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水性聚氮酷合成革發泡技術的研究進展

作者:九旭機械  更新時間:2018-05-22
  利用水性聚氨酷直接刮涂制備的合成革涂層扁平、透濕量差,達不到真皮的豐滿度與觸感,無法滿足人們的生活需求,而發泡技術正是針對解決涂層扁平、透濕量、豐滿度差等性能的有效途徑圈。因此,近年來越來越多的研究人員對合成革用水性聚氨酷發泡技術的興趣有增不減,而不忘大量的研究與探討。
 
  2. 1化學發泡技術
 
  化學發泡是利用漿料中的發泡劑在受熱條件下,釋放出一種或多種氣體,進而促使聚合物基體發泡。該發泡方法往往需要比較高的溫度,如AC發泡劑的分解溫度在190℃以上。但物理發泡技術是目前水性聚氨酷發泡較為流行的發泡技術,它是利用機械攪拌的方式向漿料中引入空氣。所用發泡劑降低了漿料的表而張力o }},將引入的空氣包裹住,形成一個個氣泡,經過干燥后,形成具有泡孔結構的環保性合成革。這種技術不會向外界釋放有毒性氣體,從而不會對人體及環境造成傷害。該技術所用的發泡劑既有疏水親油的碳鏈分子又有親水疏油的基團,在水性漿料中,親油部分與親水部分之間相互作用,從而形成親水基團朝外、親油部分朝內的一個界而,正是因為這個界而的存在才使其具有發泡、增容、分散等作用。
 
  羅曉民等人o }}利用德國Stock-hausen公司生產的Stickal STA以及Stockal SR作為發泡劑和穩泡劑,采用機械攪拌的方法制備水性聚氨a泡孔層漿料。然后將制備好的漿料直接涂覆到基布上,經過烘干,即得到所需的合成革貝斯。這種方法所得到的貝斯與溶劑型貝斯的微孔結構有一定差距,但其在生產過程中沒有DMF以及有毒氣體揮發,使用更加環保。
 
  蘇奕富等人網采用脂肪醇硫酸鹽類表而活性劑作為發泡劑,脂肪酸鹽類表而活性劑作為勻泡劑。然后將混合好的漿料先通過空氣流量為2-4L /min的發泡機發泡,再利用分散機在轉度為800一1 200r/min的條件下進行勻泡,繼而將漿料涂覆在基布上,烘干可得到泡孔大小均勻、緊密的合成革。這種方法相比于上一種方法,多微孔結構里的泡孔更加均勻、細密,不會因為局部的泡孔大小不一,使產品表而出現凹點,影響貝斯的表而平整性。
 
  戴家兵等人叫采用硫酸鹽類和脂肪酞胺類表而活性劑作為穩泡劑、十二烷基硫酸鈉作為分散劑。在刮涂工藝之前,將漿料置于攪拌狀態下加入穩泡劑和分散劑,并采用壓縮空氣的方式對漿料進行鼓包,其鼓包的速度控制在0. 2一0. 8m3 /h,然后在600一1 OOOr/min條件下攪拌5一l Omin即得到水性聚氨酷發泡層用漿料。這種方法制備泡孔的速度快,泡孔的穩定性好,并且該工藝方便易操作,可以連續化生產,非常適合工業化生產。
 
  羅曉民等人Czo7采用煙臺華大化學有限公司的SR,ST作為發泡劑,并加入不同類型的填料。他們將混合均勻的漿料在機械攪拌條件下,攪拌20min即得到所需發泡層漿料,然后刮涂到基布上,放入105℃的烘箱中烘干。后以泡孔結構、透氣透濕性能、機械性能等指標,考察不同填料給貝斯帶來的影響。結果表明:添加了木質素(NA)的貝斯的泡孔結構更優良,其透濕氣量達到700 mg/lOcmz·24 h、厚度變化率為42. 85 %,但機械性能有所降低,撕裂強度降低了SN/mm,剝離強力降低了2N/25mmo
 
  蔣坤閉討論了不同發泡劑對水性聚氨酷涂層泡孔結構的影響。好的發泡劑能夠制備出均勻、穩定的泡孔,而泡孔結構能夠直接影響發泡層的衛生}h}能、手感以及機械強度。因此,該研究將混合好的漿料放入發泡機中發泡,然后將漿料刮涂在帶凹槽的玻璃中,烘干即得到水性聚氨酷發泡層,通過掃描電鏡觀察其泡孔結構,圖2表征了添加各發泡劑所制得的泡孔狀況。
 
  如圖2所示:從泡孔結構性、泡孔的密度及均勻性等方而分析,結果表明發泡劑Ecoma F一911的綜合性能優,其100%氣泡時間為3 min,靜置3h泡沫殘存量為92 %。采用該發泡劑制備的發泡層透濕率為4258/mz·24 h、成肌性為84 %、柔軟度6. 0、平整程度5級、斷裂強度達到6. 25 MPa、斷裂伸長307. 27%·
 
