合成革湿法.docx

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合成革湿法

啊第一章湿法加工工艺

湿法涂层产品在20世纪60年代就出现于市场上，由于生产工艺中存在很多问题，直到70年代中期以后才在市场上全面推出，其中以日本和欧洲的产品占多数。

湿法聚氨酯合成革的生产方式是将聚氨酯湿法树脂中加入DMF溶剂及其它填料、助剂制成混合液，通过真空机脱泡后，浸渍或涂覆于基布上，然后放入与溶剂（DMF）具有亲和性，而与聚氨酯树脂不亲和的水中，溶剂（DMF）被水置换，聚氨酯树脂逐渐凝固,从而形成多孔性皮膜,即微孔聚氨酯粒面层，适应上称为贝斯（英文BASE的译音）,其含义是基材（半成品革）的意思,贝斯通过干法贴面或表面经整饰后,如表面印刷、压花、磨皮等工艺后，才能成为聚氨酯合成革成品。

湿法聚氨酯合成革具有良好的透气、透湿性，滑爽饱满的手感，优良的机械强度，专门是从结构上近似天然皮革。

第一节原料介绍

1、基布：

湿法涂层的基布主要无纺布、机织布、针织布三大类。

1）、无纺布

天然皮革的结构有纹理层、中间层和底层。

纹理层有骨胶原蛋白纤维和含脂肪的集合纤维组成，极细的纤维紧密缠结，硬度专门大，像纸一样；中间层纤维缠结较为松散；底层是由比较粗的纤维束组成的网状组织。

作为湿法涂层基布的无纺布，起类似天然皮革中间层和底层纤维的作用。

无纺布纤维的截面形状、缠结状况、纤维和树脂之间的彼此关系，决定了湿法涂层织物类似于天然皮革的程度。

作为革基布的无纺布，它的原料主如果利用的聚酯纤维和聚酰胺纤维。

制造方式有针刺法、水刺法。

针刺法工艺：

纤维开包混棉梳理铺网多台针刺机成卷后处置

通过带有倒钩的钢针垂直方向高频率针刺把纤维与纤维进行缠结。

水刺法工艺：

纤维开包混棉梳理铺网多台水刺机成卷后处置

通太高压水流从小孔中喷射形成水针使纤维发生缠结。

2）、机织布

坯布织成后，通过练漂、染色、定性、起毛等工序才能涂层。

在这些工序中起毛是最重要的，应尽可能做到绒毛密度大，散布匀，长度齐。

由于起毛的绒毛主要来自纬纱，纬纱要比经纱粗，纱的线密度比越为2：

1，而且加大纬纱密度来增加绒毛密度，能够更好地遮盖织物的组织点。

大多革用机织布以涤棉混纺纱，其中纬纱含棉量比经纱高，如此将利于起毛，同时保证起毛布的强力。

机织布从起毛状态可分为无绒布、单面绒和双面绒。

从组织结构方面又可分为平纹、斜纹和缎面绒。

厚度一般在~。

3）针织布

针织工艺成的布一般具有弹性，纤维成份大多为涤纶产品。

主要分成经编、纬编两种，按起毛状态也可分无绒、单面绒和双面绒，一般作为弹力革的基布。

也又采用超细纤维织成的针织布，俗称麂皮绒。

2.聚氨酯

聚氨酯（PU），全名是聚氨基甲酸酯。

聚氨酯分子结构的特点是在聚合物主链上重复出现氨基甲酸酯基团：

反映式为：

OO

nHO-R’-OH+（n+1）OCN-R-NCO→[-O-R’-OC-NHR-NHC-]n

（多元醇）（二异氰酸酯）（聚氨基甲酸酯）

制备聚氨酯所用的多元醇是聚酯或聚醚的高分子量化合物，结尾为亲水性羟基，称软链段，二异氰酸酯是脂肪族与芳香族异氰酸酯，称为硬链段，软硬链段反映生成聚氨酯树脂。

二异氰酸酯除和多羟基化合物反映生成氨基甲酸酯外，还与其他含活泼氢的化合物发生加成聚合反映生成相应的化学链节，并高分子化，从而改变聚氨酯的链节结构和性能。

它的分子结构是软段硬段交替形成，硬段给予它的高物性，软段给予高柔韧性。

湿法涂层用聚氨酯涂层剂分为两类,一类是本体聚合的粒料,一类是溶液聚合的有机溶液.粒料不含溶剂,贮存时刻长,运输方便,但在粘度控制上不如溶液聚合物方便,聚合物的相对分子质量散布也不如溶液聚合物均匀,利用前需要加入溶剂溶解,配制成溶液.我厂目前利用大多为溶液聚合物.

