速率则较困难，传统发泡工艺对突发性分解往往不能很好地控制，易造成鼓泡、并泡等现象，直接影响发泡人造革的抗疲劳性和手感。本发明利用发泡人造革的原料以粉末形态在容器中充分分散均匀的条件下，直接与离型纸接触而形成吸附层，而发泡剂同时分解使吸附层形成细微而均匀的孔泡结构。容器预热温度在80-90℃范围内，此温度范围可加速微粒的布朗运动，使其充分与离型纸接触而被粘附，温度太高容易引起混合料的团聚和发泡剂提前分解；发泡反应时间可以根据所需的发泡层厚度进行调节，延长发泡时间，相应的发泡层厚度和孔隙率将有所增加，而空隙率还可以通过调节发泡剂和助发泡剂的比例进行调控。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
（1）本发明采用的粉末粘附直接发泡技术，利用了粉末颗粒表面短程润湿的效应，不产生熔融液体，因此不需要增塑剂调节粘度，这一方面避免了使用有毒物质，因而对环境友好，另一面降低了生产成本；
（2）与传统的发泡人造革相比，本发明技术方案不需要预涂覆，工序更加简单，成本更低；
（3）本发明技术获得的发泡人造革内部空隙细密、分布均匀，因而弹性好、手感好、不容易有疲劳痕，耐久性优异。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
一种环保型发泡人造革，其具体的制备步骤如下：
按配方量称取原料：粉末状聚氯乙烯（pvc）88kg，蓖麻油酸钙、硬脂酸锌各1.5kg，偶氮二甲酰胺发泡剂7.5kg，氧化锌助发泡剂0.5kg，环保色素1.0kg；投入到超细塑料粉磨混匀机中粉碎、混合均匀后待用；预热喷涂容器至85℃，通入氮气作为保护气体，通过自动化流量计将步骤（1）的混合粉料充入容器腔内，粉料形成气溶胶，浓度在180g/l；开启烘箱，将离型纸平铺到导热面层，预热使离型纸温度上升到160℃，然后使其穿过喷涂容器，静置反应8min，气溶胶中的各种微粒在热运动过程中与高温的离型纸碰撞，微粒表面受热软化后表面张力发生改变而被粘附在离型纸，随着微粒的不断积累粘附层达到所需的厚度，与此同时，发泡剂、助发泡剂分解产生气体，撑开部分微粒形成微小孔泡；发泡结束后通过粘合剂将发泡层与基布黏合，烘干处理1min，将离型纸抽离，冷却后即为发泡人造革。
对实施例1得到的发泡人造革，测量厚度，并采用qb/t4043-2010技术标准对其耐寒性、撕裂强度和剥离强度进行了测量。结果如表1所示，表明本技术方案制备的发泡人造革具有很好的耐寒性能和优异的力学性能。
实施例2
一种环保型发泡人造革，其具体的制备步骤如下：
按配方量称取原料：粉末状聚氯乙烯（pvc）84kg，蓖麻油酸钙、硬脂酸锌和蓖麻油酸锌各0.8kg，偶氮二甲酰胺发泡剂12kg，氧化锌助发泡剂1.1kg，环保色素0.5kg；投入到超细塑料粉磨混匀机中粉碎、混合均匀后待用；预热喷涂容器至85℃，通入氮气作为保护气体，通过自动化流量计将步骤（1）的混合粉料输送进容器腔内，粉料形成气溶胶，浓度在240g/l；开启烘箱，将离型纸平铺到导热面层，预热使离型纸温度上升到150℃，然后使其穿过喷涂容器，静置反应9min，气溶胶中的各种微粒在热运动过程中与高温的离型纸碰撞，微粒表面受热软化后表面张力发生改变而被粘附在离型纸，随着微粒的不断积累粘附层达到所需的厚度，与此同时，发泡剂、助发泡剂分解产生气体，撑开部分微粒形成微小孔泡；发泡结束后通过粘合剂将发泡层与基布黏合，烘干处理1min，将离型纸抽离，冷却后即为发泡人造革。
