本發(fā)明涉及合成革制造領(lǐng)域，具體涉及一種水性雙面絨面超纖PU合成革及其制備方法。
背景技術(shù)：
合成革行業(yè)已有幾十年的發(fā)展歷史，隨著各種新材料的不斷出現(xiàn)，其產(chǎn)品也在不斷更新。革用基布從機(jī)織到非織造布，所用樹脂從聚氯乙烯，丙烯酸樹脂到聚氨酯，底布基材纖維也已發(fā)展到超細(xì)纖維等。在產(chǎn)品風(fēng)格上，人造革經(jīng)歷了從低檔到高檔，從仿真皮到超載真皮的發(fā)展過程，其部分特性已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超越天然皮革。目前聚氨酯(PU)合成革的加工技術(shù)已相當(dāng)成熟，而且人們?nèi)栽诓粩嗟亻_發(fā)運(yùn)用新技術(shù)、新工藝、新材料來持續(xù)提高產(chǎn)品的性能和價(jià)值。
超纖皮革與真皮結(jié)構(gòu)極為相似，均為束狀超細(xì)纖維三維立體結(jié)構(gòu)。超細(xì)纖維合成皮革是在充分剖析天然皮革的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。超細(xì)纖維合成革是由束狀超細(xì)纖維與聚氨酯經(jīng)過特殊工藝加工而成。它是采用與天然皮革中束狀膠原纖維結(jié)構(gòu)和性能相似的尼龍超細(xì)纖維，制成具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的非織造布，再填充性能優(yōu)異具有開式微孔結(jié)構(gòu)的聚氨酯經(jīng)后處理工藝通過含浸、減量抽出，整染、磨皮、揉制形成可用于后加工的超纖貝斯。
由于超纖皮革不僅外在表觀和內(nèi)在結(jié)構(gòu)上都具有真皮的特性，而且又有工業(yè)化生產(chǎn)和加工方便，使得超纖皮革產(chǎn)品的物理性能達(dá)到甚至超越真皮革。其在防霉、防蛀、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、透氣性等方面都優(yōu)于普通PU革而接近甚至超過天然皮革，同時(shí)其產(chǎn)品的厚薄均勻性、撕裂強(qiáng)度、色彩鮮艷度及革面利用率等方面明顯優(yōu)于天然皮革，被廣大消費(fèi)者予以廣泛應(yīng)用，特別在制鞋、箱包、服裝、家具、家居裝飾、汽車內(nèi)飾等領(lǐng)域，因此超纖皮革已經(jīng)成為當(dāng)代合成革的發(fā)展方向。
但是，我國目前的超纖皮革制備卻由于技術(shù)受限、原料依賴進(jìn)口等方面的困擾，發(fā)展相當(dāng)緩慢，而純水性、生態(tài)環(huán)保的超纖皮革更是少之又少，常規(guī)工藝大多是先在離型紙上涂敷面層、粘結(jié)層，再與超纖基布貼合等（如果需要雙面花紋，還需要重復(fù)上述工藝），不僅工藝繁瑣，而且成本特高。因此目前市場(chǎng)上主要的水性生態(tài)超纖PU皮革產(chǎn)品主要還是依賴進(jìn)口。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種水性雙面絨面超纖PU合成革及其制備方法，以克服目前超纖PU合成革的現(xiàn)有加工工藝復(fù)雜、成本高、主要依賴進(jìn)口等問題。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種水性雙面絨面超纖PU合成革，以定島超纖無紡布為基布，以水性PU漿料為含浸漿料，經(jīng)過含浸、軋出、干燥、堿減量、再烘干、染色、雙面水磨、再烘干工藝制得。
具體包括如下步驟：
步驟一：制備含浸水性PU漿料
稱取水性PU樹脂60-80質(zhì)量份，水溶性粉8-20質(zhì)量份，水性增稠劑0.2-0.6質(zhì)量份，有機(jī)硅手感劑0.5-1質(zhì)量份，有機(jī)硅柔軟劑1-5質(zhì)量份，填料10-20質(zhì)量份，水性消泡劑0.2-0.6質(zhì)量份混合制備成乳白色均一粘稠液體待用；
