水性生態(tài)合成革制造用樹脂材料介紹

　　一、水性生態(tài)合成革用水性聚氨酯樹脂是聚氨基甲酸酯的簡稱廣義上講，是異氰酸酯的加成物。在異氰酸酯同多元醇反應(yīng)的預(yù)聚體中引入親水基團(tuán)，成鹽后加水乳化，即得到聚氨酯乳液，其合成機(jī)理如圖1-1所示。聚氨酯乳液按合成革制造工藝要求經(jīng)復(fù)配加工后，便成為合成革水性漿料。
　　
　　由此可看出，水性生態(tài)合成革中的水性聚氨酯同油性聚氨酯既有著本質(zhì)的相同點(diǎn)又有著必然的區(qū)別。從相同點(diǎn)上講，都是異氰酸酯和多元醇的加成物，即都含有決定聚氨酯性能的氨基甲酸酯。從這個意義上講其本身的物理性能本質(zhì)上是一致。
　　
　　浙江省麗水水性生態(tài)合成革技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)平臺主任謝鎮(zhèn)銘在研究時發(fā)現(xiàn)從不同點(diǎn)上講，由于化學(xué)結(jié)構(gòu)及溶劑介質(zhì)性能的不同，則有許多不同點(diǎn)。首先，水性樹脂必然含有親水基團(tuán)及親水鏈段，油性樹脂則不一定需要。其次，水性樹脂中異氰酸酯會同水發(fā)生反應(yīng)，因此乳液中無異氰酸酯殘留。而油性聚氨酯漿料中，由于水性生態(tài)合成革樹脂基本都是由異氰酸酯封端的，故均含有異氰酸酯的殘留。第三，水性聚氨酯的分散介質(zhì)為水，而油性聚氨酯的分散介質(zhì)為溶劑。水性生態(tài)合成革由于聚氨酯鏈段上結(jié)構(gòu)不同，功能性基團(tuán)的不同和分散介質(zhì)的不同導(dǎo)致了水性聚氨酯樹脂和溶劑型聚氨酯樹脂在zui終物性和使用性能上的明顯差異性。
　　
　　二、水性聚氨酯樹脂同溶劑型聚氨酯樹脂的成膜后物化性能區(qū)別
　　
　　水性聚氨酯不同于溶劑型聚氨酯，其成膜過程也不同，其具體的成膜機(jī)理如圖1-2所示。　　
　　水性生態(tài)合成革專家謝鎮(zhèn)銘表示，首先，水性生態(tài)合成革用水性聚氨酯大都是陰離子型的，分子鏈上帶有大量的側(cè)位基團(tuán)，這些基團(tuán)又同時帶電荷，故成膜后的彈性和耐高、低溫性會有好處。由于側(cè)基及電荷的共同作用在成膜中會留有一定的空間，這為水性樹脂成膜后具有透氣性提供了可能。當(dāng)然，決定透汽透濕性能好壞zui關(guān)健的是水性樹脂成膜過程中的特點(diǎn)所決定，后面會有介紹。其次，水性樹脂帶有親水基團(tuán)，本質(zhì)上是一端親油一端親水的大分子，故樹脂成膜后，在壓差存在的前提下，皮膜在吸收小分子的水氣后，可以從高氣壓一端向低氣壓一端轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)吸附—轉(zhuǎn)移—解吸的透濕過程。而油性樹脂則基本無此功能。當(dāng)然水性樹脂的親水性比重要恰當(dāng)。如果親水性太好，則不利于皮膜的耐水性和抗水性的提高。從意義上講，成膜的油性樹脂的耐水性要比水性樹脂的耐水性好。第三，水性樹脂無異氰酸酯殘留，因此水性聚氨酯樹脂的皮膜是相對安全的。水性生態(tài)合成革樹脂做的人造革，同皮膚親和性好。油性樹脂中含有異氰酸酯，對人體的有害性是的，但由于其含有活潑氫原子，故油性樹脂同其他介質(zhì)的反應(yīng)更加劇烈，特殊的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為粘接性更好。第四，皮膜的耐溶劑性能不同。溶劑型聚氨酯樹脂是聚氨酯大分子在溶劑中的溶解態(tài)，故水性生態(tài)合成革溶劑型聚氨酯的皮膜幾乎均可被溶劑溶解。而水性樹脂的分散介質(zhì)是水，因此可制作耐溶劑型的水性樹脂成為可能。當(dāng)然，對于一些不是縫制產(chǎn)品，如用膠制鞋的合成革，如果耐溶劑過好，則很難粘接制鞋，這點(diǎn)在選用樹脂中要注意。
