涂饰技术在超细纤维合成革贴面中的应用

徐一剡，姜 慧，殷士芳

（浙江禾欣新材料有限公司，浙江嘉兴 314000）

超细纤维合成革无论在外观，手感还是内部结构上都已经非常接近天然皮革，目前天然皮革是该产品的最佳替代品，其市场份额按每年20%的增长率递增。随着技术水平的不断提高，中高档超细纤维合成革产品层出不穷，应用领域不断扩大。合成皮革表面层的涂层可以通过直接涂布法获得，例如层压涂层，也可以通过将涂布的单板转移通过离型纸获得。涂层性能的优劣直接决定了合成革的应用范围。因此，研究超细纤维合成革涂料的性能并提出提高其性能的方法具有重要意义，对纤维合成革的应用范围具有重要意义。

1 皮革光洁度效果

1.1 点缀皮革外观

皮革经过整理后，整理材料在皮革表面形成了一层发亮有光泽的薄膜层，皮革光滑，颜色均匀，因此皮革的外观更加美观。

1.2 残疾缺陷修复

可以通过精加工或表面处理在不同程度上改善原材料的天然皮肤缺陷和生产过程中不当控制和操作所引起的缺陷，例如粗糙度，颜色，颜色等。通过研磨以提高皮革的等级和切割速度。对于两层皮革，可以采用多种涂饰方法制成油漆皮革、面膜皮革、有色皮革等，使低端产品变成高质量产品。

1.3 提高耐久性

皮革整理剂整理后，皮革的表面可以形成皮革保护层，具有耐寒，耐有机溶剂，耐水，耐干湿摩擦和耐摩擦等优异性能。因此，整理后的成品不易沾污，污垢很容易擦掉，易于维护。

1.4 增加颜色品种

不同的整理剂和不同的整理方法可以获得不同的颜色或不同的效果，如艺术效果、双色效果、褪色效果，清洁效果、仿效效果等。为了达到上述目的，涂层必须满足以下要求。

（1）外观方面：色泽美观，大方，均匀。

（2）具有强度：皮革必须具有牢固的黏合性能，否则涂膜容易剥离。

（3）延展性：必须与皮革的延展性相容，能够承受多次弯曲；否则，涂层会出现“散光”“纸浆开裂”和其他质量问题

题

（4）卫生性能：涂料应具有较好的卫生性能，主要是要具有良好的透水性，以保证穿着舒适。

（5）耐热冷性：90℃以上熨烫时要求涂层不黏，皮革制品在炎热天不发黏，在寒冷天不易碎。

（6）其他性能：例如，涂层的抗老化性能好；干湿涂层不会褪色；涂料中的溶剂，酸，碱，盐，氧化剂等的稳定性较好；涂层必须具有一定的机械强度，以抵抗所有类型的碰撞，挤压，拉伸和弯曲。

2 涂饰技术在超细纤维合成皮革中应用

2.1 改性胶原蛋白提取液制备超细纤维合成皮革涂饰剂

皮革生产增加了大量的出口外汇，但同时也产生了严重的污染。来自废弃皮革边角料的污染是世界上最难治理的。为了开发高利润的产品，从废弃的皮革边角料中提取高品质的胶原蛋白成为世界关注的焦点。利用改性胶原蛋白提取液制备皮革涂饰剂，已有许多报道。纳米皮革涂饰剂由于其量子尺寸小、表面、宏观量子隧道效应的特殊作用，纳米二氧化钛被添加到实验产品中具有皮革自涂饰和杀菌的性能。

2.1.1 技术简介

铬革下脚料水解胶原蛋白提取工艺将相对于铬革下脚料重量的6%氧化钙和6倍水装入三口瓶中。将铬革边角料量加入溶液中，在60 ℃下水解6h。胶原蛋白水解液抽吸得到。通过在低温下缓慢蒸发溶液中的部分水，剩余的胶原蛋白液体的固体含量保持在15%以上。

胶原蛋白水解液和二氧化钛的混合物在超声波发生器中分散30min。然后将混合物输入装有十二烷基苯磺酸钠的三口瓶中，用电动搅拌器搅拌溶解。当温度达到50 ℃时，向溶液中加入1/2过硫酸钾水溶液。在继续升温的同时，向溶液中滴加少量单体，引发后在一定温度下继续加入剩余单体，每30min补充一次引发剂。加入单体后，反应温度在一定温度下保持一定时间。当温度降至45 ℃左右时，调节酸碱度至6～7，抽滤得到产品。

2.1.2 技术优点

抗菌实验表明，该产品对大肠杆菌具有有效的抑制作用；产品具有机械稳定性和化学稳定性，相容性强；产品用作涂饰剂，对超细纤维合成皮革有很强的附着力，吸水率低，干/湿摩擦性能好，涂饰后的超细纤维合成皮革表面手感柔软，似皮革，丰满。

2.2 水性聚氨酯（WPU）涂层在超细纤维合成皮革中的应用

以超细纤维非织造布为基底，水性聚氨酯（WPU）涂层为聚合物涂层，采用干转移涂布法制备了超细纤维合成革。

（1）制备了尼龙/聚酯分裂超细纤维非织造布，并对其结构和性能进行了研究。FESEM分析表明，纤维直径在2.2～5.5μm，性能指标满足合成革用纺织非织造布的要求。然后系统研究了成膜温度、发泡剂浓度和发泡倍率对WPU涂料结构和性能的影响。

