[发明专利]用低温等离子体聚合沉积制备的防水皮革及其方法

说明书

技术领域

本发明属于功能性皮革及其制备技术领域，具体涉及一种用低温等离子体聚合沉积制备的防水皮革及其方法。

背景技术

普通皮革表面的防水处理一般是通过涂饰工艺来完成的，其所用的防水涂饰剂主要以硅氧烷类聚合物或含氟丙烯酸酯类聚合物组成。如高富堂等人（高富堂等.羟基硅油改性丙烯酸树脂皮革涂饰剂的合成与应用.皮革科学与工程.2006,16(1):63-66）研究了用羟基硅油改性丙烯酸树脂合成的皮革涂饰剂，该研究表明，引入硅油可使皮革的耐水性得到很好的改善；安秋凤等人（氟代丙烯酸酯共聚乳液FSLDH的成膜性、XPS表征与疏水性能.精细化工.2010,27(5):486-490）则研究了氟代丙烯酸酯共聚乳液的成膜性及处理棉织物的疏水性，结果表明，丙烯酸含氟乳液可赋予棉纤维织物很好的疏水性。另外，有机氟单体也可用来合成多功能皮革涂饰剂，即在分子中接枝有机氟，使涂饰剂具有特种功能，如防水、防油、防污和阻燃等性能（有机氟化合物的结构和性质及其在皮革工业上的应用.中国皮革.2006,35(15):42-47）。但是，上述防水涂饰剂均为有机合成型的含硅或含氟高分子聚合物，虽然它们确实能使皮革的防水性得到明显提高，但是，一方面这些涂饰剂的合成过程复杂，导致成本高，另一方面，这些涂饰剂涂覆在皮革表面的涂层会将皮革表面的胶原纤维及皮革表面的毛细孔完全遮盖，大大影响天然皮革的卫生性能（主要是透水汽性能），从而降低皮革的穿着舒适性（丁海燕等.有机硅在皮革化工材料中的应用.日用化学工业,2003,33(5):317-319；从建华等.有机氟拒水拒油多功能整理剂DM-3640C应用工艺探讨.印染助剂,2008,25(5):28-30）。

另外，因皮革粘水后，极易产生水痕，这不仅要影响皮革的表面美观，而且要降低其使用寿命，特别是对磨砂革、绒面革、毛革两用皮革等。而这些皮革产品由于很难采用传统的涂饰工艺对其进行涂饰，其防水性问题很难解决。因此，皮革，特别是非涂饰皮革表面的防水处理是皮革工业面临的重要技术难题。如果至少皮革的部分表面具有此前从未获得的疏水性水平，则将对这些皮革的应用带来巨大好处。

低温等离子体作为一种快速、简便、可保持材料整体性能的表面处理技术，其处理过程是在一定气氛下，通过等离子放电激发基材表面或气氛物质（等离子体高能粒子轰击材料表面产生的能量一般为几到几十电子伏，该能量超过常见化学键的键能，导致化学键断裂）产生自由基，该自由基可引发基材表面发生化学反应，从而完成对基材表面的处理，并赋予基材表面特殊性能。而基材表面的性能主要取决于等离子体气氛的成分。目前作为等离子体反应气氛的主要有两类，一类为常见气体，即空气，H₂，O₂，N₂，CO₂，Ar，He，CF₄等，另一类是以这些气体作为载气流经液态有机物（如六甲基二甲硅醚，正硅酸乙酯等），使少量的有机物与载气流一起形成等离子气体（Claire Tendero等.Atmospheric pressure plasmas:Areview.Spectrochimica Acta Part B,2006,61:2–30）。很显然，这些现有气体限定了等离子体的应用范畴，另外，通过载气汽化的有机物的含量难以控制，同时载气流的存在也会影响有机物改善的基材的表面性能。

发明内容

本发明的目的是针对皮革表面易被水浸湿而产生水痕，影响其使用价值、寿命以及表面美观的缺陷，首先提供一种用低温等离子体聚合沉积制备防水皮革的方法。

本发明的另一目的是提供一种由上述方法制备的防水皮革。

本发明提供的用低温等离子体聚合沉积制备防水皮革的方法，该方法的工艺步骤及条件如下：

1）将硅氧烷类或丙烯酸类或丙烯酸酯类或含氟丙烯酸酯类或氟硅烷类单体中的至少一种放入汽化罐内，然后将皮革的待处理面向上放入等离子体反应设备的反应腔内，再将汽化罐与等离子体反应设备连通；

2）抽真空使汽化罐和等离子体反应设备的反应腔内的真空度达到25-45Pa，同时将汽化罐的温度升至25-50℃，使汽化罐内的单体汽化后，以7×10^-5-9×10^-4ml/min·cm²的流量进入等离子体反应设备的反应腔体中，在放电反应功率为0.15-1.5W/cm²下，反应1-25min，即可得到聚合沉积具有防水表面的皮革。