湿法树脂按照多元醇种类可分为:

聚酯型、聚醚型、聚碳酸酯型

普通聚酯PU

高剥离聚酯PU

耐水解聚醚型PU

耐酸碱聚碳型PU

耐水解性

差

一般

好

好

耐寒性

差

较好

好

差

耐热性

一般

较好

差

较好

耐候性

较好

较好

差

好

抗菌性

差

较好

好

较好

加工性

好

一般

一般

差

价格

低

中

中

高

聚氨酯涂层膜进入凝固浴后,水渗入涂层膜,冲淡了膜内的DMF的浓度,现在膜的上下两个表面处的DMF浓度下降最快,膜中心处下降较慢,造成内外浓度差,使得膜中心的DMF向外扩散,膜外表面的水分向里扩散（双向扩散）。

当DMF浓度降到必然限度时，溶解的聚氨酯将发生相变，转变称凝固态。

3、表面活性剂：

表面活性剂是湿法配方中重要组成部份，它直接影响着凝固成膜时水向膜内扩散的速度和DMF向凝固浴中扩散的速度，对凝固速度和成膜质量有举足轻重的作用。

可采用的表面活性剂有阴离子型和非离子型两类。

阴离子型表面活性剂能增进水的渗透和扩散，从而加速凝固进程；而疏水性的非离子型表面活性剂使凝固成膜的进程延长，专门是延缓了皮膜表面聚氨酯分子结成国体膜的进程，从而为皮膜中心的DMF扩散博得了时刻，也加速了凝固进程，凝固后皮膜较薄、表面光滑、整个皮膜收缩面积小等现象说明：

DMF的扩散是充分的、平稳的；用亲水性的非离子型表面型表面活性剂时，凝固成膜的特性与阴离子型表面活性剂相似/、。

在大多数配方中，推荐同时利用阴离子和非离子两中表面活性剂，他们协同作用的效果更好。

选择表面活性剂时，第一要注意它在DMF中的溶解度，若是它不溶于DMF则不能利用。

4.其他添加剂

（1）水或聚氨酯水分散体：

在涂层液中加入少量水，使聚氨酯的溶解度降低，溶液处于准相分离状态，外观稍有浑浊。

（2）填料：

填料主要由纤维素粉末或普通填充料组成。

纤维素粉末一般为木粉或骨粉，目的是改善皮膜吸湿性能，降低皮膜的弹性。

为了使产品更像天然皮革，要求皮革必需兼具弹性和塑性，回弹速度不能太大，不然会有橡皮感。

普通填充料主要有碳酸钙、无机盐或其他硬性树脂。

这些填充料分散在涂层液中，在凝固进程中起“晶核”的作用，能够加速凝固速度。

同时这些填料还能够降低本钱。

（3）着色剂：

凝固涂层用的着色剂由两个特殊要求，一是颜料必需不溶于DMF，而是连结料要有专门好的分散能力。

凝固涂层工艺中有浸轧法，浸轧液的粘度很低，只有~·S,需要在如此的条件下维持颜料的分散悬浮状态，若是产生沉降，则必然造成前后产品的色差。

第二节湿法成膜机理

聚氨酯涂层膜进入凝固浴后，在DMF的水溶液中凝结出来，其间大体通过以下几个步骤：

1.水从涂层膜表面降DMF稀释或萃取。

由于凝固浴的组成是20%左右的DMF水溶液，与纯水相较，稀释和萃取的进程将进行得比较缓慢。

2.当水和DMF在膜得两面进行双向扩散时，聚氨酯由溶解状态转变成聚氨酯—DMF—水得凝胶状态，而从溶液中分离出来，原来得溶液由单相（澄清）变成双相（浑浊），即发生了相分离。

可是这种相分离不是固体聚氨酯从溶液中分离出来，而是聚氨酯得富相从其贫相中分离出来，同时伴随着溶液粘度得显著下降。

3.双向扩散继续进行，在凝胶相—富相中，产生了固体聚氨酯得沉淀；

4.固体聚氨酯得脱液收缩，使聚氨酯涂层膜中产生了充满DMF水溶液得微孔，孔壁是固体聚氨酯。

在以后的水洗、烘干进程中，除去DMF水溶液，即留下无DMF水溶液的微孔。

上述进程可由下图表示：

上述进程的机理可在相平衡图上做进一步解释。

下图是涂层膜凝固进程的三角坐标，三角形的顶端别离是高分子化合物（聚氨酯）、溶剂（DMF）和水三个组分，三角形内任何一点都由三个坐标值，别离代表三个组分的含量。

上图是在必然温度下测得的，温度不同，坐标图也不同，描述的凝固进程是沿着ABGD进行的。

由于凝固进程中其他因素的影响，也能够沿着另外的线路完成凝固进程。

不同线路的凝固进程，生成的孔型结构也不同。

按照显微镜对膜的剖面的观察，凝固的膜呈非对称的多孔结构，有指形结构、海绵结构两种，也有介于二者之间的结构。

指形结构膜的表面有致密层，上面布有小孔，内部是长条形的孔洞，孔壁在剖面切片上呈指形，指形壁一直延伸到膜的底部，指形壁上也有孔洞（称交通孔），它们将长条型的孔洞串通，指形结构的膜有很高的透湿率。

