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关注皮革涂饰剂的最新研究进展
发布时间:2013-1-19  

  酪素是人们最早使用的皮革涂饰剂,具有很悠久的历史。酪素是从牛奶中提取的一种物质。由于使用酪素涂饰其成膜坚硬、无延伸性、容易断裂、吸水气性强、不耐湿擦,并且从牛奶中提取不符合发展要求,因此经过改进或用合成的聚合物所替代。硝化棉溶液(硝化纤维类)于1920年开始正式应用于皮革涂饰剂并商品化,硝化纤维可增加涂层的耐水性能,作为面层光亮剂。然而,硝化纤维类涂饰剂不耐老化、使用过程中增塑剂容易挥发,使涂层变硬发脆,在紫外光照射下涂层会发黄,因而,硝化纤维类涂饰剂在皮革修饰工艺中始终没有得到广泛应用。

  1933年,丙烯酸树脂乳液首先在德国用于皮革涂饰,很快得到了应用推广。丙烯酸树脂涂饰剂和天然树脂及其他合成树脂相比,具有独特的性能,它与皮胶原结合力强、成膜强度高、富有弹性、耐候性好、耐老化性能优良、成本低廉,赋予皮革良好的物性。但是丙烯酸乳液是热塑性树脂,其涂膜存在着“热黏、冷脆”、不耐溶剂等缺点,限制了它的使用。聚氨酯又称聚氨基甲酸酯,它是由多异氰酸酯与多元羟基化合物作用而成的高分子化合物,其特点是大分子链上含有许多重复的氨基甲酸酯基团,因此,具有很好的强度、耐磨、耐溶剂等性能,而且可通过改变化合物的结构、分子量的大小,使聚氨酯的性能在很大范围内得到调节。聚氨酯用做皮革涂饰剂,其成膜性能好,粘结牢固,涂层具有高光泽、高耐磨性、高弹性、耐水、耐侯、耐寒、耐热、耐化学药品,涂饰的成品革手感丰满、舒适,能大大提高成品革的档次。

  20世纪60年代初,聚氨酯首次应用于皮革,并在第五届国际皮革会议上交流,最初仅用于漆革,为单组分湿气固化,随后发展了许多溶剂型涂饰剂,如单组分活性聚氨酯等。为了进一步提高聚氨酯涂饰剂的性能,国内外对聚氨酯涂饰剂进行了大量的研究。1967年水性聚氨酯实现工业化生产,1972年德国Bayer公司率先开发了水性聚氨酯皮革涂饰剂。20世纪80年代后,德国BASF公司开发了As-tacinFinishPUD系列,意大利Fenice公司开发了UW系列的水性聚氨酯皮革涂饰剂。聚氨酯在我国皮革工业上的应用开始于20世纪70年代,较早的涂饰剂是天津皮革研究所的PU-1,沈阳皮革研究所的PU-2以及原化工部晨光研究院的PU系列。80年代以来,国内水性皮革涂饰剂的研究得到了长足的发展,特别是经过“八五”和“九五”攻关,聚氨酯涂饰剂的品种不断增加,性能也越来越好。

  2UV固化皮革涂饰剂进展

  光固化涂料是20世纪60年代末由德国开发的一种节能环保型涂料,该涂料在受到紫外光照射后,发生光化学反应,使涂层快速聚合、交联,从而达到涂层的固化。传统的热固化皮革涂饰剂,不仅生产效率低、环境危害大而且使皮鞋类产品对外贸易出口上受到了极大的限制,相对于其他类型的涂料,紫外光固化涂料具有固化速度快、节约能源、绿色环保等优点,正在逐渐受到人们的重视。

  光固化涂料应用于皮革表面始于20世纪70年代,1977年6月在美国皮革化学家协会会议上,Buechler首次提出了辐射固化制备皮革涂饰剂的思想并阐述了其优点。同年9月,在德国汉堡举办的第15届皮革技术专家与化学家学会上,Knight和Marriott也提出了相同的论题。1978年加拿大鹰牌渥太华皮革公司、1981年澳大利亚Unisearch公司、1982~1989年美国宾夕法尼亚州费城的FrankScholnick,PeterR.Buechler和HelenA.Gruber、1995~2002年巴基斯坦和科学与工程研究院2001年北京英力科技公司、2002年德国LangroChemie公司、2002年意大利FeniceSPA公司、2003年湖南亚大有限公司、2004年北京化工大学材料科学与工程学院、中国台北WOEI-KAEHUANG等人均开展了对光固化皮革涂料的研究。北京化工大学材料科学与工程学院系统研究了有色体系光固化皮革涂料、水基光固化皮革涂料、纳米改性光固化皮革的研究,并将光固化皮革涂料成功应用于皮鞋表面的涂饰。经检测,光固化皮革涂料既具有良好的涂饰性能,又保持了真皮的透气性。表1为UV皮革涂料参考配方,从表1中可以发现UV皮革涂料基本组成。

  UV皮革涂料基本组成

  相对于传统的皮革上光工艺,光固化涂料类皮革涂料的溶剂挥发大大减少,火险隐患降低,最主要的是涂层的固化速度大幅度提高,不需要晾干摆放空间,干燥时间从过去的数小时缩短到不足一分钟。光固化皮革涂料可用于真皮,也可以用于人造革。光固化皮革涂料显著的环保、高效、高性能的优势已成为其应用于皮革涂饰领域的共识。可以预见,光固化皮革涂饰剂研究和应用将成为热点。

  总结以上发展历程,皮革涂料发展趋势有以下几个方面:①水溶性涂饰剂逐渐取代溶剂型涂饰剂;②单一涂饰剂向复合型及多功能涂饰剂发展;③水溶性聚氨酯类涂饰剂将占据主导地位;④向着UV光固化涂饰剂发展。

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