一种制备皮革层的方法及配方组成比例

本发明专利技术提供一种在海绵上制备皮革层的环保方法，其方法过程主要包括：海绵成型，施工底部涂层，烘干，施工表面涂层，烘干等步骤。本发明专利技术还提供了适用于海绵涂层的底部涂层和表面涂层的配方，其主体成分为水性树脂及一系列环境友好助剂。本发明专利技术所述的制备方法无需使用有机溶剂且不会产生废水，是一种环保的制备方法。通过上述方法制备的皮革层具有优异的耐折牢性能，耐摩擦性能，耐水解性能及附着力。

A Method and Formula for Preparing Leather Layer

The invention provides an environmental protection method for preparing leather layer on sponge. The process of the method mainly includes: sponge forming, construction bottom coating, drying, construction surface coating, drying and other steps. The invention also provides a formula for a bottom coating and a surface coating suitable for a sponge coating, the main component of which is a water-borne resin and a series of environmentally friendly additives. The preparation method of the invention does not need to use organic solvent and does not produce waste water, and is an environmental protection preparation method. The leather layer prepared by the above method has excellent flexibility, friction resistance, hydrolysis resistance and adhesion.

【技术实现步骤摘要】
一种制备皮革层的方法及配方
本专利技术涉及一种在海绵上制备皮革层的环保方法，以及利用该方法制备皮革层所需的配方，属于高分子材料

技术介绍
家具沙发、汽车内饰以及其它类似制品成型前，通常需要先对海绵进行切割成型，然后于其外包裹缝制拼接好的皮革形成具有一定立体形状的制品。采用该类工艺不仅制备过程复杂，而且制品在皮革拼接处存在崩裂及防水能力变差等风险，在后续服役中，水或者其它液体容易在拼接缝隙处渗透进入制品内部，影响制品的使用品质以及降低其使用寿命。工业上，用于包裹海绵的人造皮革制备工艺主要有“干法”和“湿法”两种。两种工艺都是先用有机溶剂(二甲基甲酰胺)溶解聚氨酯，然后沉积于织物表面，“干法”通过溶剂挥发形成皮革层，“湿法”则将织物浸渍于水中，致使其表面的聚氨酯凝固形成皮革。以上制备过程需耗费大量的有机溶剂。中国专利CN100334296C公开了一种利用絮凝剂促使非离子化水性聚氨酯分散体能够在织物表面凝固形成皮革层的方法。其制备过程产生的絮凝剂废水需要后续处理。中国专利CN103797184B设计了一种通过无溶剂方式获得人造皮革的方法。其工艺是在剥离纸上喷涂多元醇和多异氰酸酯单体，然后热转移至织物基材上形成皮革层。该工艺通过即时反应成型得到聚氨酯皮革层，因此，对设备、工艺参数等的要求较高。上述专利主要展示了在无纺布等平面基材上，通过液体浆料沉积凝固或者固体物料经热转移后压合等方式形成皮革层的方法。目前，还没有相关公开技术揭露直接在表面多孔的海绵上制备皮革层的方法。由于海绵基材表面分布孔穴，单个孔的面积可达0.01mm2-10.0mm2。液体浆料因本身的流动性从而容易在孔穴处塌陷。通过简单提高浆料粘度是无法在多孔的海绵上制备表层美观的皮革层，并且皮革层要达到实用所需的强度也需要进一步技术处理。因此，在表面多孔的海绵上制备皮革层对形成皮革层的浆料和制备工艺都有一定的技术要求，其技术要求包括浆料主要材料的选择，浆料触变性控制，浆料粘度控制，涂层设计厚度控制等。本专利技术首次提出一种可以在表面多孔的海绵上制备高强度皮革层的方法及配方，通过无缝工艺提升产品使用品质，并且用于形成皮革层的底材表面不限于平面。本专利技术通过选择合适的形成浆料材料，控制浆料触变性和粘度，以及控制涂层厚度等方式提高皮革层力学性能，使其具有足够的实用强度。本专利技术在形成皮革层的过程中无需使用有机溶剂也不会产生废水，具有环保优势。
技术实现思路
