1 产品性能及用途
PU合成革在我国是一个新兴的产业,它的发展仅二十年左右时间,但随着我国改革开放步伐的加快、人民生活水平的提高, PU皮革市场每年以15~25%幅度增长,整个行业的发展可以说是方兴未艾。据有关报道,仅浙江省温州市的合成革行业,现已拥有100多家企业,300多条干式、湿式生产线。因此我国的PU合成革行业正逐渐成为全球的PU皮革生产基地,它的发展必然会带动作为原材料的PU产品的研究与开发,也必将成为PU产品市场发展的主要动力之一。
1)我国合成革用PU树脂现状
目前国内合成革生产过程中,均采用有机溶剂型的 PU 树脂作为生产革品基层和面层的基本原料,这种类型的 PU 树脂系通过甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮(MEK)、乙酸乙酯和二甲基甲酰胺(DMF)等作为主要溶剂进行溶剂聚合法制得。
优良的环境、健康的身体是社会和经济发展的基础,是人类长期追求的基本目标之一。正确处理“保护”与“促进”的关系,保持可持续性发展经济的问题,已引成全球各国政府的高度重视。在美国、意大利、日本、韩国等合成革主要生产国,已逐渐淘汰溶剂型PU 树脂产品,采用环保型 PU 树脂。我国也先后出现多方面的“保护”法律,如:《环境保护法》、《劳动保护条例》、《职业病防治法》等等。随着我国加入世贸组织,我们企业参与国际市场竞争,客观上也要求我们生产和使用无公害的产品,消除国际上“绿色贸易壁垒”对我国产品的非贸易壁垒限制。
2)国内外水性PU树脂的研究现状
早在 1943 年德国人 Schlack 曾在乳化剂或保护胶体存在下,将二异氰酸酯在水中乳化,并在强烈搅拌下添加二胺,合成聚氨酯乳液。1972 年德国 Bayer 公司率先开发了水性聚氨酯皮革涂饰剂,初期的产品是依靠强力搅拌和大量的乳化剂将聚氨酯强制乳化分散于水中,其乳液的粒径大,物性低,不能满足应用要求。1975 年研究学者们向聚氨酯分子链中引入亲水分子,使之乳化,得到高性能的水性聚氨酯乳液,其应用领域也随之拓宽。经过多年的研究,现在许多公司都有聚氨酯皮革涂饰产品:如德国BASF 公司的 Astacin Finish PUD 系列,其中 PUM 成膜软、耐低温、遮盖率强,ACR 适用于对涂层及其坚牢度要求很高的皮革涂饰;德国 Bayer 公司的 Bayderm 系列产品;荷兰Stahl 公司的 RU3904 、 7920 系列;意大利 Fenice 公司的 UW 系列水性聚氨酯涂饰剂,渗透性好,固着力强,涂膜手感舒适,其中绝大多数都是内乳化阴离子水性聚氨酯涂饰剂。如何具有良好的亲水性能又保证优良的耐水解性能,成为目前水性聚氨酯研究领域一个重要的攻关点。
我国对水性聚氨酯树脂的研究起步较晚,只有二十几年时间,目前国内也已有许多高等院校、科研院所及企业投入大量人力物力进行水性PU 树脂的研制开发工作,但也仅限于对聚醚与 TDI , IPDI 合成的系列树脂,主要用于 PU 皮革的涂饰作用及水性聚氨酯树脂的粘合剂。
3) 合成革用水性PU树脂的研发
环保型水性PU 树脂产品的研究方向
(1)以水为溶剂,替代 DMF 、 MEK 等大量有毒溶剂,使产品具备不燃、无毒、无污染的特性,从根本上杜绝溶剂型的PU 树脂浆料的毒害问题。
(2)通过选取不同原料的特性,进行有效合理的组合,制备出各种规格、不同模量的产品,以满足合成革产品对弹性、强度等综合性能的要求。
(3)通过实验测试分析,寻找最佳的亲水性与憎水性的结合,制备出亲水良好又耐水解老化的产品。
(4)采用高剪切分散技术,制得粒度 10 — 100 钠米的乳液,得到存储稳定的产品。
(5)采用复配技术,制备出各种普通、耐光、耐寒等不同性能的产品,既满足各种产品特殊性能的需求。
通过 HDI 、 IPDI 、 H 12 MDI 不变黄、高强度系列,聚醚耐水系列,聚酯系列及双组分和单组分涂饰剂系列产品的开发。使得水性PU 树脂不仅适用于合成革干法生产、喷涂加工,也可满足移膜革、纺织制品、家具、印刷等不同行业的生产需求。
随着人们对环保工作的日益重视,以及对水性 PU树脂研究的深入,相关的水性PU树脂配套的辅料、助剂厂家也在产品性能和价格方面进行持续研究与开发,一些成熟的产品已经不断推向市场。因此,我们认为水性PU树脂应用于合成革行业的干式生产树脂的时机已经成熟,相信通过水性PU树脂产品在合成革行业上应用的加强,水性PU树脂产品不仅可以满足普遍合成革的生产,也可以满足不同合成革制品的特殊性要求。不久的将来,随着湿法革用水性PU树脂的研究开发,合成革行业将彻底淘汰现有的溶剂型PU树脂,使整个合成革行业在安全、环保、经济的条件下形成良性循环,进一步推动我国经济的可持续性发展。
2 生产工艺
(1) PU合成革湿法生产线
a) 生产含浸产品:鞋面料、皮带革、鞋里革;
b) 生产涂布产品:箱包革、鞋材料、服装革;
c) 生产含浸―涂布产品:鞋材料、箱包革、沙发革;
d) 生产单涂―背涂产品:鞋材料、箱包革、沙发革。
合成革干法生产线系以PU树脂用涂布法,涂布于各种纹路的离型纸上,经烘干、上糊后再用底布(针织布、无纺布)为基材一起贴合,烘干等制程,使产品的花纹与各种离型纸之纹路相同,再经印刷处理,使其在触感,韧性和外观上,足以媲美真皮。