一种合成革及其制备方法与流程

1.本技术涉及皮革技术领域，更具体地说，它涉及一种合成革及其制备方法。


背景技术：

2.合成革是一种外观、手感似皮革并可替代其使用的塑料制品。传统的革材一般为布质底层上涂覆pvc合成为pvc合成革。然而，pvc合成革的pvc层是不可降解的，随着pvc合成革的大量使用，随之会产生大量不可降解的工业或生活垃圾。故pvc合成革因其不环保，正在逐渐被淘汰。聚酯性tpu合成革是一种新型的革材，因聚酯型tpu具有常温下可降解的特性，符合环保要求，加之与pvc相比，聚酯型tpu具有优异的抗拉强度的同时，还具有良好的耐磨损性特性，因而聚酯型tpu合成革正在逐步取代pvc合成革。
3.但是，聚酯型tpu耐水解性较差且表面涩感强，合成后使得聚酯型tpu合成革的耐水解性差和表面柔软度差。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为聚酯型tpu合成革存在耐水解性差和手感粗糙的问题，因此限制了其使用与发展。


技术实现要素：

5.为了提高聚酯型tpu合成革的耐水解性和手感的舒适度，本技术提供一种合成革及其制备方法。
6.第一方面，本技术提供的一种合成革，采用如下的技术方案：
7.一种合成革，包括依次贴合在一起的基布层、粘结层和改性tpu层；
8.所述改性tpu层由包括以下重量份的原料制成：聚酯型tpu颗粒50-65份、tpsiv颗粒20-30份、稳定剂0.5-2.5份、增塑剂1-5份和阻燃剂0.3-3份。
9.通过采用上述技术方案，由于聚酯型tpu不仅属于环保型材料，具有良好的再生利用性，可以减少对环境污染，而且聚酯型tpu具有优异的耐磨性、拉伸性、弹性和抗氧化性等，但其耐水解性和表面涩感强不太符合合成革的要求；而tpsiv具有爽滑手感、优异的耐水解性和自抗污性能，通过tpsiv对聚酯型tpu进行改性后形成的合成革不仅可以弥补聚酯性tpu材料耐水解性差，手感不好的缺陷，而且还可以提升合成革的抗污性能，因而获得人造革不仅具有良好的耐水解性和手感舒适的特性，而且具有优异的耐脏污性。
10.优选的，所述基布层包括革基布、针织布、机织布和无纺布中的一种。
11.通过采用上述技术方案，基布作为合成革的重要组成部分，使用的基布的物理机械性能也很大程度影响合成革的轻强度等性能，故可以根据所需合成革的性能对基布的类型进行选择，从而提高合成革的多样性。
12.优选的，所述粘结层由包括以下重量份的原料制成：水性聚氨酯80-100份、流平剂0.8-1份、消泡剂0.05-0.1份、增稠剂4-6份和交联剂8-10份。
13.通过采用上述技术方案，粘结层采用水性聚氨酯相比有机溶剂型聚氨酯，以水为分散介质，对环境无污染，对操作人员无健康危害，具有环保的特性，且各组分相互协调、共
同作用，具有成膜性好、粘结牢固等优点。
14.第二方面，本技术提供一种合成革的制备方法，采用如下的技术方案：
15.一种合成革的制备方法，包括以下步骤：
16.选用平整、完好的基布，清洗并干燥；
17.将粘结层的各组分原料混合得到混合液，采用印刷工艺将混合液涂覆在基布表面，烘烤并进行催化反应，得到半固化基布；
18.将改性tpu层中各组分原料混合得到混合料，将混合料经挤出流延在离型纸上成型，得到流延膜形成改性tpu层；
19.将改性tpu层远离离型纸的一面与半固化基布贴合，熟化后分离离型纸得到tpsiv改性合成革。
20.通过上述技术方案，通过tpsiv对聚酯型tpu进行改性，使制备的合成革具有良好的耐水解性和光滑的触感，且赋予合成革抗污性，制备出的合成革对环境无污染，减少了后处理工艺，制备方法简单，工艺紧凑。
21.优选的，所述印刷工艺中，运行车速为25-29m/min，所述粘结层的厚度为0.1mm-0.15mm。
22.通过采用上述技术方案，准确控制运行车速，可以得到合适的粘结层厚度，从而有利于tpsiv改性tpu的制备。
23.优选的，所述改性tpu层的原料混合时采用加热搅拌的方式，其中加热温度为80-90℃，搅拌速度为1000-1200r/min，搅拌时间为3-5h。
24.通过采用上述技术方案，原料进行干燥除湿是为了防止聚酯型tpu在高温下发生水解，产生二氧化碳，会导致制品变色，出现皱纹、气泡等不良现象。
25.优选的，所述挤出采用流延挤出，模头流延出来的膜与成型辊贴合时高度为8-10cm，所述改性tpu层的厚度为0.2-0.4mm。
26.通过采用上述技术方案，改性tpu层采用挤出流延的工艺方法，不仅生产效率高，产品质量稳定性好，生产过程中的废料少，且较易实现在线回收废料，材料的利用率高；通过控制膜与成型辊之间的距离，有效控制改性tpu厚度。
