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湿法聚氨酯合成革 湿法聚氨酯合成革的生产方法是将聚氨酯湿法树脂中加入DMF溶剂及其它填料、助剂制成混合液,经过真空机脱泡后,浸渍或涂覆于基布上,然后放入与溶剂(DMF)具有亲和性,而与聚氨酯树脂不亲和的水中,溶剂(DMF)被水置换,聚氨酯树脂逐渐凝固,从而形成多孔性皮膜,即微孔聚氨酯粒面层,习惯上称为贝斯(英文BASS的译音),其含意是基材(半成品革)的意思,贝斯经过干法贴面或表面经整饰后,如表面印刷、压花、磨皮等工艺后,才能成为聚氨酯合成革成品。 湿法聚氨酯合成革具有良好的透气、透湿性,滑爽丰满的手感,优良的机械强度,特别是从结构上近似天然皮革,湿法合成革贝斯的生产工艺可分为单涂覆法、浸渍法和含浸涂覆法三种,所用基布有纺织布和无纺布两类。(一)、单涂覆法聚氨酯贝斯 1、生产工艺流程 注:左图:1、基布发送2、储布架台3、浸水槽4、挤压辊5、烫平轮6、托辊7、涂料刀8、凝固槽9、挤压辊 右图:1、水洗槽2、导辊3、挤压辊4、加热辊5、张力辊6、烘干箱7、冷却辊8、贝斯 基布开卷经储布架进入浸槽浸湿,再通过挤压辊将水挤出大部分,通过烫平轮除去部分 水分,同时将基布烫平,然后在涂布机上涂覆配合浆料,再进入凝固槽成皮膜,再充分水洗、烘干定型、冷却成大卷贝斯。2、主要原料 A、聚氨酯树脂:通常为普通湿法树脂,磨皮专用,含浸专用及耐寒树脂等,树脂的模量(100%)从2.0MPa至30.0MPa不等。根据贝斯软硬度,选用高低模量牌号树脂,单涂覆贝斯由于泡孔小、密度大,往往加入大量木质粉及其他填料,故当产品用于寒冷地区时,要充分考虑产品的耐寒性能,采用耐寒性能好的树脂。 B、木质粉:在单涂覆贝斯中使用一定量的木质粉,既能降低产品成本,又能在凝固过程中起到骨架的作用,不同型号厂家的木质粉,其膨胀系数不同,这样便在同等其他材料相同的情况下,其粘度值均不相同,也直接影响到产品的质量及相应的成本,木质粉的细度要求一般要达到400目以上。 C、阴离子表面活性剂(C-70,C-90):又称为快速渗透剂,具有亲水性。主要起到加快DMF与水的交换速度,提高生产速度,同时使泡孔细密化。阴离子表面活性剂可生成球形泡孔结构,增加回弹性、透气性、透湿性。一般加入量在0.5%2.5%之间,如加多,涂层易反卷,平滑性下降。 D、非离子表面活性剂(S-80):具有疏水性,可推迟表面的凝固速度,因而可使内部的DMF与水更快地交换,可生成针状的泡孔结构,加入量为1%3%,过大生产速度受影响。 E、溶剂(DMF):DMF用于溶解及稀释聚氨酯树脂。直接配合树脂,调整配合液的粘度,DMF用量大时,在凝固过程中,提高凝固速度及增大泡孔结构。 F、色浆:应选用单一溶剂DMF体系之产品,通常加入量为5%8%。 G、基布:单涂覆贝斯所用基布主要以平织布、单面起毛布为基础,其纱支含棉量的多少直接影响到与水浸透的时间。 3、生产工艺操作要点 A、配制聚氨酯浆料: 单涂覆贝斯所要求的浆料粘度较高,一般控制在70009000Pa.s。配料时加料顺序更为重要。一般在容器先加入DMF,而后加入木质粉,并用搅拌机充分搅拌约10min左右,确保木质粉分散于DMF中。若先把DMF与聚氨酯混合在一起搅拌,而后加入木质粉,则会使木质粉结团,不能充分地分散于树脂溶液中,即使过滤,结团的木粉也极易堵塞过滤网,严重的无法使用,配制的浆料粘度符合要求后,将利用真空脱泡机脱泡40min,若浆料粘度偏高时,可适当延长脱泡时间,最后用60100目过滤网过滤。B、基布浸水处理: 基布发送,经过储布架入浸水槽,然后用挤压辊把基布中的水分挤干,经烫平轮将基布烫半干。