一种生物基超细纤维合成革及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生物基超细纤维合成革及其制备方法；该方法以具有三维立体交织结构的超细纤维非织造布为基材，采用浸渍凝固复合技术，使生物基纤维素与超细纤维复合，得到生物基超细纤维合成革基布，经过常规的后整理工艺，即可得到生物基超细纤维合成革合成革。纤维素采用纸浆板或短棉绒，为生物基物质，相对于现有的超细纤维合成革中加入的聚氨酯纤维，更为环保，污染小。这种生物基超细纤维合成革具有很好的卫生性能和防静电性能，透气性≥10000(mL/cm

A Bio-based Superfine Fiber Synthetic Leather and Its Preparation Method

The invention discloses a bio-based superfine fiber synthetic leather and a preparation method thereof. The method takes the superfine fiber nonwovens with three-dimensional interweaving structure as the base material, uses impregnation and coagulation composite technology to make the bio-based cellulose and superfine fiber composite, and obtains the bio-based superfine fiber synthetic leather base cloth. After conventional finishing process, the bio-based superfine fiber combination can be obtained. Leather synthetic leather. Cellulose is made of Pulpboard or short cotton lint, which is a bio-based material. Compared with the polyurethane fiber added in the existing superfine fiber synthetic leather, it is more environmentally friendly and less polluting. The bio-based superfine fiber synthetic leather has good hygienic and antistatic properties, and its air permeability is more than 10000 (mL/cm).