对实施例2得到的发泡人造革，测量厚度，并采用qb/t4043-2010技术标准对其耐寒性、撕裂强度和剥离强度进行了测量。结果如表1所示，表明本技术方案制备的发泡人造革具有很好的耐寒性能和优异的力学性能，因而具有应用范围广的优点。
实施例3
一种环保型发泡人造革，其具体的制备步骤如下：
按配方量称取原料：粉末状聚氯乙烯（pvc）87kg，蓖麻油酸钙、硬脂酸锌和蓖麻油酸锌各2kg，环氧大豆油1kg，偶氮二甲酰胺发泡剂4kg,碳酸氢钠发泡剂4kg，氧化锌助发泡剂2kg，环保色素1.5kg；投入到超细塑料粉磨混匀机中粉碎、混合均匀后待用；预热喷涂容器至88℃，通入氮气作为保护气体，通过自动化流量计将步骤（1）的混合粉料输送进容器腔内，粉料形成气溶胶，浓度在280g/l；开启烘箱，将离型纸平铺到导热面层，预热使离型纸温度上升到175℃，然后使其穿过喷涂容器，静置反应5min，气溶胶中的各种微粒在热运动过程中与高温的离型纸碰撞，微粒表面受热软化后表面张力发生改变而被粘附在离型纸，随着微粒的不断积累粘附层达到所需的厚度，与此同时，发泡剂、助发泡剂分解产生气体，撑开部分微粒形成微小孔泡；发泡结束后通过粘合剂将发泡层与基布黏合，烘干处理1.5min，将离型纸抽离，冷却后即为发泡人造革。
对实施例3得到的发泡人造革，测量厚度，并采用qb/t4043-2010技术标准对其耐寒性、撕裂强度和剥离强度进行了测量。结果如表1所示，表明本技术方案制备的发泡人造革具有很好的耐寒性能和优异的力学性能，因而具有应用范围广的优点。
实施例4
一种环保型发泡人造革，其具体的制备步骤如下：
按配方量称取原料：粉末状聚氯乙烯（pvc）86kg，硬脂酸锌和蓖麻油酸锌各2kg，偶氮二甲酰胺发泡剂10kg，氧化锌助发泡剂1.5kg，环保色素0.5kg；投入到超细塑料粉磨混匀机中粉碎、混合均匀后待用；预热喷涂容器至85℃，通入氮气作为保护气体，通过自动化流量计将步骤（1）的混合粉料输送进容器腔内，粉料形成气溶胶，浓度在240g/l；开启烘箱，将离型纸平铺到导热面层，预热使离型纸温度上升到145℃，然后使其穿过喷涂容器，静置反应12min，气溶胶中的各种微粒在热运动过程中与高温的离型纸碰撞，微粒表面受热软化后表面张力发生改变而被粘附在离型纸，随着微粒的不断积累粘附层达到所需的厚度，与此同时，发泡剂、助发泡剂分解产生气体，撑开部分微粒形成微小孔泡；发泡结束后通过粘合剂将发泡层与基布黏合，烘干处理2min，将离型纸抽离，冷却后即为发泡人造革。
对实施例4得到的发泡人造革，测量厚度，并采用qb/t4043-2010技术标准对其耐寒性、撕裂强度和剥离强度进行了测量。结果如表1所示，表明本技术方案制备的发泡人造革具有很好的耐寒性能和优异的力学性能，因而具有应用范围广的优点。
实施例5
一种环保型发泡人造革，其具体的制备步骤如下：
按配方量称取原料：粉末状聚氯乙烯（pvc）82kg，环氧大豆油3kg，碳酸氢钠发泡剂13kg，氧化锌助发泡剂0.8kg，环保色素1.2kg；投入到超细塑料粉磨混匀机中粉碎、混合均匀后待用；预热喷涂容器至90℃，通入氮气作为保护气体，通过自动化流量计将步骤（1）的混合粉料输送进容器腔内，粉料形成气溶胶，浓度在140g/l；开启烘箱，将离型纸平铺到导热面层，预热使离型纸温度上升到155℃，然后使其穿过喷涂容器，静置反应5min，气溶胶中的各种微粒在热运动过程中与高温的离型纸碰撞，微粒表面受热软化后表面张力发生改变而被粘附在离型纸，随着微粒的不断积累粘附层达到所需的厚度，与此同时，发泡剂、助发泡剂分解产生气体，撑开部分微粒形成微小孔泡；发泡结束后通过粘合剂将发泡层与基布黏合，烘干处理1min，将离型纸抽离，冷却后即为发泡人造革。