本专利技术首次提出一种可以在表面分布多孔的海绵上制备表层美观的皮革层的方法及配方，且制备的皮革层具有优异的耐折牢性能，耐摩擦性能，耐水解性能及附着力等性能。该制备方法无需使用有机溶剂也不会产生废水，是一种环保的皮革制备方法。为实现上述目的，本专利技术提供一种可以在立体的表面分布多孔的海绵上制备皮革层方法及配方，其方法流程如下：1.海绵成型：将海绵加工成设计的制品模型，用于形成皮革层的表面可以是平面形状，也可以是非平面形状；2.单次施工底部涂层：在模型表面施工底浆，施工方式包括：喷涂，刮涂，刷涂，辊涂等，单次施工厚度为50-100μm；3.烘干：可自然晾干，优选烘干设备为烘箱，红外线加热器，热风烘干炉等，烘干温度范围优选30-100℃；4.重复2-3步骤直至达到所需的涂层设计厚度；5.单次施工表面涂层：在模型底部涂层上施工面浆，施工方式包括喷涂，刮涂，刷涂，辊涂等，单次施工厚度优选为20-50μm；6.烘干：可自然晾干，优选烘干设备为烘箱，红外线加热器，热风烘干炉等，烘干温度范围优选30-100℃；7.重复5-6步骤直至达到所需的涂层设计厚度；所述的皮革由海绵基材、底部涂层和表面涂层三部分构成，所述的底浆为施工底部涂层所用浆料，面浆为施工表面涂层所用浆料。所述的底部涂层主要功效是为制品提供疲劳强度，选择以软而韧的树脂为连接料为宜。所述底浆的拉伸强度≥3.0MPa，断裂伸长率600-2000％。优选地，拉伸强度≥5.0MPa，断裂伸长率：800-1400％。所述的力学性能测试环境为：温度：23±2℃，相对湿度：50±5％。所述的表面涂层，为皮革制品提供视觉美感和触觉舒适(不回粘)的效果，故以硬而韧的树脂为连接料。所述的面浆的拉伸强度≥3.0MPa，断裂伸长率200-800％。优选地，拉伸强度≥5.0MPa，断裂伸长率:400-600％。所述的力学性能测试环境为：温度：23±2℃，相对湿度：50±5％。所述的底部涂层设计厚度优选200-2000μm，所述的涂层设计厚度为干膜厚度。此厚度范围可以保证皮革制品的物理机械性能，包括耐折牢性，附着力等。所述表面涂层设计厚度优选在20-400μm，所述的涂层设计厚度为干膜厚度。该厚度范围可保障表面涂层与底部涂层有同步的屈服强度。所述的底浆粘度：10.0-500Pa·s，其目的在于利用底浆的高粘度将高弹性海绵表面的孔洞封闭，若粘度过低，底浆容易陷入基材孔洞；粘度过高，难以施工。所述的底浆粘度测试条件:25.0℃，剪切速率为1.0s-1。所述的底浆触变指数控制在3.0至6.0之间。具有高触变性的底浆将有效阻止液态浆料在海绵表面空穴处的缓慢塌陷，为面浆提供一个平整美观的施工表面。所述的粘度及触变指数是通过复合增稠剂实现的。单一类型的增稠剂难以制备兼具表面流平及合适触变性的高粘度的浆料。通过复合增稠的方式控制底浆的粘度及触变指数，解决了表面多孔的海绵基材的施工问题。所述的海绵，是一种多孔弹性材料，其单个孔的面积可达0.01mm2-10.0mm2，所述的海绵为发泡棉、定型棉、橡胶棉、记忆棉。所述的用于形成皮革的基材的表层可以是平面的，亦可以是非平面的，例如立方体的表面，圆柱体的表面，还可以是其它有凹凸起伏的表面。所述的底部涂层的施工方式为喷涂，刮涂，刷涂，辊涂中的一种或者多种；建议单次施工厚度在50-100μm，所述的单次施工厚度为湿膜厚度，控制单次施工厚度目的在于：施工厚度过薄，造成施工成本的提高；施工厚度过厚，涂膜干燥过慢造成较多的表面缺陷。所述的面浆粘度：1.0-100Pa·s，所述的面浆粘度测试条件：25.0℃，剪切速率为1.0s-1。所述的表面涂层施工方式包括喷涂，刮涂，刷涂，辊涂等，单次施工厚度优选为20-50μm，所述的单次施工厚度为湿膜厚度，该厚度范围可以较好的防止面浆流挂。所述的烘干温度范围建议30-100℃，优选烘干温度为60℃。其原因在于所用的底浆和面浆都是水基原料，高温有利于水分挥发，但是烘干温度过高易造成基材的热变形。所述的控制设计涂层厚度，是通过使用相关厚度控制工具实现的，例如：通过刮棒或厚度尺控制刮涂厚度，通过喷涂次数控制喷涂厚度。其原因在于：底浆以软而韧的树脂为连接料，面浆以硬而韧的树脂为连接料，两种材料力学性能有较大差距。通过控制施工厚度可以达到底部涂层与表面涂层疲劳破坏过程中能够接受同步的屈服应力的目的，从而提高制品整体皮革层的耐折牢性能，即抗疲劳强度。所述的在海绵表面形成皮革层所需的底部涂层和表面涂层所用的浆料既可以是油性体系，亦适用于水性体系。优选的，选用水性体系浆料。所述的底部涂层所需的水性底浆配方为：水性树脂51.0-97.7份，复合增稠剂0.1-5.0份，补强剂0-5.0份；助溶剂0-5.0份；去离子水0-10.0份，润湿分散剂0-1.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在海绵上制备皮革层的制备方法，其特征在于，其制备步骤为a.海绵成型：将海绵加工成设计的模型；b.单次施工底部涂层：在加工成型后的大孔基材的表面涂覆底浆；c.烘干：可自然晾干，优选烘干设备为烘箱，红外线加热器，热风烘干炉等；d.重复步骤b‑c直至达到所需的底部涂层设计厚度；e.单次施工表面涂层：在上述样件的底部涂层上涂覆面浆；f.烘干：可自然晾干，优选烘干设备为烘箱，红外线加热器，热风烘干炉等；g.重复步骤e‑f达到所需的表面涂层设计厚度；其中，所述的底浆粘度为10.0‑500Pa·s，触变指数为3.0‑6.0，底浆的拉伸强度≥3.0MPa，断裂伸长率为600‑2000％；所述的面浆粘度为1.0‑100Pa·s，面浆的拉伸强度≥3.0MPa，断裂伸长率为200‑800％；所述的底部涂层设计厚度在200‑2000μm；所述的表面涂层设计厚度在20‑400μm。