浸水处理的作用有两个,一是提高织物湿度,防止浆料渗入基布组织内,产生透底现象,浪费原材料。二是对脱脂性较差的基布,水槽中除清水外,还应加入1%的阴离子表面活性剂,以改善基布的亲水性,提高贝斯的外观质量。C、涂覆凝固: 经处理的基布,通过涂料台,采用涂刀涂覆法把浆料混合液均匀地涂覆在基布上。在使用起毛布为底基时,要注意起毛布表面起毛的方向,顺毛涂覆,贝斯表面光洁。逆毛涂覆,贝斯表面粗糙。涂层的厚度太薄,不能遮盖布毛,贝斯表面粗糙,手感发板无弹性,涂层太厚易造成泡孔不匀,面层与基材分离等缺陷。凝固槽中的凝固液是由水与DMF组成的,DMF的含量一般为20%-25%。生产磨皮贝斯时,DMF的含量控制在10%-15%之间。过高的含量会影响凝固速度,而且造成水中固体份含量增加,浓度过低不仅增加DMF的回收成本,还使贝斯表面收缩率增大,导致卷边DMF迅速往水中迁移,而水渗入到料层中速度则较慢。在浆料凝固过程中产生一定的收缩,使涂层变薄,且有一定程度的卷边。为防止卷边,一方面要保证凝固槽中DMF浓度,另一方面在配料时可多加些S-80,延迟表面的凝固,增大泡孔。还可以用夹子夹住布边和增加张力辊方法来防止卷边。凝固槽的温度一般为常温,冬季可适当加温,通常控制在25,过高的温度会使涂层断裂强度下降,薄膜模量下降,表面均匀程度变差,但微孔结构均匀。涂料层从入水凝固到出凝固槽凝固完全,大约需要815min,这与配方、树脂牌号、水中的DMF浓度及温度等有密切关系。料层在完全凝固前,不能与导辊接触,否则会损伤面层。D、水洗、烘干、卷取: 聚氨酯涂料层在完全凝固以后,其泡孔层内仍残留一定数量的DMF,这些DMF必须在水洗槽中强行脱出,如脱除不干净时,烘干后会造成贝斯表面有麻点等缺陷。在工艺控制上要确保最后一个水洗槽内DMF的含量在1%以下,这样就可以保证贝斯中的DMF脱除干净,为了使DMF的洗出速度加快和减少残留于贝斯中的DMF,水洗槽一般都需要加温操作。实践证明,水洗槽的温度对DMF的洗出速度及贝斯中的DMF残留量影响很大。在水洗过程中,尤其是在水洗槽的后半部分,由于残留在贝斯中的DMF已经很少。因此,贝斯在水洗水中停留的时间对DMF洗净程度的影响远不如挤压次数对其影响大。贝斯水洗干净后,为除去水分,需烘干处理。烘箱温度不宜过高,一般不超过150,在进口处,因贝斯含有大量的水分,温度可高些,随着水分的蒸发,在烘箱后部温度可低些,一般120即可。 4、产品质量缺陷及解决方法序号 缺陷原因解决方法1剥离强度低起毛布起毛太短; 基布浸水后烫干程度不够,较湿; 配方中填料量大;更换起毛布; 提高烫平温度;减少填料用量;2贝斯卷边凝固槽中DMF浓度太低; 配方中S80量少; 凝固槽中张力辊设置不当;提高凝固槽中DMF的浓度; 增加S80用量; 增设张力辊;3表面不平整起毛布起毛不匀或起毛太长; 涂层太薄; 浆料透底;更换起毛布;增加涂层厚度; 降低烫平温度,提高基布湿度;4表面有针孔 浆料脱泡不净延长脱泡时间,提高脱泡真空度5表面有坑点基布脱脂差;配方不当;更换基布或在浸水槽中多加些渗透剂; 调整配方;6表面有条纹凝固不完全; 凝固槽内有硬物接触贝表面;降低车速,提高凝固槽温度; 排水除掉硬物;7耐寒性差树脂选型不当; 填量用量太大;用耐寒树脂; 减少填料用量;(二)、起毛布浸渍聚氨酯贝斯 1、生产工艺流程 注:1、基布2、储布架3、烫平辊4、间隙辊5、托辊6、含浸槽7、凝固槽8、挤压辊 起毛布开卷,储布通过烫平辊加热除去水分烫平后进入含浸槽,浸渍聚氨酯配合浆料。通过托辊与间隙辊后,刮掉多余浆料进入凝固槽,形成皮膜,通过挤压辊挤出大部分DMF水溶液,再进行水洗、烘干、卷取为贝斯。2、主要原料 A、聚氨酯树脂:与单涂覆法说明一致。 