海绵结构膜的表面也有致密层，内部有孔洞，从表面到内部孔径逐渐加大，这种结构的膜的透湿率较小。

把涂层液涂在玻璃板上，将其浸入凝固浴，在凝固进程中，按上下位置能够分成三层：

一是制膜液层。

该层紧靠玻璃板，它的组成与涂层液的组成相

近，处于上图中A、B之间的位置，DMF和水的双向扩散量最小。

二是流动层。

该层的组成位于B、G之间，体系处于流动状态。

由此向上，DMF的浓度下降，涂层液的粘度上升，组成从B向D移动，到D点时聚氨酯全数析出。

三是固体层。

该层的组成在D、G之间。

由于双向扩散作用，聚氨酯析出变成固体，并产生脱液收缩的趋向，收缩造成的应力难以通过聚合物的流动而转移，只能依托聚合物固体的蠕动来消除。

若是应力产生过快，不能及时通过蠕动取得消除，生成的聚合物将在应力集中处撕裂。

上述聚氨酯的凝固进程，在必然条件下，会使涂层液膜转变成指形结构，其生长进程如图4-30所示。

凝固浴的组成是DMF水溶液，浓度为15％-25％，温度在20℃左右，时刻为5～15min。

凝固浴的工艺参数是影响凝固成膜进程的重要因素。

凝固浴中DMF浓度低，凝固速度快，膜内孔穴大，粘附强度、耐磨强度都低；DMF浓度高，凝固速度慢，膜内孔穴细微，膜的密度增加，粘附强度、耐磨强度都好，膜的硬度提高。

上图显示了凝固浴内DMF浓度与凝固时刻的关系。

因为膜内的DMF不断溶人凝固浴中，使凝固浴中的DMF浓度上升，同时水洗槽内的洗水流人凝固浴，又使其DMF浓度下降，而其实际浓度则在必然范围内转变。

从DMF回收系统的效率动身，DMF浓度高一些会更好。

凝固浴中DMF浓度与凝固时刻的关系

凝固浴温度和凝固时刻也有紧密的关系。

温度低，DMF的扩散速度慢；温度高，则扩散速度快，膜表面专门快生成致密层，影响内部DMF的均匀扩散，成孔孔径小而不匀，涂膜变薄，效果并非睬想。

较好的处置方式是使凝固浴的温度维持在20℃左右，DMF的扩散速度依托表面活性剂来控制。

由于水和DMF混合时放热，所以在开车进程中，凝固浴的实际温度将高于预先设定的温度。

上图为凝固时刻与膜内DMF残留量的关系图，从图中能够看出，在涂膜进入凝固浴的最初2-3min，膜内DMF移向凝固浴的速度是专门快的，随后速度逐渐减小。

若是以DMF残留30％（最初的DMF含量为100％）作为涂层膜已充分凝固的标志，则能够从上图求得基布在凝固浴中应有的滞留时刻，那个时刻落在DMF扩散速度由快到慢的转换区域之内。

第三节、工艺流程及特点

一、浸渍类：

流程：

底布→浸渍PU浆→凝固→水洗→烘干

特点：

底布大多选择起毛机织布，此产品对底布起毛风格要求超级严格，通常配方中PU%控制9%左右，粘度800-1200CPS/25℃。

配置好的浸渍PU浆放入液槽中，底布进入液槽浸渍，（往往为了充分渗透需要专门大的液槽反复浸渍，而且在槽中还加有挤压轧辊），用涂头上的刮刀间隙控制产品涂布量，然后进入凝固槽进行凝固。

优点：

产品皮感好，一体感强，基布组织完全被掩盖，外观更类似真皮。

缺点：

凝固后皮膜的密度较低，表面抗皱性较差，表面平整度差，产品厚度均匀度差。

二、单刮类：

流程：

底布→DMF水溶液浸渍→调湿→刮涂→凝固→水洗→烘干

特点：

底布大多选择起毛机织布或弹力布，底布需要通过DMF水溶液浸渍处置（40%-60%）并轧干，通过加热的调湿轮控制底布表面湿度、均匀度，然后涂布PU浆，再进入凝固槽进行凝固。

通常配方中PU%控制在13-16%，黏度4000-10000CPS/25℃

长处：

产品表面平整，抗皱性好，厚度均匀性好。

缺点：

手感空、背面可见基布组织，截面切开可明显看见纱线结构，裁剪时容易露线头。

三、渗透类：

流程：