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水性聚氨酯在合成革中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)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(zhì)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(guān)。基于此，本文對合成革中水性聚氨酯的應(yīng)用進(jìn)行了簡要分析。
1.水性聚氨酯材料的發(fā)展
水性聚氨酯材料是指將水代替?zhèn)鹘y(tǒng)溶劑聚氨酯中的有機(jī)溶劑，利用水來進(jìn)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(diǎn)。水性聚氨酯已經(jīng)有了幾十年的發(fā)展歷史，該種材料的迅速發(fā)展階段為20世紀(jì)70年代左右，一開始在國外部分發(fā)達(dá)國家大批量生產(chǎn)應(yīng)用；在國內(nèi)，該種材料是在產(chǎn)品低污染性發(fā)展后得到廣泛應(yīng)用。比如說合成革行業(yè)中應(yīng)用聚氨酯材料做表面涂層，最開始普遍應(yīng)用溶劑型聚氨酯，但隨著環(huán)境保護(hù)力度加大，水性聚氨酯的替代性應(yīng)用成為合成革行業(yè)未來發(fā)展趨勢。當(dāng)前，人們對產(chǎn)品需求的提升，水性聚氨酯的研發(fā)和優(yōu)化也在不斷進(jìn)行，其也會在各領(lǐng)域當(dāng)中得到良好應(yīng)用。
2.水性聚氨酯材料在合成革中的應(yīng)用優(yōu)勢
目前的合成革加工生產(chǎn)領(lǐng)域中，水性聚氨酯作為涂飾材料運(yùn)用較普遍，這種材料的應(yīng)用優(yōu)勢在于透色性較好、黏度較大、含固量較高，同時(shí)也適用于低溫環(huán)境。與溶劑型聚氨酯材料相比，由于未添加溶劑，其應(yīng)用過程中不會產(chǎn)生揮發(fā)性氣體而污染環(huán)境，也不會在生產(chǎn)中危害人體，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。此外，水性聚氨酯材料還具有改性特點(diǎn)，在合成革行業(yè)不斷發(fā)展過程中，這種特點(diǎn)也便于優(yōu)化應(yīng)用性能，提升合成革產(chǎn)品的品質(zhì)等級。
3.合成水性聚氨酯
先是進(jìn)行水性聚氨酯的制備合成，取準(zhǔn)備的聚醚多元醇的三種規(guī)格試劑，再取一定的蓖麻油試劑進(jìn)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(shí)配置好溫度計(jì)、機(jī)械攪拌器以及冷凝回流管。當(dāng)處于低溫條件時(shí)，向燒瓶中加入甲苯二異氰酸酯試劑，同時(shí)再加入少量的催化劑，然后開始對燒瓶進(jìn)行升溫，一直升到溫度計(jì)顯示為80℃，等待其進(jìn)行2～3h的催化反應(yīng)，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(shí)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(jìn)一步促進(jìn)擴(kuò)鏈，然后測定異氰酸酯基的值，待到其達(dá)到理論值后，再加入丙酮試劑，對其黏度進(jìn)一步調(diào)節(jié)，需注意加入的丙酮控制少量。隨后加入三乙胺試劑來進(jìn)一步中和，通過機(jī)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(jìn)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(wěn)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(jìn)行用量調(diào)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(jìn)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(yīng)當(dāng)保證黏度值達(dá)到2000Pa·s，然后對合成革進(jìn)行貝斯改色處理，使用漿料進(jìn)行涂飾，控制實(shí)際使用漿料的用量在每米80～90g，上料后進(jìn)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(fā)，這時(shí)就可進(jìn)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(xù)時(shí)間約3s，保持壓花溫度達(dá)到190℃，最后進(jìn)行表層的滾水性PU光油處理即可完成整個(gè)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(jìn)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(qiáng)，其品質(zhì)等級就越高，為此針對該項(xiàng)性能進(jìn)行重點(diǎn)研究。結(jié)合測定結(jié)果來說，未經(jīng)過任何聚氨酯涂飾的合成革透濕性是相對較強(qiáng)的，而經(jīng)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(xiàn)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(dāng)阻礙一些水滴、水汽的進(jìn)入，使合成革具有一定的防水效果和保暖效果。同時(shí)，該薄膜也會降低熱量的傳遞效果。但合成革應(yīng)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(xué)性質(zhì)有關(guān)，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(xué)鍵，比如羧基和醚鍵，這些化學(xué)基團(tuán)具有捕捉水分子的能力，還能夠通過促進(jìn)聚氨酯大分子的熱運(yùn)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(xué)基團(tuán)，基本只通過薄膜中的細(xì)小孔隙來透水汽，因而導(dǎo)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(yuǎn)遠(yuǎn)低于應(yīng)用水性聚氨酯的合成革，而應(yīng)用半水性聚氨酯的合成革透濕性介于兩者之間。
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