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湿法聚氨酯合成革生产工艺

湿法聚氨酯合成革生产工艺
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
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7000-9000Pa.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60-100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8-15min,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。
(二)、起毛布浸渍聚氨酯贝斯
1、生产工艺流程
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C-70及S-80助剂外,还有以下几种特殊助剂。
①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0.5-1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。
②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%。
③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0.4-1.2MM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C-70、S-80、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6-8M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。
(三)起毛布含浸涂覆聚氨酯贝斯
1、生产工艺流程
注:1、起毛布放卷2、含浸槽3、挤压辊4、预凝固槽5、挤压辊6、烫平辊7、涂料台8、凝固9.挤压辊
起毛布含浸涂覆聚氨酯贝斯是先将起毛布浸渍聚氨酯浆料后,入水凝固,经挤压、烫平基本干燥后,在正面再涂一层聚氨酯配合液,然后入水凝固。含浸涂覆贝斯表面平整,褶纹细密、真皮感强。
2、主要原料
含浸涂覆贝斯革所用的原材料基本与单含浸及单涂覆贝斯革所用的原料基本相同,在含浸涂覆贝斯配方中,涂覆液的配方与单涂贝斯基本相同,而含浸液的配方粘度要低于单含浸贝斯配方。由于含浸覆贝斯中,含浸后起毛布持液率很低,故不必添加消泡剂及流平剂,S-80也不必使用,仅用C-70来增加水与DMF的交换速度即可。
3、生产工艺操作要点及注意事项
含浸涂覆贝斯含浸液的粘度要尽量低一些,起毛布的持液率要尽量少。预凝固后,基布要充分烫干,否则,涂覆液涂料后,在凝固过程中易产生气泡或鸡爪纹。含浸涂覆贝斯革对起毛布的要求很严格,背面的毛起得要长,正面的毛则要短些,布的组织结构比单含浸用布要密。起毛布要有良好的亲水性,起毛布质量不好时,同样会产生气泡及鸡爪纹。


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