步驟二：定島超纖無紡布含浸
將步驟一制備的含浸漿料加入含浸槽中，將定島超纖無紡布以300-600m/h的速度勻速經(jīng)過含浸槽，使其充分浸潤(rùn)水性PU漿料；
步驟三：軋出
將浸透了水性PU漿料的超纖基布通過一對(duì)軋輥，擠出其中的部分浸漬液，通過調(diào)整軋輥間隙為基布厚度的三分之二，保證基布中含浸水性PU漿料的質(zhì)量為基布質(zhì)量的60%-120%；
步驟四：烘箱烘干
經(jīng)擠壓好的含有含浸水性PU漿料的基布以300-600m/h的速度進(jìn)入溫度為100-150℃的烘箱進(jìn)行干燥固化得半成品一；
步驟五：堿減量
將半成品一在堿減量機(jī)中進(jìn)行堿減量處理，其中堿為氫氧化鈉，濃度為3-5%，水溫為90℃，時(shí)間為30-50分鐘；
步驟六：水洗及烘干
經(jīng)堿減量好的半成品一用清水清洗后，再用20%的檸檬酸溶液常溫浸泡20分鐘進(jìn)行中和，再用清水洗至PH為7后進(jìn)入溫度為100-150℃的烘箱進(jìn)行干燥得半成品二；
步驟七：染色
將半成品二放入染色機(jī)，加入重量份300%-1000%的水，2%-6%的強(qiáng)酸性染料，1%-3%的弱酸性染料，在90-95℃的溫度下染色60-120分鐘，染色后進(jìn)行水洗得半成品三；
步驟八：雙面水磨
利用通過式磨革機(jī)對(duì)半成品三進(jìn)行雙面水磨1-3遍，再用毛刷輥起絨機(jī)進(jìn)行雙面起絨；
步驟九：烘干定型
經(jīng)雙面水磨的半成品以300-600m/h的速度進(jìn)入溫度為100-150℃的烘箱進(jìn)行干燥并定型后即得成品水性雙面絨面超纖PU合成革。
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案為：
所述水性PU樹脂的制備方法包括如下步驟：
步驟1：制備羥基聚醚封端的烷基聚硅氧烷中間體
取丙烯醇聚氧乙烯醚、雙硅氫基封端的甲基長(zhǎng)鏈烷基聚二甲基硅氧烷和鉑金speier催化劑置入反應(yīng)釜中攪拌升溫至80～160℃反應(yīng)3～5h, 得羥基聚醚封端的長(zhǎng)鏈烷聚硅氧烷中間體；丙烯醇聚氧乙烯醚和雙硅氫基封端的甲基長(zhǎng)鏈烷基聚二甲基硅氧烷物質(zhì)的量的比為1:0.5，鉑金speier催化劑投料量占體系總質(zhì)量的10-20ppm；
步驟2：制備長(zhǎng)鏈烷基聚硅氧烷改性水性PU樹脂預(yù)聚體
取150質(zhì)量份的羥基聚醚封端的長(zhǎng)鏈烷聚硅氧烷中間體、290質(zhì)量份的PTMG2000、120質(zhì)量份的TDI、10質(zhì)量份的乙二醇、50質(zhì)量份的二羥甲基丙酸（DMPA）和0.4質(zhì)量份有機(jī)鉍催化劑, 80～90℃下反應(yīng)至預(yù)聚體粘度增為8000～10000mPa.S時(shí),添加50質(zhì)量份的丙酮，80～90℃下保持丙酮回流反應(yīng)3小時(shí),冷卻到50℃以下，加入38質(zhì)量份的三乙胺進(jìn)行中和反應(yīng)0.5-1小時(shí)，得長(zhǎng)鏈烷基聚硅氧烷改性水性PU樹脂預(yù)聚體；
步驟3：長(zhǎng)鏈烷基聚硅氧烷改性水性PU樹脂擴(kuò)鏈反應(yīng)
將500長(zhǎng)鏈烷基聚硅氧烷改性水性PU樹脂預(yù)聚體流加入攪拌速度為1000～1500轉(zhuǎn)/分的1300質(zhì)量份的純水中，加入10質(zhì)量份的擴(kuò)鏈劑，進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)4-6小時(shí)，得長(zhǎng)鏈烷基聚硅氧烷改性水性PU樹脂；所述擴(kuò)鏈劑為乙二胺或聯(lián)肼；
步驟4：脫除丙酮
