水性聚氨酯在合成革中的應用
發布時間：
2023-07-07 15:01
合成革可制成服裝、鞋面、手提包等，而合成革的品質由多種性能決定，包括抗老化性、透氣性以及透濕性，這也與其涂層材料有關?；诖?，本文對合成革中水性聚氨酯的應用進行了簡要分析。
1.水性聚氨酯材料的發展
水性聚氨酯材料是指將水代替傳統溶劑聚氨酯中的有機溶劑，利用水來進行聚氨酯分散的一種材料，因而在使用的過程中具有著無污染、相容性較好以及安全性較高的特點。水性聚氨酯已經有了幾十年的發展歷史，該種材料的迅速發展階段為20世紀70年代左右，一開始在國外部分發達國家大批量生產應用；在國內，該種材料是在產品低污染性發展后得到廣泛應用。比如說合成革行業中應用聚氨酯材料做表面涂層，最開始普遍應用溶劑型聚氨酯，但隨著環境保護力度加大，水性聚氨酯的替代性應用成為合成革行業未來發展趨勢。當前，人們對產品需求的提升，水性聚氨酯的研發和優化也在不斷進行，其也會在各領域當中得到良好應用。
2.水性聚氨酯材料在合成革中的應用優勢
目前的合成革加工生產領域中，水性聚氨酯作為涂飾材料運用較普遍，這種材料的應用優勢在于透色性較好、黏度較大、含固量較高，同時也適用于低溫環境。與溶劑型聚氨酯材料相比，由于未添加溶劑，其應用過程中不會產生揮發性氣體而污染環境，也不會在生產中危害人體，具有較高的應用價值。此外，水性聚氨酯材料還具有改性特點，在合成革行業不斷發展過程中，這種特點也便于優化應用性能，提升合成革產品的品質等級。
3.合成水性聚氨酯
先是進行水性聚氨酯的制備合成，取準備的聚醚多元醇的三種規格試劑，再取一定的蓖麻油試劑進行真空干燥脫水處理，將處理好的兩種材料放入到燒瓶工具中，同時配置好溫度計、機械攪拌器以及冷凝回流管。當處于低溫條件時，向燒瓶中加入甲苯二異氰酸酯試劑，同時再加入少量的催化劑，然后開始對燒瓶進行升溫，一直升到溫度計顯示為80℃，等待其進行2～3h的催化反應，溫度會在這一過程中自然下降到55℃左右，然后再加入BDO試劑，同時加入使用N-二甲基甲酰胺試劑溶解處理后的二羥甲基丙酸，進一步促進擴鏈，然后測定異氰酸酯基的值，待到其達到理論值后，再加入丙酮試劑，對其黏度進一步調節，需注意加入的丙酮控制少量。隨后加入三乙胺試劑來進一步中和，通過機械攪拌器的快速攪拌，邊攪拌邊加入去離子水，最后對混合試劑進行減壓式蒸餾處理，將其中的多余溶劑水分去除，最終形成聚氨酯乳液，具有一定的穩定性。此外，還以相同方式制備了許多不同模量的聚氨酯乳液，主要是對原料試劑進行用量調控。
4.合成革后整理工藝
將上述制備的不同模量水性聚氨酯乳液混合進填料以及顏料膏材料，注意控制三者的混合比例，最后獲得的漿料應當保證黏度值達到2000Pa·s，然后對合成革進行貝斯改色處理，使用漿料進行涂飾，控制實際使用漿料的用量在每米80～90g，上料后進行干燥處理，其干燥溫度值控制在90℃，具體干燥線的速度約為15m/min，干燥處理后的改色層水分會充分揮發，這時就可進行合成革壓花處理，具體采用滾壓方式，施加的壓力值為30kg，持續時間約3s，保持壓花溫度達到190℃，最后進行表層的滾水性PU光油處理即可完成整個后整理工藝，獲得合成革涂飾后的成品[3]。
5.材料對合成革透濕性的影響
對透水汽性進行測定即為判斷水性聚氨酯對合成革透濕性能的影響，一般來說，合成革的透濕性越強，其品質等級就越高，為此針對該項性能進行重點研究。結合測定結果來說，未經過任何聚氨酯涂飾的合成革透濕性是相對較強的，而經過溶劑型聚氨酯涂飾處理后，其本身的透濕性會明顯下降。分析該情況出現的原因是：聚氨酯本身是一種聚合物，在合成革涂飾后會在表面形成一層具有密閉性的薄膜，這種薄膜會適當阻礙一些水滴、水汽的進入，使合成革具有一定的防水效果和保暖效果。同時，該薄膜也會降低熱量的傳遞效果。但合成革應用水性聚氨酯涂飾后，其約為溶劑型聚氨酯涂飾后合成革透濕性的8倍，這與水性聚氨酯的化學性質有關，在制備水性聚氨酯的過程中，會加入二羥甲基丙酸以及聚丙多元醇，從而使原本的聚氨酯分子式中增加許多親水性化學鍵，比如羧基和醚鍵，這些化學基團具有捕捉水分子的能力，還能夠通過促進聚氨酯大分子的熱運動，從而提升了透濕性及透水汽性，相反溶劑型聚氨酯中就沒有大量親水化學基團，基本只通過薄膜中的細小孔隙來透水汽，因而導致透濕性不佳，使用該類型聚氨酯做涂飾的合成革透濕性效果遠遠低于應用水性聚氨酯的合成革，而應用半水性聚氨酯的合成革透濕性介于兩者之間。
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