B、木质粉:在含浸贝斯配方中,木质粉用量较小,一般不超过10%,细度在400目以上。 C、助剂:在含浸贝斯配方中,除使用C70及S-80助剂外,还有以下几种特殊助剂。 消泡剂:主要成分为液体有机硅,主要作用是消除浆料中的空气,减少贝斯表面针孔。一般的有机硅油与DMF的相溶性差,不宜应用。设计配方时,应选用与DMF有一定相溶性,消泡能力强的专用助剂。用量一般在0.51份,用量太少不起作用,用量大时因与DMF相溶性差,会使贝斯革表面有凹陷出现。 流平剂:流平剂也是一种改性的有机硅助剂。主要作用是改善贝斯表面的平整性,增加树脂与基布间的亲合性。用量一般为树脂质量的0.1%。 水:水也可以作为一种助剂用于含浸贝斯配方中,用以调整泡孔结构,加快凝固速度。 D、溶剂DMF:在含浸贝斯配方中,DMF的用量可达树脂质量的1.5倍到2倍。 E、起毛布:含浸贝斯革所用起毛布多为双面起毛布,厚度从0.41.2MM不等,根据产品厚度选用。含浸工艺要求起毛布的脱脂及亲水性都必须良好,起毛短而匀,组织结构紧密。 3、生产工艺操作要点 (1)聚氨酯浆料的制备:在搅拌缸内加入定量的DMF,然后加入木质粉,并搅拌使木质粉分散于DMF中,停止搅拌,依次加入C70、S80、水、消泡剂、流平剂等,继续搅拌5MIN后,加入聚氨酯树脂和着色剂,高速搅拌约20min左右,同时真空脱泡,取样测试配合液粘度,如不符合工艺要求,则需调整。(2)含浸凝固工序:配好的浆料用气泵打入含浸槽内,基布放卷,在入含浸槽浸渍前,经烫平辊加热除去基布中的水分,否则易产生贝斯革表面两层皮现象。基布入含浸槽内,聚氨酯浆料渗入基布中。由于基布不断运动,会把空气带入含浸槽内的浆料中,从而产生气泡,浆料中的空气会在贝斯表面生成针孔。为及时消除这些气泡除在浆料配方中加入消泡剂外,含浸槽内的料循环使用也是很有效的一种方法,即不断把无泡的料打入含浸槽,同时从含浸槽上面溢出含有较多气泡的料,溢出的浆料存放专用桶内,让其静置消泡一段时间后,重新打入含浸槽使用。基布从含浸槽出来后,用刮刀把多余的浆料刮掉。刮刀间隙也是影响贝斯表面质量的一个重要因素。刮刀间隙太小时,容易漏布毛,造成表面不平整;间隙太大时,又容易出现表面两层皮现象,间隙的大小还要根据起毛布起毛长短做适当调整,然后入水凝固。贝斯入水角度应以垂直凝固方式为宜。入水后,水平走向距离不宜过长,以68M为宜,起毛布的质量是贝斯质量的关键因素。脱脂差、亲水性差的起毛布会造成贝斯表面产生大量针孔,甚至会引起表面脱层。因此,湿法用基布对脱脂性,亲水性都有严格要求。检验起毛布亲水性的简单方法是爬高试验,即把一宽约30MM,长200MM的布条,其下端浸入水中,经过一定的时间(例如30min),测量水沿布往上爬高的高度。往上爬得越高,说明布的浸水性越好。上述方法实际上是检查布基毛细效应的方法。当基布的内在质量发生问题时,无论怎样修正配方,都是无济于事的。 (3)水洗、烘干、卷取:含浸贝斯厚度一般较厚,故水洗、烘干时间相应要长一些。4、质量缺陷及解决方法序号原因 解决方法缺陷1 表面有针孔消泡剂用量不够; 消泡剂质量差; 浆料粘度太高; 浆料静置脱泡时间不够; 基布内在质量差; 含浸槽小,结构不合理;加大消泡剂用量; 更换消泡剂; 调整粘度在0.20.4Pa.s; 延长浆料静置脱泡时间; 更换基布; 更换含浸槽;2表面粗糙起毛布起毛太长; 起毛布逆毛使用;含浸间隙太小; 配方不好; 临时停车所致;更换起毛布; 重新卷卷,调头使用;增大间隙; 重设配方;3表面褶纹过大起毛布毛长; S80用量太大; 起毛布起毛不匀; 起毛布内在质量差;重剪起毛布,
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