長(zhǎng)鏈烷基聚硅氧烷改性水性PU樹脂在50～60℃、10～30KPa下減壓蒸餾脫除丙酮，添加純水使得到的長(zhǎng)鏈烷基聚硅氧烷改性水性PU樹脂固含量為30-35%。
本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)方案為：
所述水性PU樹脂的制備方法步驟1中丙烯醇聚氧乙烯醚的分子式為CH2=CH-CH2O(C2H4O)nH，其中n為8-12的整數(shù)；
雙硅氫基封端的甲基長(zhǎng)鏈烷基聚二甲基硅氧烷的分子式為H-Si（CH3）2-O-[ Si（CH3）2]a-[ Si（CH3）（CmH2m+1）O]b-（CH3）2 Si-H，其中m為10-20的整數(shù)，a為5-20的整數(shù)，b為5-10的整數(shù)；
羥基聚醚封端的長(zhǎng)鏈烷聚硅氧烷中間體的分子式為H(OH4C2)nOH6C3-Si（CH3）2-O-[ Si（CH3）2]a-[ Si（CH3）（CmH2m+1）O]b-（CH3）2 Si- C3 H6O(C2 H4O)nH，其中m為10-20的整數(shù)，n為8-12的整數(shù)，a為5-20的整數(shù)，b為5-10的整數(shù)。
本發(fā)明再進(jìn)一步改進(jìn)方案為：
所述水溶性粉包括醇解度為85-100的聚乙烯醇細(xì)粉，有機(jī)硅手感劑為超高分子量聚二甲基硅油乳液，有機(jī)硅柔軟劑為非離子氨基硅油乳液，填料為凹凸棒土、高嶺土微粉中的一種，水性消泡劑為有機(jī)硅消泡劑
本發(fā)明的有益效果為：
1.本發(fā)明制備含浸漿料的原料中用水溶性粉代替?zhèn)鹘y(tǒng)的起泡劑，水溶性粉在經(jīng)過步驟五堿減量和步驟六的水洗和烘干會(huì)被洗去，在產(chǎn)品內(nèi)部留下大小均一、分布均勻的小氣孔，使材料富有良好的彈性。
2. 本發(fā)明制備含浸漿料時(shí)采用水性添加劑，減少了有機(jī)物質(zhì)的殘留，制備出更加純凈的水性的PU合成革；且整個(gè)制備過程中沒有使用有機(jī)溶劑，生產(chǎn)過程安全環(huán)保。
3.本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)流程短、能耗低、生產(chǎn)效率高，所制備的水性絨面PU超纖合成革產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，生產(chǎn)過程安全環(huán)保，而且經(jīng)檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)皆基本達(dá)到國外產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
水性PU樹脂的制備
步驟1：制備羥基聚醚封端的烷基聚硅氧烷中間體
在2000ml四口玻璃反應(yīng)釜中，加入1mol分子式為CH2=CH-CH2O(C2H4O)nH的丙烯醇聚氧乙烯醚，其中n為8-12的整數(shù)，0.5mol分子式為H-Si（CH3）2-O-[ Si（CH3）2]a-[ Si（CH3）（CmH2m+1）O]b-（CH3）2 Si-H 的雙硅氫基封端的甲基長(zhǎng)鏈烷基聚二甲基硅氧烷，其中m為10-20的整數(shù)，a為5-20的整數(shù)，b為5-10的整數(shù)，開動(dòng)攪拌并加入占體系總質(zhì)量的10-20ppm的鉑金speier催化劑攪拌升溫至80～160℃反應(yīng)3～5h,得分子式為H(OH4C2)nOH6C3-Si（CH3）2-O-[ Si（CH3）2]a-[ Si（CH3）（CmH2m+1）O]b-（CH3）2 Si- C3 H6O(C2 H4O)nH的羥基聚醚封端的長(zhǎng)鏈烷聚硅氧烷中間體，其中m為10-20的整數(shù)，n為8-12的整數(shù)，a為5-20的整數(shù)，b為5-10的整數(shù)。
步驟2：制備長(zhǎng)鏈烷基聚硅氧烷改性水性聚氨酯樹脂預(yù)聚體
在裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝器的500ml玻璃聚合反應(yīng)瓶中加入150質(zhì)量份上述步驟1的羥基聚醚封端的長(zhǎng)鏈烷聚硅氧烷中間體,290質(zhì)量份的PTMG2000, 120質(zhì)量份的TDI, 10質(zhì)量份的乙二醇, 50質(zhì)量份的二羥甲基丙酸（DMPA）,0.4質(zhì)量份有機(jī)鉍催化劑,常溫混合攪拌均勻，逐步加熱升溫到80～90℃，隨著反應(yīng)的進(jìn)行粘度逐步增加，預(yù)聚體粘度增至8000～10000mPa.S時(shí),添加50g丙酮，保持丙酮回流溫度反應(yīng)3小時(shí),取樣檢測(cè)異氰酸根含量合格后停止加熱,將反應(yīng)體系冷卻到50℃以下，加入38g三乙胺進(jìn)行中和反應(yīng)0.5-1小時(shí)，得長(zhǎng)鏈烷基聚硅氧烷改性水性聚氨酯樹脂預(yù)聚體。
步驟3：長(zhǎng)鏈烷基聚硅氧烷改性水性聚氨酯樹脂擴(kuò)鏈反應(yīng)
將上述步驟2的長(zhǎng)鏈烷基聚硅氧烷改性水性聚氨酯樹脂預(yù)聚體，緩慢流加入高速攪拌（1000～1500轉(zhuǎn)/分）下的1300質(zhì)量份的純水中，然后加入10質(zhì)量份的乙二胺或聯(lián)肼等后擴(kuò)鏈劑，進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)4-6小時(shí)。
步驟4：脫除丙酮
在具有冷凝回收裝置的2000ml減壓蒸餾釜中，加入1500g上述步驟4制備的長(zhǎng)鏈烷基聚硅氧烷改性水性聚氨酯樹脂,加熱至50～60℃后在真空度10～30KPa下減壓蒸餾脫除丙酮，并適當(dāng)補(bǔ)充純水，即得固體份為30-35%的長(zhǎng)鏈烷基聚硅氧烷改性水性聚氨酯樹脂。
實(shí)施例2
步驟一：制備含浸水性PU漿料
稱取水性PU樹脂60質(zhì)量份，水溶性粉20質(zhì)量份，水性增稠劑0.2質(zhì)量份，有機(jī)硅手感劑1質(zhì)量份，有機(jī)硅柔軟劑1質(zhì)量份，填料20質(zhì)量份，水性消泡劑0.2質(zhì)量份混合制備成乳白色均一粘稠液體待用；
步驟二：定島超纖無紡布含浸
將步驟一制備的含浸漿料加入含浸槽中，將定島超纖無紡布以300m/h的速度勻速經(jīng)過含浸槽，使其充分浸潤(rùn)水性PU漿料；
步驟三：軋出
將浸透了水性PU漿料的超纖基布通過一對(duì)軋輥，擠出其中的部分浸漬液，通過調(diào)整軋輥間隙為基布厚度的三分之二，保證基布中含浸水性PU漿料的質(zhì)量為基布質(zhì)量的60%；
步驟四：烘箱烘干
經(jīng)擠壓好的含有含浸水性PU漿料的基布以300m/h的速度進(jìn)入溫度為100-150℃的烘箱進(jìn)行干燥固化得半成品一；
步驟五：堿減量
將半成品一在堿減量機(jī)中進(jìn)行堿減量處理，其中堿為氫氧化鈉，濃度為3%，水溫為90℃，時(shí)間為30分鐘；
步驟六：水洗及烘干
經(jīng)堿減量好的半成品一用清水清洗后，再用20%的檸檬酸溶液常溫浸泡20分鐘進(jìn)行中和，再用清水洗至PH為7后進(jìn)入溫度為100-150℃的烘箱進(jìn)行干燥得半成品二；
步驟七：染色
將半成品二放入染色機(jī)，加入重量份300%的水，2%-6%的強(qiáng)酸性染料，1%-3%的弱酸性染料，在90-95℃的溫度下染色60分鐘，染色后進(jìn)行水洗得半成品三；
步驟八：雙面水磨
利用通過式磨革機(jī)對(duì)半成品三進(jìn)行雙面水磨，再用毛刷輥起絨機(jī)進(jìn)行雙面起絨；
步驟九：烘干定型
經(jīng)雙面水磨的半成品以300m/h的速度進(jìn)入溫度為100-150℃的烘箱進(jìn)行干燥并定型后即得成品水性雙面絨面超纖PU合成革。
實(shí)施例3
步驟一：制備含浸水性PU漿料