27.改性tpu层与半固化基布的贴合压力为10-15kgf/cm2，贴合温度为170-190℃。
28.通过采用上述技术方案，精准地控制改性tpu层与半固化基布之间的贴合压力和贴合温度，提高两者之间的牢固性，有利于更好地制备出合成革。
29.优选的，所述离型纸为tpx离型纸。
30.通过采用上述技术方案，由于tpx离型纸具有优异的耐热性，其在高温条件下提高了与流延膜贴合度，从而有利于合成革的制备。
31.综上所述，本技术具有以下有益效果：
32.1、由于本技术通过在聚酯型tpu颗粒中加入tpsiv颗粒，tpsiv具有良好的耐水解性和抗污性能，且手感爽滑，弥补了聚酯型tpu材料表面涩感强、耐水解差的性能缺陷；而tpu属于环保型材料，具有良好的再生利用性，因而复合形成的合成革具有手感舒适，耐水解性和抗污性能好，且具有绿色环保的功能；
33.2、本技术中合成革依次由基布层、粘结层和tpu改性层贴合组成，通过粘结层提高了三者的结合牢度，并且粘结层以水作为分散剂，具有环保无污染的优异特性；
34.3、本技术合成革的整体制备方法简单，工艺紧凑，成品减少了后处理工艺，降低了生产成本；其中通过流延挤出的方法准备出tpu改性层，方法简单，生产效率高，且材料利用率高。
具体实施方式
35.以下结合制备例和实施例对本技术作进一步详细说明。
36.制备例和实施例中所用的相关原材料中：
37.水性聚氨酯型号为wd-551；流平剂型号为byk 333；消泡剂选用有机硅消泡剂，且型号为thix-278；增稠剂选用聚丙烯酰胺增稠剂，且牌号为：1327-41-9；交联剂选用水性环氧固化剂，且粘度为1000-3000(mpa
·
s)；tpsiv原材料颗粒选用pp基体的5300a6002(道康宁)；聚酯型tpu颗粒购自巴斯夫，型号为b50a；增塑剂选用二丙二醇二苯甲酸酯，牌号为27138-31-4；稳定剂购自巴斯夫，型号为b75；阻燃剂牌号为fr613f；tpx离型纸的牌号为dx820。
38.制备例
39.制备例1-8
40.如表1所示，制备例1-7的主要区别在于粘结层的原料配比不同。
41.以下以制备例1为例说明。本技术制备例公开了一种半固化基布，包括贴合在一起的基布和粘结层，其中粘结层以水性聚氨酯80kg，流平剂0.8kg，有机硅消泡剂0.05kg，聚丙酰胺增稠剂4kg和水性环氧固化剂8kg为原料制备而成。
42.本制备例制备了一种半固化基布，具体方法如下：
43.s10，选用平整、完好的基布，清洗并干燥；
44.s20，按配方称取粘结层的原料进行混合，利用网目滚轮对基布进行上料，经烘箱高温进行催化反应，得到半固化基布，其中烘箱为阶梯式调温，调温温度为135/140/140/140/135/130℃，烘烤1min,运行车速为29m/min，粘结层厚度为0.1mm。
45.表1制备例1-7中粘结层各原料配比
[0046][0047]
制备例8
[0048]
本制备例与制备例1的不同之处在于，s20中，运行车速为25m/min，粘结层厚度为0.15mm。
[0049]
实施例
[0050]
实施例1-19
[0051]
如表2所示，实施例1-11的主要区别在于改性tpu层的原料配比不同。
[0052]
以下以实施例1为例进行说明。本技术实施例公开了一种合成革，包括贴合在一起的半固化基布和改性tpu层；
[0053]
其中改性tpu层以tpsiv颗粒20kg、聚酯型tpu颗粒50kg、稳定剂0.5kg、二丙二醇二苯甲酸酯1kg和阻燃剂0.3kg为原料制备而成；半固化基布采用制备例1所得。
[0054]
本技术实施例还公开了一种合成革的制备方法：包括以下步骤：
[0055]
s1，按配方称取改性tpu层的原料并置于拌料机中，在加热温度为80℃，搅拌速度为1200r/min的条件下，搅拌3h，使原料充分混合，形成混合料；
[0056]
s2，将混合料加入流延机进行挤出流延膜并在tpx离心纸上成型得到改性tpu层；其中料筒温度为140-170℃，滤网温度170-180℃，弯头温度170-180℃，连接温度170-180℃，模头温度170-180℃；模头流延出来的膜与成型辊贴合时的高度为8mm,控制厚度为2mm。
[0057]
s3，将得到的改性tpu层与半固化基布在170℃的温度和15kgf/cm2的压力下通过挤压辊复合压制，冷却后卷曲得到半成品；
[0058]
s4，收卷完成后，进行熟化工艺，将半成品放置在温度为80℃，熟化25h后，分离tpx离型纸，制得合成革。
[0059]
