湿法聚氨酯合成革..docx

湿法聚氨酯合成革摘要：湿法聚氨酯合成革具有卓越的性能。有良好的透气、透湿性，滑爽 丰满的手感，优良的机械强度，特殊是从结构上近似天然皮革。湿法聚氨酯合成革是新代天然皮革的最佳替代产品，它的生产方法是将聚 氨酯树脂的DMF溶液添加各种助剂，制成浆料，浸渍或者徐覆于基布上，然后 放入与溶剂(DMF)具有亲和性、而与聚氨酯树脂不亲相的液体(如水)中，溶剂 (DMF)被水置换，聚氨酯树脂逐渐凝固，从而形成多孔性的皮膜，即微孔聚氨 酯粒面 层。习惯上称为贝斯(英文Bass的译音)，其含意是基材的意思，也就 是指湿法 聚氨酯半成品革，贝斯表面经整饰后.才干成为聚氨酯合成革成品。湿法聚氨酯合成革具有卓越的性能.有良好的透气、透湿性，滑爽丰满的 手感，优良的机械强度，特殊是从结构上近似天然皮革.所以其产品用途与天 然皮革相同.可以做服装、鞋、箱包、球类等。而且花色品种比天然皮革多样、 美观，用途广泛，发展迅速。 湿法聚氨酯合成革贝斯的生产工艺可分为单涂覆 法、浸渍法和含浸涂覆法3种，所用基布有纺织布和无纺布两类，本文首先介 绍单涂覆法的工艺流程。单涂覆法聚氨酯贝斯通常以下织布、单面起毛巾、无纺布为底基.表面涂 覆聚氨酯配合液，经凝固、水洗、烘干而成。单涂覆法贝斯往往再以干法转移 贴面形成产品，或者经磨皮机打磨形成产品。主要用于女鞋、轻便鞋、皮包、 钱夹等方面。特殊是经过干法转移贴面的单涂覆贝斯制成的合成革，花色品 种繁多，既可以生产普通的花纹革，又可以生产镜面革、内花纹革、珠光革、 彩印镜面革等，极大地拓宽了产品的用途，向市场提供了丰富多彩的产品。、主要原料: 处，因贝斯含有大量的水分，温度可高些，随着水分的蒸发.在烘箱后部温度 可低些，普通120即可。烘干的贝斯经冷却后卷成大卷，以备后加工使用。四、产品质量缺陷及解决方法单涂覆聚氨酯贝斯在生产中易浮现的质量问 题，下面列出了一些常浮现的质量缺陷，以及它的具体处理方案，但是由于实 际过程中的事故原因多种多样，所以工程师在操作的时候要结合自身生产线、 原料、工艺、和定单要求等情况，做相对应的调整。序号质量缺陷产生原因处理办法1剥离强度低：起毛布起毛太短：基布浸水后熨干程度不够，较湿：配方 中填料量大：更换起毛布：提高熨平温度：减少填料用量2贝斯卷边：凝固槽中DMF浓度太低：配方中S 80量少：凝固槽中张力 辐设置不当：提高凝固槽中DMF浓度：增加S-80用量：增设张力辐3表面不平整：起毛布起毛不匀或者起毛太长：涂层太薄：浆料透底：更 换 起毛布：增加涂层厚度：降低熨平温度，提高基布湿度4表面有针孔浆料脱泡不净延长脱泡时间5表面有坑点：基布脱脂差：配方不当：更换基布，或者在浸水槽内多加 些渗透剂：调整配方6表面有条纹：凝固不彻底：凝固槽内有硬物接触贝斯表面：降低车速， 提高凝固槽湿度：排水除掉硬物7耐寒性差：树脂选型不当：填料用量太大：选用耐寒树脂如JF-8066AH ： 减少填料用量1、聚氨酯树脂单涂覆贝斯常用的树脂为普通湿法聚氨酯树脂、磨皮专用 树脂及耐寒型树脂等。树脂的100%模量从L5MPa到30.0MPa不等。要求贝斯 软时，选用低模量牌号树脂；要求贝斯硬时，选用高模量型号树脂。表5 I列 出了几种常用牌号的树脂，供设计配方时参考。单涂覆贝斯由于泡孔小，密度 较大.