稱取水性PU樹脂70質(zhì)量份，水溶性粉15質(zhì)量份，水性增稠劑0.6質(zhì)量份，有機(jī)硅手感劑0.5質(zhì)量份，有機(jī)硅柔軟劑3質(zhì)量份，填料10質(zhì)量份，水性消泡劑0.6質(zhì)量份混合制備成乳白色均一粘稠液體待用；
步驟二：定島超纖無紡布含浸
將步驟一制備的含浸漿料加入含浸槽中，將定島超纖無紡布以600m/h的速度勻速經(jīng)過含浸槽，使其充分浸潤(rùn)水性PU漿料；
步驟三：軋出
將浸透了水性PU漿料的超纖基布通過一對(duì)軋輥，擠出其中的部分浸漬液，通過調(diào)整軋輥間隙為基布厚度的三分之二，保證基布中含浸水性PU漿料的質(zhì)量為基布質(zhì)量的90%；
步驟四：烘箱烘干
經(jīng)擠壓好的含有含浸水性PU漿料的基布以600m/h的速度進(jìn)入溫度為100-150℃的烘箱進(jìn)行干燥固化得半成品一；
步驟五：堿減量
將半成品一在堿減量機(jī)中進(jìn)行堿減量處理，其中堿為氫氧化鈉，濃度為5%，水溫為90℃，時(shí)間為45分鐘；
步驟六：水洗及烘干
經(jīng)堿減量好的半成品一用清水清洗后，再用20%的檸檬酸溶液常溫浸泡20分鐘進(jìn)行中和，再用清水洗至PH為7后進(jìn)入溫度為100-150℃的烘箱進(jìn)行干燥得半成品二；
步驟七：染色
將半成品二放入染色機(jī)，加入重量份600%的水，2%-6%的強(qiáng)酸性染料，1%-3%的弱酸性染料，在90-95℃的溫度下染色60-120分鐘，染色后進(jìn)行水洗得半成品三；
步驟八：雙面水磨
利用通過式磨革機(jī)對(duì)半成品三進(jìn)行雙面水磨，再用毛刷輥起絨機(jī)進(jìn)行雙面起絨；
步驟九：烘干定型
經(jīng)雙面水磨的半成品以600m/h的速度進(jìn)入溫度為100-150℃的烘箱進(jìn)行干燥并定型后即得成品水性雙面絨面超纖PU合成革。
實(shí)施例4
步驟一：制備含浸水性PU漿料
稱取水性PU樹脂80質(zhì)量份，水溶性粉8質(zhì)量份，水性增稠劑0.4質(zhì)量份，有機(jī)硅手感劑0.7質(zhì)量份，有機(jī)硅柔軟劑5質(zhì)量份，填料15質(zhì)量份，水性消泡劑0.4質(zhì)量份混合制備成乳白色均一粘稠液體待用；
步驟二：定島超纖無紡布含浸
將步驟一制備的含浸漿料加入含浸槽中，將定島超纖無紡布以450m/h的速度勻速經(jīng)過含浸槽，使其充分浸潤(rùn)水性PU漿料；
步驟三：軋出
將浸透了水性PU漿料的超纖基布通過一對(duì)軋輥，擠出其中的部分浸漬液，通過調(diào)整軋輥間隙為基布厚度的三分之二，保證基布中含浸水性PU漿料的質(zhì)量為基布質(zhì)量的120%；
步驟四：烘箱烘干
經(jīng)擠壓好的含有含浸水性PU漿料的基布以450m/h的速度進(jìn)入溫度為100-150℃的烘箱進(jìn)行干燥固化得半成品一；
步驟五：堿減量
將半成品一在堿減量機(jī)中進(jìn)行堿減量處理，其中堿為氫氧化鈉，濃度為4%，水溫為90℃，時(shí)間為50分鐘；
步驟六：水洗及烘干
經(jīng)堿減量好的半成品一用清水清洗后，再用20%的檸檬酸溶液常溫浸泡20分鐘進(jìn)行中和，再用清水洗至PH為7后進(jìn)入溫度為100-150℃的烘箱進(jìn)行干燥得半成品二；
步驟七：染色
將半成品二放入染色機(jī)，加入重量份1000%的水，2%-6%的強(qiáng)酸性染料，1%-3%的弱酸性染料，在90-95℃的溫度下染色60-120分鐘，染色后進(jìn)行水洗得半成品三；
步驟八：雙面水磨
利用通過式磨革機(jī)對(duì)半成品三進(jìn)行雙面水磨，再用毛刷輥起絨機(jī)進(jìn)行雙面起絨；
步驟九：烘干定型
經(jīng)雙面水磨的半成品以450m/h的速度進(jìn)入溫度為100-150℃的烘箱進(jìn)行干燥并定型后即得成品水性雙面絨面超纖PU合成革。
下表是實(shí)施例1-3制得的水性雙面絨面超纖PU合成革主要性能參數(shù)。