  2. 3微球發泡技術
 
  微球發泡技術是利用添加在漿料中的發泡粉,在受熱過程中膨脹而起到發泡的效果。這種發泡粉是一種微小的球形空心熱塑性聚合物粒子,它的直徑一般在8一60 N,m,當加熱時,小球的外殼變軟,體積發生極大的變化。一個完全膨脹的微球,它的體積增大一般為其原來的40一60倍,但其外殼結構并不會受到破壞,并且還具有很好的彈性。該技術的發泡溫度一般控制在70一250℃之間。
 
  王珊珊巨’〕等人將微球發泡粉、有機硅流平劑、消泡劑以及增稠劑等助劑,加入到水性聚氨酷中制得合成革漿料,然后經刮涂、烘干、冷卻得到合成革發泡層。研究了微球發泡粉對發泡后水性聚氨酷合成革發泡層的泡孔結構、衛生性能、發泡倍率、成肌性以及比表而積等性能的影響。結果表明:水性聚氨酷和微球發泡粉的相容}h}良好,發泡后的合成革泡孔層的泡孔均勻、細密、氣系數為260cm2/satm、比表而積達到0.297 Sm2/g,發泡倍率可控制在2一5倍,圖3為微球發泡的泡孔結構的截而形貌圖。
 
  王艷麗圈等人將微球發泡技術與機械攪拌技術相結合,充分利用兩者的優勢制備出性能更加優越的合成革發泡層。該技術在水性聚氨酷漿料中加入了有機硅微球發泡粉、機械攪拌發泡表而活性劑、穩泡劑、增稠劑等助劑,通過機械攪拌發泡到一定程度后,再經過加熱進行微球發泡。由于微球本身的玻璃化溫度以及機械性能等特性,在干燥過程中,與機械攪拌發泡相比,不易出現泡孔融合、破裂,表而塌陷等現象。單純的微球發泡手感偏硬,機械發泡技術的引進,從而有效的降低了其硬度,手感更加貼近真皮。
 
  2. 4酸浴破乳發泡技術
 
  酸浴破乳發泡技術采用的是陰離子型水性聚氨酷,它能夠在水溶液中穩定存在,并形成雙電層結構Cz3 -za7將刮涂好的水性聚氨酷漿料浸入到酸浴中,系統中的梭酸鹽與氫離子相互置換,形成親水性較小的梭酸,這時雙電子層被破壞,乳液粒子相互接觸,發生不可逆轉的變形,與此同時一部分水進入到水性聚氨酷乳粒中。當破乳完成后,在烘干過程中,除了乳液粒子之間相互接觸、融合之外,粒子內部的水受熱變為水蒸氣,揮發后留下微孔,這樣就形成具有一定機械強度的微孔薄膜。
 
  于吉鵬Czs7僅采用乙酸和去離子水作為酸性凝固浴的原料。將水性聚氨酷漿料調配好后,用轉速為2 OOOr/min的分散機分散均勻,再靜置24 h自然消泡。然后,將漿料刮涂后,迅速放入酸性凝固浴中,置換l Omin待破乳凝固徹底后取出,清洗干凈、烘干即得到多微孔薄膜。
 
  結果表明:漿料的:^x度在2400cps可以成膜,其在2 600cps佳;pH值控制在3一3. 5較好;酸浴破乳法與自烘干刮涂法相比,其制備的薄膜的機械強度基本相同,抗張強度與斷裂伸長分別為450kg/cm2,590 %;并且其表而和截而都具有微多孔結構,當加入木粉后,多孔結構更加豐富,但是與溶劑型聚氨}a水浴置換法制備的薄膜相比,還是有一定的差距。
 
  施凌山Cz}7等人在酸性水浴中加入了破乳劑和交聯劑,并且在水性聚氨酷漿料中加入了明膠水溶液,使置換更加迅速、徹底。將經過水性聚氨酷漿料刮涂的基布放入酸浴中破乳,漿料溫度在20一50 }C ,凝固溫度控制在20 } 80}C、待交聯徹底后,取出、清洗至pH值為6一7、烘干。該法與溶劑型多孔薄膜相比,能夠有效避免了DMF溶劑的揮發與殘留的問題。
 
  酸浴破乳法不僅可以制備多微孔性薄膜還可以處理應用于合成革的基布,使其具有多微孔結構的同時還具似真皮的手感。施凌山圈等人將水性聚氨酷、水、填料(粒徑大于400目)配制成基布浸漬液,將無紡布浸沒于浸漬液,控制其帶液率為30%-90 %,浸漬溫度也控制在20一SO}C,然后經過酸浴破乳液凝固破乳徹底后取出烘干,即得到具有多孔性的填充物,填充在無紡布基布中,使其在手感與外觀上更貼近真皮。
 
  隨著合成革工業的不斷發展,傳統油性聚氨酷合成革將逐漸被環保性水性聚氨}a合成革取代。作為水性聚氨酷合成革生產過程中關鍵的技術一發泡成型技術,它直接影響著發泡層的多微孔結構狀態,繼而對產品的透濕氣性、豐滿度、懸垂性、手感等特性有極大的影響。該技術國外發展相對較早,我國還處于起步階段。

本文鏈接水性聚氮酷合成革發泡技術的研究進展 http://www.chennaiciticenter.com/p/255.html

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