[发明专利]基于注流涂布的无溶剂多组分聚氨酯合成革的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯合成革技术领域，具体涉及一种基于注流涂布的无溶剂多组分聚氨酯合成革的制备方法。

背景技术

聚氨酯合成革是模拟天然皮革的组织结构和使用性能，并可作为天然皮革代用品的复合材料。通常以无纺布模拟网状层，以微孔聚氨酯涂层模拟粒面层，所得到的合成革正、反面都与皮革十分相似，并具有一定的透气性，比普通人造革更接近天然皮革，广泛用于制作鞋、靴、箱包和球类等。

根据国家统计局数据显示：2011年人造革合成革规模以上企业（新的划分标准：年销售收入2000万以上企业）495家，产量241万吨，增长9.57%；工业生产总值925.35亿元，增长29.55%；利税69.85亿元，增长32.12%；利润总额47.86亿元，增长36.15%。总体来看，在大的经济环境复苏的情况下，我国聚氨酯合成革展现出蓬勃发展的态势。

目前，聚氨酯合成革的生产主要采用溶剂型的生产系统，其基本工艺流程：在非织造布上涂覆溶剂型聚氨酯层作为底层，然后经水洗和干燥，再利用溶剂型聚氨酯进行干法移膜涂层得到上层。采用这种生产方法生产的聚氨酯合成革，存在着以下技术问题：第一，采用溶剂型聚氨酯湿法凝固涂层作底层，湿法凝固涂层是将溶剂型聚氨酯（PU）浆料，利用刮涂机或滚涂机涂布在非织造布的表面，然后进入“H₂O-DMF（二甲基甲酰胺）”凝固浴，使PU凝固而形成具有微孔结构的薄膜。工艺中采用DMF做溶剂，加工过程会造成DMF的污染。第二，水并不能完全的置换聚氨酯中的DMF，会导致产品中DMF残留，最终造成产品安全问题，而这种产品安全问题，会在众多的技术壁垒和贸易壁垒中，限制产品进入高档市场。第三，采用溶剂型聚氨酯干法移膜涂层作顶层，这种工艺是将溶剂型聚氨酯浆料，利用刮涂机涂布在离型纸的表面，然后与带有湿法移凝固涂层的非织造布贴合，干燥后剥离，最终得到聚氨酯合成革。由于这种工艺采用溶剂型系统，含有大量的有毒有机溶剂，如TOL（甲苯）、MEK（甲乙酮）和THF(四氢呋喃)等。在生产过程中这些有机溶剂极易挥发，严重污染环境，并且对现场操作人员的身体健康造成威胁。

上述聚氨酯合成革的溶剂型生产过程存在着严重的DMF、TOL、MEK、THF等溶剂的污染问题，是一个非清洁的生产过程，对人体有较大的危害。所得到的聚氨酯合成革产品中的DMF残留引起产品安全问题。所以，开发清洁生产工艺，生产环境友好型的聚氨酯合成革是一个必然的趋势。

对于环境友好型聚氨酯合成革生产技术的研发，其主要的研究方向有三个，即水性聚氨酯合成革生产技术、无溶剂聚氨酯合成革生产技术和热塑性聚氨酯合成革生产技术。

对于无溶剂聚氨酯合成革的技术研发，目前主要以无溶剂双组份聚氨酯为原料，采用喷涂或先喷涂后刮涂的方式涂布，制造发泡涂层。这种系统存在的主要问题有三点。第一，采用现有的无溶剂双组份聚氨酯为原料，只能制备发泡涂层，无法制备不发泡的涂层；第二，采用现有的无溶剂双组份聚氨酯为原料，由于快速发泡，涂层变化较大，厚度难以控制，采用单一的喷涂，涂层不均匀，采用喷涂后刮涂的方式，由于快速发泡，混合料粘度大，会黏住刮刀，导致涂布失败；第三，采用现有的无溶剂双组份聚氨酯为原料，直接反应成型固化，形成的聚氨酯分子规整性差，涂层物理机械性能较差，难以生产较高物理机械性能的产品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决目前溶剂型聚氨酯合成革生产中产生的MDF、TOL、MEK、THF等溶剂的环境污染问题和聚氨酯合成革产中品DMF的残留引起的产品安全问题，并解决目前无溶剂双组份聚氨酯为原料生产合成革工艺中存在的问题的基于注流涂布的无溶剂多组分聚氨酯合成革的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1）首先，以质量份数计，将20~80份多元醇，10~50份异氰酸酯，5~30份扩链剂，1~10份硫化剂，0.05~5份催化剂，0~5份偶联剂，0~10份发泡剂，0~10份匀泡剂，0~20份着色剂，0~10份吸收二氧化碳与水的组分和0~50份填料，分别加入聚氨酯浇注机的若干个原料罐中；

2）其次，通过调节原料罐上的定量泵将各原料输送到浇注机的混合头进行混合，得到混合浆料；

3）然后，将混合浆料通过注流涂布器涂布在离型纸上，在20℃~150℃下烘1~6min后，将基布贴合在离型纸的混合浆料层上，贴合后在20℃~150℃烘2~15min；

4）最后，经过后期熟化使混合浆料继续反应至完全固化，冷却后将离型纸剥离，得到无溶剂多组分聚氨酯合成革。