对实施例5得到的发泡人造革，测量厚度，并采用qb/t4043-2010技术标准对其耐寒性、撕裂强度和剥离强度进行了测量。结果如表1所示，表明本技术方案制备的发泡人造革具有很好的耐寒性能和优异的力学性能，因而具有应用范围广的优点。
实施例6
一种环保型发泡人造革，其具体的制备步骤如下：
按配方量称取原料：粉末状聚氨酯（pu）89kg，蓖麻油酸钙2kg，碳酸氢钠发泡剂7kg，氧化锌助发泡剂1kg，环保色素1kg；投入到超细塑料粉磨混匀机中粉碎、混合均匀后待用；预热喷涂容器至85℃，通入氮气作为保护气体，通过自动化流量计将步骤（1）的混合粉料输送进容器腔内，粉料形成气溶胶，浓度在220g/l；开启烘箱，将离型纸平铺到导热面层，预热使离型纸温度上升到155℃，然后使其穿过喷涂容器，静置反应8min，气溶胶中的各种微粒在热运动过程中与高温的离型纸碰撞，微粒表面受热软化后表面张力发生改变而被粘附在离型纸，随着微粒的不断积累粘附层达到所需的厚度，与此同时，发泡剂、助发泡剂分解产生气体，撑开部分微粒形成微小孔泡；发泡结束后通过粘合剂将发泡层与基布黏合，烘干处理1min，将离型纸抽离，冷却后即为发泡人造革。
对实施例6得到的发泡人造革，测量厚度，并采用qb/t2780-2006技术标准对其耐寒性、撕裂强度和剥离强度进行了测量。结果如表1所示，表明本技术方案制备的发泡人造革具有很好的耐寒性能和优异的力学性能，因而具有应用范围广的优点。
实施例7
一种环保型发泡人造革，其具体的制备步骤如下：
按配方量称取原料：粉末状聚氨酯（pu）80kg，蓖麻油酸钙、硬脂酸锌和蓖麻油酸锌各1kg，碳酸氢钠发泡剂10kg，氧化锌助发泡剂1.2kg，环保色素0.8kg；投入到超细塑料粉磨混匀机中粉碎、混合均匀后待用；预热喷涂容器至80℃，通入氮气作为保护气体，通过自动化流量计将步骤（1）的混合粉料输送进容器腔内，粉料形成气溶胶，浓度在290g/l；开启烘箱，将离型纸平铺到导热面层，预热使离型纸温度上升到150℃，然后使其穿过喷涂容器，静置反应8min，气溶胶中的各种微粒在热运动过程中与高温的离型纸碰撞，微粒表面受热软化后表面张力发生改变而被粘附在离型纸，随着微粒的不断积累粘附层达到所需的厚度，与此同时，发泡剂、助发泡剂分解产生气体，撑开部分微粒形成微小孔泡；发泡结束后通过粘合剂将发泡层与基布黏合，烘干处理2min，将离型纸抽离，冷却后即为发泡人造革。
对实施例7得到的发泡人造革，测量厚度，并采用qb/t2780-2006技术标准对其耐寒性、撕裂强度和剥离强度进行了测量。结果如表1所示，表明本技术方案制备的发泡人造革具有很好的耐寒性能和优异的力学性能，因而具有应用范围广的优点。
对比例1
一种环保型发泡人造革，其具体的制备步骤如下：
按配方量称取原料：粉末状聚氨酯（pu）80kg，蓖麻油酸钙、硬脂酸锌和蓖麻油酸锌各1kg，碳酸氢钠发泡剂10kg，氧化锌助发泡剂1.2kg，环保色素0.8kg；投入到超细塑料粉磨混匀机中粉碎，通过粘合剂将涂于基布，加热发泡，冷却后即为发泡人造革。
对对比例得到的发泡人造革，测量厚度，并采用qb/t2780-2006技术标准对其耐寒性、撕裂强度和剥离强度进行了测量。结果如表1所示。
表1：