【技术实现步骤摘要】
一种生物基超细纤维合成革及其制备方法
本专利技术属于超细纤维合成革
，具体涉及一种生物基超细纤维合成革及其制备方法。
技术介绍
用来生产天然皮革的原料皮有限，而且天然皮革的生产是一个高能耗、高污染的过程，会给环境带来极大的污染负荷。近年来，欧盟等发达国家对天然皮革本身的安全性也提出了新的标准，严格限制天然皮革中存在的Cr(Ⅵ)、偶氮染料、五氯苯酚(PCP)及游离甲醛等有毒化学品。从原料皮资源、环境保护、产品安全和市场的角度来看，天然皮革的生产都面临着极大的挑战。基于以上原因，世界各国都在加速开发新的代替天然皮革的新材料。其中，以超细纤维/聚氨酯(PU)复合材料为基材生产的超细纤维合成革，由于超细纤维的直径几乎达到纳米级尺寸，有巨大的比表面积，与天然皮革中的束状胶原纤维极其相似，力学性能可以与天然皮革相媲美，堪称先进纤维复合材料的典范，成为代替天然皮革的最佳材料。然而，超细纤维合成革的生产存在着以下主要问题：其一，超细纤维合成革的生产中，超细纤维和PU的复合采用湿法凝固工艺，要使用到大量的二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，会产生大量含有DMF的废水，而成品中残留的DMF也会引起产品安全问题。例如，欧盟的绿色天使指标，要求超细纤维合成革中残留的DMF不能超过10ppm，在儿童制品中更是要求合成革必须是“DMFfree”的产品，而溶剂型的生产系统很难达到这些要求。其二，超细纤维上含有的亲水基团很少，对水分的吸收和传递性能很差，因此超细纤维合成革的卫生性能(主要为吸湿排湿性能)和舒适性很差，和天然皮革相比有很大的差距，极大的限制了超细纤维合成革的高端应用和未来的发展。中国是全球合成革生产的大国，生产能力和生产总量排名世界第一，年产量占世界年总产量的80％以上。根据我国石化联合会公布数据显示，2016年我国人造革合成革规模以上企业产量为332.6万吨。另据海关总署数据统计显示，2016年我国人造革合成革出口总量为65.5万吨，占总产量的19.7％，出口总金额25.9亿美元，同比2015年度25.2以美元上涨5.2％。但是，由于目前合成革仍然采用溶剂型生产系统，不仅会产生严重的溶剂污染问题，损害产业工人的身体健康，限制产品进入国内外高端产品市场，而且容易产生因为溶剂残留而造成的产品安全问题。特别是用于汽车内饰的超细纤维合成革，要求更高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种生物基超细纤维合成革及其制备方法；该方法以具有三维立体交织结构的超细纤维非织造布为基材，采用浸渍凝固复合技术，使纤维素与超细纤维复合，得到生物基超细纤维合成革基布，经过常规的后整理工艺，即可得到生物基超细纤维合成革。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种生物基超细纤维合成革的制备方法，包括以下步骤：(1)采用离子液体A溶解生物基纤维素，得到浸渍液B；(2)将超细纤维非织造布浸渍于浸渍液B中，通过轧辊轧液，使超细纤维非织造布的增重量为浸渍前的超细纤维非织造布质量的70-90％，将增重后的超细纤维非织造布凝固、水洗并烘干后，得到生物基超细纤维合成革基布D；(3)将生物基超细纤维合成革基布D后整理，制得一种生物基超细纤维合成革。本专利技术的进一步改进在于：优选的，步骤(1)中，离子液体A为咪唑类离子液体、吡啶类离子液体或胆碱类离子液体。优选的，步骤(1)中，咪唑类离子液体为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基氯化咪唑或1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐；吡啶类离子液体为N-辛集吡啶溴盐或N-己基必定六氟磷酸盐；胆碱类离子液体为卤代胆碱类离子液体或质子化胆碱类离子液体。优选的，步骤(1)中，生物基纤维素加入离子液体A中，在60-100℃搅拌50-80min，溶解后经过100-200目的筛网过滤，制得浸渍液B。优选的，步骤(1)中，生物基纤维素溶于离子液体A时，以质量份数计，离子液体A为75-99份，生物基纤维素为5-15份。优选的，步骤(2)中，增重后的超细纤维非织造布在质量浓度为5～20％的离子液体水溶液中凝固，凝固时间为10～100min。优选的，步骤(2)中，增重后的超细纤维非织造布凝固后烘干，烘干温度为80-120℃。优选的，所述生物基纤维素为纸浆板或棉短绒，生物基纤维素的聚合度为300～800；所述超细纤维非织造布为橘瓣超细纤维非织造布、裂片型超细纤维非织造布、定岛型超细纤维非织造布或非定岛型超细纤维非织造布中的任一种。优选的，步骤(3)中的后整理为做软、染色或涂层。一种通过上述制备方法制得的生物基超细纤维合成革，所述生物基超细纤维合成革为生物基纤维素和超细纤维非织造布的复合物，其透气性≥10000(mL/cm2·h)，透水汽性≥2.0(mg/cm2·h)，雾化值≤5mg。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术公开了一种生物基超细纤维合成革的制备方法，该制备方法首先以离子液体作为溶解液，将生物基纤维素溶解为微小的纤维素，以具有三维立体交织结构的超细纤维非织造布为基材，采用浸渍凝固复合技术，首先将超细纤维非织造布浸润在包含有微小纤维素的溶解液中，通过后续的凝固环节使得微小的生物基纤维素从液体中析出同时附着在超细纤维非织造布中，使生物基纤维素与超细纤维复合，得到生物基超细纤维合成革基布，经过常规的后整理工艺，即可得到生物基超细纤维合成革。相对于常见的超细纤维非织造布中复合的聚氨酯纤维，该方法在超细纤维非织造布中复合生物基的纤维素，使得制备原料和制备过程无污染，进而制备出的合成革也更为环保。本专利技术还公开了一种生物基超细纤维合成革，该合成革由生物基纤维素和超细纤维非织造布复合而成，相对于常见的超细纤维非织造布中复合的聚氨酯纤维，该合成革在超细纤维非织造布中复合生物基的纤维素，使得制备出的合成革更为环保，该生物基超细纤维合成革具有很好的卫生性能和防静电性能，透气性≥10000(mL/cm2·h)，透水汽性≥2.0(mg/cm2·h)，不含任何一项欧盟高关注度物质(SVHC)，雾化值≤5mg(DIN75-201B)，是一种环保型的超细纤维合成革，可作为汽车内饰材料、座椅蒙皮材料、高端运动鞋材等。【具体实施方式】下面对本专利技术做进一步详细描述：(1)采用离子液体A溶解生物基纤维素，得到一定浓度的浸渍液B；离子液体A为对纤维素具有很好溶解能力的咪唑类离子液体、吡啶类离子液体和胆碱类离子液体等。咪唑类离子液体如1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基氯化咪唑、1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐等，吡啶类离子液体如N-辛集吡啶溴盐、N-己基必定六氟磷酸盐等，胆碱类离子液体如卤代胆碱类离子液体、质子化胆碱类离子液体等。以质量份数计，将75-99份的离子液体A中加入反应釜中，再加入生物基纤维素5-15份，在60-100℃搅拌，搅拌速度为800-1500r/min，搅拌时间为50-80min，溶解充分后经过100-200目的筛网过滤，即可得到浸渍液B；其中的生物基纤维素为纤维素含量高的纸浆板、棉短绒等，要求生物基纤维素的聚合度在300～800之间。该步骤中，利用离子液体对生物基纤维素有很强的溶解能力(离子液体能够解开纤维素中的氢键)，使得生物基纤维素能够在离子液体中形成微小的纤维，为下一步中微小的纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物基超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用离子液体A溶解生物基纤维素，得到浸渍液B；(2)将超细纤维非织造布浸渍于浸渍液B中，通过轧辊轧液，使超细纤维非织造布的增重量为浸渍前的超细纤维非织造布质量的70‑90％，将增重后的超细纤维非织造布凝固、水洗并烘干后，得到生物基超细纤维合成革基布D；(3)将生物基超细纤维合成革基布D后整理，制得一种生物基超细纤维合成革。

【技术特征摘要】
1.一种生物基超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用离子液体A溶解生物基纤维素，得到浸渍液B；(2)将超细纤维非织造布浸渍于浸渍液B中，通过轧辊轧液，使超细纤维非织造布的增重量为浸渍前的超细纤维非织造布质量的70-90％，将增重后的超细纤维非织造布凝固、水洗并烘干后，得到生物基超细纤维合成革基布D；(3)将生物基超细纤维合成革基布D后整理，制得一种生物基超细纤维合成革。2.根据权利要求1所述的一种生物基超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，离子液体A为咪唑类离子液体、吡啶类离子液体或胆碱类离子液体。3.根据权利要求2所述的一种生物基超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，咪唑类离子液体为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基氯化咪唑或1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐；吡啶类离子液体为N-辛集吡啶溴盐或N-己基必定六氟磷酸盐；胆碱类离子液体为卤代胆碱类离子液体或质子化胆碱类离子液体。4.根据权利要求1所述的一种生物基超细纤维合成革的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，生物基纤维素加入离子液体A中，在60-100℃搅拌50-80min，溶解后经过100-200目的筛网过滤，制得浸渍液B。5.根据权利要求4所述的一种生物基超细纤维合成...

【专利技术属性】
技术研发人员：马兴元，何远鑫，贺营花，吴晓珍，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61