聚氨酯合成革

聚氨酯(PU)合成革生产技术是跨纺织、造纸、皮革与化工四大生产系统的交叉学科，充分借鉴了各系统的工艺技术，同时又发挥其自身特点进行有机组合。其制造通常由特殊纤维的制造、纤维的三次元交织体的制造、赋予弹性聚合物、表面整饰等工艺构成。PU合成革与真皮不同，它是完全建立在合成材料的基础上，它的发展总是伴随着新技术、新工艺及新材料的出现。在合成革生产过程中，占溶剂性聚氨酯树脂总用量60%以上的是溶剂，虽然湿法生产线中85%的溶剂被回收重新利用，但湿法生产线中仍有15%左右、干法生产线中95%的溶剂无法回收，将通过水和空气排放到周边的河流和空气中，势必会严重污染当地的环境，对人体生命健康造成威胁。在发展经济的同时，保持优良的环境，保护地球是不可逆转的潮流。

随着中国加入WTO，国内企业逐渐参与国际竞争，客观上也要求生产和使用无公害的产品，消除国际上“绿色贸易壁垒”对中国产品的非贸易壁垒限制。因此从源头上杜绝污染，对于聚氨酯合成革行业来说已经迫在眉捷。由于水无毒、无污染、节能，是溶剂的理想替代品。因此，开发水性聚氨酯合成革浆料成为聚氨酯树脂的主攻方向。

水性聚氨酯具有非常多的优点，所以被广泛应用在：涂料、油墨、胶粘剂、皮革涂饰剂、人造革、手套润滑剂等方面。以皮革涂饰剂为例:涂饰是皮革制造过程中的一个重要环节。它可增加皮革的美观和耐用性能，提高档次，增加花色品种、扩大使用范围。其中聚氨酯类涂饰剂的成膜性能好、遮盖力强、粘结牢固，涂层的物理性能优异，可大大提高成革的等级，为此受到高度重视和广泛的关注。

目前大多数水性PU主要是由自乳化法制备，以含亲水性基团的PU为主要固化成分，涂膜干燥时若亲水成分不能有效的进入交联网络中，干燥形成的涂膜遇水易溶胀。另外其缺少像双组分溶剂型PU涂膜所能得到的交联密度和高相对分子质量，因而这些水分散体涂膜的耐水性、耐溶剂性、耐热性和光泽性较差，严重地限制了其使用的范围。因此，常采用提高涂膜的交联密度来改善乳液涂膜的耐水性。常用的交联方法有两种:一种是在合成PU预聚物时，加入官能度大于2的多羟基化合物，直接生成交联PU预聚物，将上述预聚物很好地分散在水中，并扩链形成大分子，最后形成乳液。这种方法也叫前交联法，缺点是易使预聚物黏度增大，较难分散在水中，影响乳液的稳定性。近年来新型交联剂和多官能团扩链剂的筛选与合成的研究相当活跃，已成为提高水性PU物理机械性能和耐水性能的主要途径之一。另一种方法为外交联法，采用带羧的阴离子PU乳液进行交，交联反应发生在PU分子的羧基上，有氮丙啶、碳化亚胺以及金属盐类化合物，在室温条件下进行交联。这类交联剂一般在使用PU乳液时加入，因其交联反应速率很快，短时间内产生凝胶而破乳。外交联法可成功解决PU乳液涂膜的亲水性问题，但因外加交联剂，组成双组分涂饰剂给施工带来不便，此方法使用较少。

现将一系列的改性有机硅树脂引入到聚氨酯皮革、聚氨酯涂饰剂、聚氨酯粘合剂、鞋底料、聚氨酯涂料、油墨中去，可解决目前水性PU和油性PU产品存在的种种问题。

⑴ 粘合剂：改性有机硅交联剂，可以增强合成革用不同底材与聚氨酯涂层材料之间的粘合性，从而相应提高涂饰性和附着力，同时带来耐水解及爽滑的感觉。可代替有毒的多氮丙啶交联剂。

⑵ 润湿剂：用于改善聚氨酯涂层材料之间及聚氨酯涂层材料和不同底材之间的润湿性，同时也可作为聚氨酯合成革的泡孔调节剂及流平剂。

⑶ 匀孔剂：主要用于增进涂层的成肌性，从而改善皮革的最终手感和表面流动性。该系列产品不含羟基，可以作为一个有效的润湿剂和匀孔剂。

⑷ 流平剂：可以赋予聚氨酯合成革表面平整性。湿法工艺中提高贝斯的表面透湿性、流平性；干法工艺中，提高PU革的防粘性、并有丝滑手感。

⑸ 泡孔调节剂：用于湿法聚氨酯浆料成革过程中的泡孔控制，泡孔结构丛竖长型到均一圆孔型。同时还有消泡作用，提供光洁的表皮层或贝斯层。

⑹ PU树脂改性剂：含有活性基团，为聚醚封端或者羟基封端的有机硅改性剂，可直接参与浆料合成反应，也可作为功能性添加剂添加，赋予聚氨酯合成革贝斯和面层更好的透湿性、透气性，更好的低温挠曲性，更好的防粘性，更高的耐磨性，优良的表面平整性、泡孔稳定性或优良的加工性。同时与极性溶剂、非极性溶剂、多元醇和异氰酸酯中有很好的相溶性。

PU革产生已形成其独特风格，高档产品已可以和真皮媲美。PU革产品开发除了包含技术因素以外，还有时尚性问题。因此要求开发人员应根据国内外欣赏特点，以艺术眼光，设计外观更具品位和魅力的产品。纺织、化工及PU革本身工艺技术不断进步，将大大推动PU革产品的发展。

天然皮革由于具有优良的天然特性被人们广泛用于生产日用品和工业品，但随着人们对皮革的需求倍增，有限的天然皮革早已不能满足人们的需求。合成皮革的出现，正是弥补了天然皮革的不足。合成革是塑料工业的一个重要组成部分，在国民经济各行业被广泛使用。聚氨酯作为一种新兴的有机高分子材料，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。经过20多年的不断研究开发，聚氨酯合成革无论在产品质量、品种，还是产量上都得到了快速地增长。其性能越来越接近天然皮革，某些性能甚至超过天然皮革，达到了与天然皮革真假难分的程度，在人类的日常生活中占据着十分重要的地位。

聚氨酯是由多异氰酸酯与多元醇反应形成氨基甲酸酯，是石油化学制品重要分支。英文缩写PU。由于含强极性的氨基甲酸酯基，不溶于非极性基团，具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性。用不同原料可制得适应较宽温度范围(-50~150℃)的材料，包括弹性体、热塑性树脂和热固性树脂。高温下不耐水解，亦不耐碱性介质。