而且往往加入大量木质粉及其他填料.故当产品用于寒冷地区时，要充 分考虑产品的耐寒性能，采用耐寒性能好的树脂。常用单涂覆聚氨酯树脂品名Name of Product固体份Solid(%)粘度 Viscosity(pa.s/25 )溶 剂Viscosity Solvent 100%模量 Modulus(Mpa)抗拉强度 T/S(Mpa)伸长率 E/L(%)特性及用途 Characteristics&ApplicationJF-3021B 30.00±1 120-180 DMF 2.0 >25 >600 特柔软，成膜性忧， 弹性佳，泡孔结构均匀，表面平整且不粘连.JF-3O2O3O.OO±1 120-180 DMF 2.5 >30 >550超柔软，成膜性忧，有弹性，伸展扩张力强，泡孔均匀， 表面不粘连。JF-3015A 30.00±1 120-180 DMF 1.5 >30 >600 低模量，不粘，泡 孔结构细密均匀，高成肌性，弹性好，表面平滑高度，高剥离度，优质服装革 树脂。JF-90 30.00±1 120-180 DMF 9.5 >35 >350 弹性好，泡孔结构细密， 均匀。JF-100 30.00±1 120-180 DMF 10.0 >35 >350 中硬质,成膜平整， 高固体份，压纹性佳。JF-240 30.00±l 120-180 DMF 24.0 >40 >150 中硬质，弹性手感好. JF-300 30.00±1 120-180 DMF 30.0 >40 >150不卷边，弹性佳，成膜性优。2 .木质粉 在单涂覆贝斯配方中使用一定量的木质粉，既能降低产品成 本.又能在凝固过程中起到骨架的作用。木质粉的细度普通在400目以上。3 .阴离子表面活性剂OT 70阴离子表面活性剂主要起加快DMF与水的 交换速度.提高凝固速度的作用，同时，使泡孔细密化。阴离子表面活性剂可 生成球形泡孔结构.4 .非离了表面活性剂S 80非离子表面活性剂由于其具有疏水性，可推迟 表面的凝固速度，因面可使内部的DMF与水更快更充分地交换，非离子表面活 性剂可生成针状的泡孔结构。5 .二甲基甲酰胺(DMF)DMF用于溶解及稀释聚氨酯树脂，用于单涂覆贝斯 时，纯度要求不很高，达到98%以上即可满足工艺要求，但甲酸含量应小于0. 01% (PH值大于4),以防止引起DMF的分解。6 .基布单涂覆贝斯所用基布主要以平织布、单面起毛布为基布，也可以采 用高分于材料浸渍过的无纺布。二、配方设计原则1、树脂聚氨酯树脂仍然是决定湿法聚氨酯贝斯性能的主要因素之一。为了 满足不同的使用要求.使贝斯具有不同的性能，就需要认真地选择树脂牌号。 如用于服装或者包袋等要求较软的贝斯时，应选择低模量树脂，100%模量在 5.0 7.5MPa,甚至更低的树脂,以使手感柔软，比如JF-3020、JF-3015A等， 从今年11月中旬开始，服装革开始进入旺季，市场对低模量树脂的需求也随之 加大，宁波赫革力有只15模量的产品是目前市场上做服装革的优质产品，它的 成肌性和剥离强度都很高，在业内具有较高的知名度，但是由于其价格高昂， 供应量不大，难以满足市场大批量需求，华峰集团适时推出的JF-3015A,不仅 在相关指标上不亚于赫革力的相同品种，而且价格低廉，供货稳定，现在温州 市场上几家大的服装革厂商基本上都在使用JF-3015A,比如联侨、宏泰、展祥、 华峰人造皮等厂商，温州人造革有限公司作为国内最具规模的服装革厂商，使 用的则是JF-3020以及相关的辅助品种。