表2实施例1-11中改性tpu层各原料配比
[0060][0061][0062]
实施例12-18
[0063]
本实施例与实施例1不同的是，半固化基布采用的是制备例2-8所得。
[0064]
实施例19
[0065]
本实施例与实施例1不同的是，制备方法中，s1中，加热温度为90℃，搅拌速度为1200r/min，搅拌时间为5h；s2中，模头流延出料的膜与成型辊贴合时的距离为10cm，形成的流延膜厚度为4mm；s3中，改性tpu层与半固化基布的贴合压力为10kgf/cm2，贴合温度为190℃。
[0066]
对比例
[0067]
对比例1
[0068]
本对比例与实施例1不同之处在于，tpsiv颗粒的添加量为0kg。
[0069]
对比例2
[0070]
本对比例与实施例1不同之处在于，tpsiv颗粒的添加量为50kg。
[0071]
对比例3
[0072]
本实施例与实施例1不同之处在于，聚酯型tpu颗粒的添加量为30kg。
[0073]
对比例4
[0074]
本实施例与实施例1不同之处在于，聚酯型tpu颗粒的添加量为100kg。
[0075]
性能检测试验
[0076]
采用相同重量的由实施例1-19获得的合成革作为对试验样1-19，采用与试验样相同重量的由对比例1-4获得的合成革作为对照样1-4。对试验样和对照样进行性能检测，结果如表3。
[0077]
一、耐水解性
[0078]
将试样吊挂与恒温恒湿器中潮热老化，恒温恒湿温度为70
±
2℃，相对湿度95％以上。潮热处理21d后，参照gb2792的标准对试样进行的剥离强度测试，其中试样尺寸为：25mm
×
25mm。
[0079]
二、耐脏污性
[0080]
使用黑色百乐(pilot)品牌油性笔在试样外观面上画3条2cm线条，并在室温放置5min，将无尘布用水润湿后进行清洗直至干净为止，并记录清洗次数，上限为30次，如清洗不干净则用酒精擦拭，试验后不能残留明显脏污，可与标准样进行对比，其中试样尺寸为：5cm
×
5cm。
[0081]
三、手感测试
[0082]
依据硬软度测试，以邵氏硬度a表征，参考标准：gb/t2411-1980；其中：试验环境的温度为25℃。对相应的试验样、对照样进行测试，记录数据并分析。
[0083]
表3性能检测数据表
[0084]
[0085][0086]
参照表3，结合实施例1-3和对比例1和2，可以看出，随着改性tpu层中tpsiv含量的不断增加，试样的剥离强度随之上升，清洗次数和邵氏硬度随之下降，这是由于tpsiv本身具有优异的耐水解性和手感柔顺的特性，可以弥补聚酯型tpu颗粒本身耐水解性差和手感粗糙的问题，使得复合后的合成革不仅可以改善其耐水解性和提高手感的舒适度，而且具有优异的耐脏污性；但当改性tpu层中添加的tpsiv含量达到一定值后，试样的耐水解性、耐脏污性以及手感的舒适度变化不大。
[0087]
参照表3，结合实施例2、4、5和对比例3和4，可以看出，随着改性tpu层中聚酯型tpu颗粒的不断加入，试样的耐水解性、手感舒适度和耐脏污性随之下降；但当改性tpu层中加入不足量的聚酯型tpu颗粒时，试样的剥离强度较差，这是由于聚酯型tpu颗粒本身具有良好的力学性能，加入不足量时，会影响其形成的合成革试验后的力学性能。
[0088]
参照表3，结合实施例4、6和7，可以看出，适量的稳定剂的加入有利于提高试样的性能，这是由于稳定剂可以提高改性tpu层中各组分之间的相容性，从而提高合成革的整体性能；但随着稳定剂的加入量的增加，试样中tpsiv占比下降，故试样的耐水解性、耐脏污性和手感舒适度随之下降。
[0089]
参照表3，结合实施例6、8和9，可以看出，二丙二醇二苯甲酸酯作为增塑剂加入改性tpu层中，可以提高改性tpu的力学性能，故而试样剥离强度有所提高，但当其加入量不断增加时，影响了tpsiv颗粒的占比，故试样性能随之下降。
[0090]
参照表3，结合实施例8、10和11，可以看出，随着阻燃剂的含量的不断增加，一开始对试样的性能影响不大，但加入较多时，tpsiv颗粒占比下降，试样的耐水解性、耐脏污性以及手感舒适度均有所下降。
[0091]
参照表3，结合实施例1、12-18可以看出，在适当范围内改变制备例中的各组分配比和参数，得到的试样均具有优异的耐脏污性、耐水解性和舒适的手感。
[0092]
参照表3，结合实施1和18可以看出，在适当的范围内改变实施例中个步骤中的参数，得到的试样均具有优异的性能。
[0093]
本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。