【技术特征摘要】
1.一种在海绵上制备皮革层的制备方法，其特征在于，其制备步骤为a.海绵成型：将海绵加工成设计的模型；b.单次施工底部涂层：在加工成型后的大孔基材的表面涂覆底浆；c.烘干：可自然晾干，优选烘干设备为烘箱，红外线加热器，热风烘干炉等；d.重复步骤b-c直至达到所需的底部涂层设计厚度；e.单次施工表面涂层：在上述样件的底部涂层上涂覆面浆；f.烘干：可自然晾干，优选烘干设备为烘箱，红外线加热器，热风烘干炉等；g.重复步骤e-f达到所需的表面涂层设计厚度；其中，所述的底浆粘度为10.0-500Pa·s，触变指数为3.0-6.0，底浆的拉伸强度≥3.0MPa，断裂伸长率为600-2000％；所述的面浆粘度为1.0-100Pa·s，面浆的拉伸强度≥3.0MPa，断裂伸长率为200-800％；所述的底部涂层设计厚度在200-2000μm；所述的表面涂层设计厚度在20-400μm。2.根据权利要求1所述的一种在海绵上制备皮革层的制备方法，其特征在于，所述底浆的拉伸强度≥5.0MPa，断裂伸长率为800-1400％。3.根据权利要求1所述的一种在海绵上制备皮革层的制备方法，其特征在于，所述面浆的拉伸强度≥5.0MPa，断裂伸长率为400-600％。4.根据权利要求1所述的一种在海绵上制备皮革层的制备方法，其特征在于，所述的底部涂层单次施工厚度为50-100μm；所述的表面涂层单次施工厚度为20-50μm。5.根据权利要求1所述的一种在海绵上制备皮革层的制备方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗震，龚翠然，许莹，郑杨清，周照喜，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建,35