为了使贝斯更柔软，也可适当加大DMF的用量，这样，可使泡孔变大，增 加肉厚感。非离子表面活性剂用量的增加，也可降低泡孔层的密度，使手感更 加丰满。但是.由于低模量树脂份子间的内聚力较弱，故凝固速度较慢，在生 产中要有足够的时间使树脂凝固；另一方面，低模量树脂耐热性能较差，在设 计工艺条件时也必需加以考虑。用于制鞋而要求贝斯较硬时，应选择模量高的 树脂，如100%模量在15.0MPa以上其至为24.0MPa的树脂，象JF-240、JF-100 等品种就是不错的高模量树脂（模量指标见上表）。为了增加产品的硬度，使 泡孔细密，贝斯表面褶纹细小.应适当加大阴离子表面活性剂的用量。同时.DMF 的用量也小于柔软贝斯中的用量，其目的都是为了使泡孔细密。2、填料在单涂覆贝斯配方中，允许使用较多的填料，其中以木质粉应用 最为普遍，其次是碳酸钙、硫酸钙、硅灰石、白炭黑等。木质粉的微观形态呈 树叶状空心结构，也有的木质粉呈短圆柱状。因此，尽管木质粉的细度都在400 目以上，但配制出的浆料仍显粗糙，原因就是因为木质粉并非球形结构，加之 相对密度小，故在配制浆料时，增粘效果非常大。而碳酸钙、硅灰石等呈球形 结构、且相对密度大.它们的增粘效果很小。木质粉的用量普通为树脂质量的 20%摆布.最高可达40%。碳酸钙、硅灰石在配方中的用量普通不宜超过15%, 否则会导致浆料中的填料沉淀。止匕外，不论填料是木质粉还是碳酸钙.若配制 好的浆料存放时间超过24小时后都会发生不同程度的沉淀。3、助剂助剂在湿法聚氨配合成革配方中占有重要地位，通常在配制浆料时 添加两种表面活性剂，即阴离子表面活性剂和非离子表面活性别。在普通的单 涂覆贝斯配方中，阴离子表面活性剂用I份摆布，非离子表面活性剂用0.5份左 右即可。但用于柔软的服装革和磨皮革时，非离子表面活性剂的用量可以适当 加大，以便贝斯产生针状泡孔，手感柔软，磨皮后增加绒感。4、DMFDMF除了起到溶解及稀释聚氨酯树脂的作用外，还对贝斯的泡孔 大小有较大影响。DMF用量大时，贝斯的泡孔则大，DMF用量小时、贝斯的泡 孔则小，而且，适当加大DMF的用量，还可以降低成本。为了满足不同用户的 使用要求，DMF的用量要合理，普通在单涂覆贝斯的配方中用量为65份摆布， 做服装革时也可增到100份以上。5、着色剂着色剂的用量因色泽不同差异很大，在普通贝斯中普通用量为5 10份摆布，但在磨皮革配方中.着色剂用量较大，高达25 30份。着色剂 用量小时.色泽不明艳.所以通常选用稳定性高、着色力强的着色剂，如有机 颜料、高色素炭黑等。由于湿法贝斯的生产工艺是在水中凝固，故着色剂在水 中的溶解性是一项重要技术指标。在水中溶解性大的着色剂不能用于湿法贝斯 的生产，否则会影响贝斯的色泽及废水的回收处理。粘度是配方设计时应考虑 的一个重要指标。贝斯所配制的浆料的粘度为7000 9000Pa•s,用于 单涂覆粘度过高，则流动性差，过滤艰难；粘度过低，容易透底，造成革面不 平整等缺陷，而且还浪费浆料。止匕外.应注意在设计磨皮革配方时，由于没有 填料，且要控制上述要求的粘度，就必须选用本身具有较高粘度的树脂，才干 达到工艺要求。