　　
　　三、水性樹脂同油性樹脂的使用性能的區(qū)別
　　
　　水性樹脂同油性樹脂的使用性能的區(qū)別主要來自于樹脂中水和溶劑二類分散介質(zhì)的重大差異。
　　
　　浙江省麗水水性生態(tài)合成革技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)平臺主任謝鎮(zhèn)銘認(rèn)為，一是水的表面張力比較大，鋪展性差，使用時需要調(diào)整樹脂表面張力，而油性樹脂通常不需要;二是水的揮發(fā)所需能量高，通常為油性的1.5倍以上。因此，在烘干過程中要適當(dāng)提高水性樹脂烘干溫度;三是水性樹脂為二親樹脂，故一般可溶物均可添加在水性樹脂中，因此對漿料的配伍性要求并不太高。而油性樹脂則不然，如果在油性樹脂中加入類似不溶油的水性物質(zhì)后，樹脂成膜會有縮孔或成魚眼現(xiàn)象產(chǎn)生，嚴(yán)重時會造成漿料的報廢;四是水油二種樹脂成膜機(jī)理不同。油性樹脂受溫后，溶劑不斷揮發(fā)，表面不可能結(jié)膜，因而成膜過程中表面的溫度始終低于內(nèi)部溫度，表面會zui后固化，故可以利用這一現(xiàn)象在制革用可采用半干貼工藝。而水性樹脂則需慎重采用半干貼工藝。因?yàn)樗詷渲赡すみ^程中，由于表面會受熱先結(jié)膜而水又不能溶于表面皮膜，故這樣會造成表面沒有初粘度而粘接性能明顯減弱的現(xiàn)象，故一般水性采用濕貼為宜。浙江省麗水水性生態(tài)合成革技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)平臺主任謝鎮(zhèn)銘還認(rèn)為，為了利于烘干成膜，水性樹脂宜利用多刀薄刮的工藝。再者合成革用水性樹脂一般都是陰離子型的，而油性樹脂都是非離子型的，我們利用水性生態(tài)合成革樹脂的離子性能，在后處理上就會有許多可操作性，比如用對應(yīng)陽離子的處理劑在水性合成革上處表可以*保持合成革的手感及其他物性等。
　　
　　四、使用合成革用水性樹脂需關(guān)注的一般指標(biāo)
　　
　　a：PH值：這是水性樹脂常用的考量指標(biāo)，油性樹脂則不用。一般水性樹脂PH值為7~8，中性為宜。PH值過低或過高，樹脂穩(wěn)定性和水解性均會有影響。
　　
　　b：固含量：這是衡量樹脂有效成分的一個重要指標(biāo)。固含量越高相對利用價值越高，但也有些產(chǎn)品為調(diào)整使用性能會添加一些可揮發(fā)性物質(zhì)，這時就不能用固含量單一指標(biāo)衡量產(chǎn)品價值了。
　　
　　c：粘度：一般作為上機(jī)可操作性能的重要指標(biāo)。粘度太高則不利于正常涂布，而粘度太低則不能涂布，故適當(dāng)?shù)恼扯葘铣筛镏圃煜喈?dāng)重要。一般底膠(粘接用膠)粘度要高些，這樣可以減少滲漿使合成革產(chǎn)品變硬。
　　
　　d：模量：模量是衡量樹脂性能的一個重要指標(biāo)。高模量即單位體積的膜有較高的抗張強(qiáng)度，表現(xiàn)為硬性足，強(qiáng)度高;低模量則相反，表現(xiàn)為柔軟性好。
　　
　　e：黃變性：水性生態(tài)合成革黃變性也是一個衡量樹脂性能的重要指標(biāo)。一般耐黃變性好的產(chǎn)品價格較高，聚氨酯芳香族的樹脂一般不耐黃變，脂肪族的為耐黃變型。有些樹脂中，為了達(dá)到特定的耐黃變效果，水性生態(tài)合成革還需加入適當(dāng)?shù)目寡趸瘎┖涂棺贤饩€材料來提高耐黃變性。