三、生产工艺技术单涂覆聚氨酯贝斯主要使用起毛布为底基，也可使用平 织布和无纺布。但用无纺布作底基时.首先必须用橡胶胶乳或者其他高份子材 料 进行预处理.必要时，用磨皮机将表面打磨平整。现在国内行场上，可以 采购到经过橡胶胶乳浸渍处理的无纺布，其表面平整，弹性好，可以直接用 于湿法聚氨酯单涂覆使用。无论使用起毛布，还是平织布或者无纺布为基布流程是一样的，所用配方 也基本相同。1、生产工艺流程简述基布开卷经储布架进入浸水槽浸湿，再通过挤压辐将 水挤出大部份，通过烫平轮一方面除去部份水分，同时将基布烫平（如果使用橡 胶胶乳预处理过的无纺布基材，则可不必浸水），然后在涂料台上涂覆聚氨酯配 合浆料，再进入凝固槽，使聚氨酯凝固成皮膜，而后再水洗、烘干、冷却卷成 大卷贝斯。2、生产工艺操作要点单涂覆贝斯所要求的浆料粘度较高，普通控制在 7000 9000mPa.s,因此，配科时的加科顺序更为重要，以免影响产品质量。 普通在容器内先加入DMF而后加入木质粉，并用搅拌机充分搅拌，约lOmin左 右，确保木质粉充分分散到DMF里。若先把DMF和聚氨酯混合在一起搅拌， 而后加入木质粉，则会使木质粉结团，不能充分地分散到树脂溶液中.即使过 滤.结团的木质粉也极易阻塞过滤网，严重时造成浆料无法使用。助剂添加的顺序对普通贝斯来说，影响要小一些。普通在木质粉加入到DMF 中分散均匀后加入即可，搅拌数分钟后住手搅拌.按配方要求加入聚氨酯树脂， 用高速搅拌机搅拌20min后，测量浆料的粘度，使其在工艺要求范围内。配制 磨皮贝斯浆料时，助剂的加入顺序非常重要。先在配料罐内加入阴离子表面活 性剂（比如0T 70）与DMFI搅拌至少5min后，再加入非离子表面活性剂（比如 S 80）,搅拌均匀后再加入聚氨酯树脂和色料，并搅拌至均匀一致为止。如将 OT 70与S 80同时加入，则无论浆料搅拌多长期，生产的贝斯在磨皮时极 易浮现亮斑。磨皮贝斯配方普通不使用木质粉，以免浮现空壳等疵点。生产磨皮贝斯时 着色剂用量较大，着色剂的细度要求很高，若用色粉，则应事先将其用DMF溶 解过滤后.再加入到浆中。若使用色浆也应过滤后使用。粘度是配料工序的一 个重要工艺参数，普通单涂覆贝斯所用配合聚氨酯浆料的粘度为7000 9000mPa•s.为了保证产品的稳定，浆料的粘度必须控制在一定 的范围内。而配制的浆料的粘度既与树脂的生产日期、批号、品种有关，又与 木质粉等填料的性质有关。为了使粘度稳定，有时DMF的用量就不能严格按配 方执行。相比较而言，维持粘度的稳定比维持配方中DMF用量的准确性更为重 要。配制的浆料粘度符合要求后，将之移至真空脱泡机内脱泡。脱泡时，先进行低真空度脱泡，以避免脱泡初期涌起的大量气泡把浆料带 入真主管道或者真空泵中造成事故。随着脱泡时间的加长，逐渐加大真空度， 同时，用手电观察料面的气泡情况。气泡脱除干净后，住手真空泵运转，彻 底卸压后出料。脱泡时间普通为40min摆布。若浆料粘度偏高时，可适当延 长脱泡时间。脱泡后的浆料用60 100目的滤网过滤，装在不锈钢桶内备用。配制好 的浆料要及时加盖密封，特别是在潮湿的夏季更要注意浆料的吸湿问题，否则 料桶内上部份的料因吸水会在使用中引起涂层不均、产生坑点等缺陷。3、基布浸水处理基布开巷，经过储布架入浸水槽、然后用挤压辐把基布中 的水分挤干，经烫平辐将基布烫至半干。浸水处理的作用有两个：一是提高织 物湿度，防止浆料过分渗入基布组织内，产生透底现象，浪费原材料。二是对 脱脂性较差的基布，水槽中除清水外，还应加入1%的阴离子表面活性剂，如渗 透剂等，以改善基布的亲水性，提高贝斯的外观质量。如果基布较密实，浆料 粘度较高，也可以不经浸水处理而直接涂料。基布浸水烫干程度是一个重要的 工艺参数.但生产现场不好定量测量，多凭经验掌握，普通以上述粘度的配合 浆料涂覆后不透底为原则。基布处理过湿，易造成浆料与甚布粘结不牢；若过 干，则易产生透底现象，使浆料消耗增大，且造成革面不平整。4、涂覆 凝固经处理的基布，通过涂料台，采用辐衬涂覆法，把聚氨酯 浆料均匀地涂覆在基布上。在使用起毛布为底基时，要注意起毛布表面起毛的 方向。顺毛涂覆，贝斯表面光洁；逆毛涂覆，贝斯表而粗糙，特别是在起毛布 的起毛较长时，这种现象更为明显。涂层的厚度不仅对产品的厚度有影响，而 且对产品的风格及质量也有影响。涂层太薄，不能遮盖布毛，使贝斯表面粗糙， 手感发板无弹性；涂层太厚，易造成泡孔不匀、面层与基材分离等缺陷。因此， 当用户对产品厚度要求有变化时，不能仅仅依靠涂层厚度来改变产品的厚度， 而主要依据恰当地选用基布的厚度来改变产品的厚度。经涂覆聚氨酯浆料的基 布进入凝固槽。凝固槽中的凝固液是由水与DMF组成的，DMF的含量普通为 20% 25%。生产磨皮贝斯时，DMF的含量控制在10% 15%之间。过高的 含量会影响凝固速度.而且造成水今固形份含量增加；浓度过低不仅增加DMF 的回收成本.还使贝斯表面收缩率增大，导致卷边，降低产品质量。在凝固槽 内，浆料中的DMF与水发生置换，DMF迅速往水中迁移，而水渗入到料层中的 速度则较慢。当涂料层中DMF的浓度下降到一定程度时.溶解的聚氨酯发生凝 固，形成有多孔的皮膜。在浆料凝固过程中产生一定的收缩，使涂层变薄，且 有一定程度的卷边。为防止卷边，一方面要保证凝固槽今的DMF浓度，另一方 面在配料时可多加入些S 80,以延迟表而的凝固，增大泡孔。还可以用铁夹子 夹住布边和增加张力辐的方法来防止卷边。凝固槽的温度普通为常温。在冬季， 可适当加温、但普通不超过40,通常控制在25 30o过高的温度会使涂层 凝固质量下降。涂料层从入水凝固到出凝固槽凝固彻底，大约需要5 lOmin, 这与配方树脂牌号、水中的DMF浓度及温度等有密切关系。料层在彻底凝固前， 不能与导辐接触，否则会损伤面层。5、水洗 烘干 卷取聚氨酯涂料层在彻底凝固以后，其泡孔层内仍然残留 一定数量的DMF,这些DMF必须在水洗槽内强行脱出，如脱除不干净时.烘干 后台造成贝斯表面有麻点等缺陷。在工艺控制上要确保最后一个水洗槽内DMF 的含量在1%以下，这样就可以保证贝斯中的DMF脱洗干净。为了使DMF的洗 出速度加快和减少残留于贝斯中的DMF,水洗槽普通都需要加温操作。实践证 明，水洗槽的温度对DMF的洗出速度及贝斯中的DMF残留量影响很大。在水 洗过程中，特别是在水洗槽的后半部份，由于残留在贝斯中的DMF已经很少， 因此，贝斯在水洗水中停留的时间对DMF洗净程度的影响远不如挤压次数对其 的影响大。因此，在水洗操作中，应十分重视贝斯的挤压次数。贝斯水洗干净 后，为除去水分，需烘干处理。烘箱温度不宜过高，普通不超过150。在进口