（2）对超细纤维合成革的结构和性能进行了分析。结果表明，分裂超细纤维合成革呈三层结构，其透气性、拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度、剥离强度和折皱回复角均优于针织合成革和真皮。

2.2.1 技术简介

目前工作的目的是制造一种高性能的超细纤维合成革，用于服装，这是环境友好的。为实现这一目标，制备了尼龙/聚酯（N/P）分裂超细纤维非织造布，并对其结构和性能进行了研究。然后，系统研究了成膜温度、发泡剂浓度和发泡倍率对WPU涂料结构和性能的影响。最后，通过干转移涂布法制备使用分裂微纤维非织造物作为基底和WPU涂层的分裂微纤维合成革，分析了分裂超细纤维合成革的结构和性能。

根据GB/T 24248—2009标准，采用纺黏法和水刺法成功地生产了具有三维网络结构的分裂微孔非织造布，其性能满足纺织品和非织造布用于合成革的要求。最佳成膜温度为80℃，发泡剂浓度为8%，发泡剂浓度为250%时，制备的WPU涂层的水蒸气透过率和拉伸强度分别为5 209.09g/（m2·24h）和0.6MPa。

2.2.2 技术优点

水性聚氨酯（WPU）是一种新开发的聚氨酯体系，其中水被用作分散介质，以替代常规有机溶剂，减少挥发性有机化合物（VOCs）的释放，这有助于环境保护。此外，WPU具有一些优点，如良好的膜改性性能，易于加工，耐磨性和无毒，并已被广泛用作皮革涂层。然而，由于WPU涂层不能通过湿法处理获得高度微孔结构，WPU涂层合成革的水蒸气渗透性和拉伸强度总是比用溶剂型聚氨酯涂层的皮革差。WPU机械发泡技术是一种调节涂层结构的新方法，正受到越来越多的关注。

将所得超细纤维非织造布和水性聚氨酯（WPU）涂层通过干转移涂布法制备超细纤维合成革。结果超细纤维合成革优于针织合成革和真皮，表明超细纤维非织造布在合成革上的应用是成功的。

3 可再生资源在超细纤维合成革贴面涂料技术中的应用

近年来，人们对开发更环保的油漆和涂料越来越感兴趣。可再生资源在各种超细纤维合成革贴面中涂料技术的应用进展，特别是植物蛋白和植物油在超细纤维合成革贴面中涂料体系中的应用研究。在ATO-DLO正在进行的植物蛋白研究中，玉米，特别是小麦面筋，被化学改性以获得具有优异成膜特性和对各种表面的强黏附性的蛋白质水分散体。小麦面筋薄膜具有非常有趣的机械性能，例如延展性超过600%。通过改变蛋白质分散体的精确配方，发现气体和水分的渗透性很容易调节。

超细纤维合成革贴面中涂料的耐久性和耐水性可以通过例如改变蛋白质黏合剂的交联度来调整。根据观察到的改性蛋白质黏合剂的特性，开发新型、无有机溶剂的超细纤维合成革贴面中涂料技术指日可待。

3.1 蛋白质在超细纤维合成革贴面中涂料技术

蛋白质是氨基酸的聚合物，链长范围很广，从大约50个氨基酸（例如激素胰岛素）到超过100 000个氨基酸的大复合体（小麦面筋蛋白）。这些蛋白质可能来自动物产品，如牛奶（酪蛋白）、生皮和结缔组织（明胶）和鸡蛋（蛋清蛋白），也可能来自植物产品，如大豆和玉米面筋蛋白。这些蛋白质在下文中将被称为工业蛋白质。

在三十年代，大豆蛋白的工业非食品应用是在“化学运动”的框架下发展起来的，旨在从农业原料中开发新的工业原料。开发了塑料、纤维、胶合板黏合剂和纸涂料等产品，在这些非食品应用中，由于来自石化产品的竞争，大豆蛋白并不成功，由于石化产品的兴起，作为非食品部门原料的蛋白质和农业原料被合成聚合物所取代。也有一些例外，例如在照相乳剂中使用明胶，在某种程度上，在纸张涂层中使用大豆蛋白，在黏合剂中使用酪蛋白。

石油化工产品取代蛋白质的一个重要原因是后者价格较低，但性能差异在这方面也很重要。自第二次世界大战以来，合成聚合物的生产和调整知识有了巨大的增长。因此，化学工业能够生产出能够满足高工业需求的定制产品，无论是在性能方面，还是在长期特性的稳定性方面。出于以下原因，现在蛋白质有了重新占领非食品市场的新机会，从而在特定应用中替代合成聚合物。首先，蛋白质技术和化学知识在过去的几十年里有了很大的增长。这包括诸如蛋白质的分离和表征、其结构的阐明、结构-功能关系和修饰等方面。其次，在许多情况下，蛋白质的价格现在相当于甚至低于合成聚合物的价格（商品塑料除外）。在这方面，由于价格差异，植物蛋白对于非食品应用来说比动物蛋白更有吸引力。例如，小麦面筋比酪蛋白便宜2到3倍。第三，工业和消费者对用来自可再生资源的环境友好型聚合物替代合成聚合物的需求越来越大。

3.2 植物油在超细纤维合成革贴面中涂料技术

过去，许多种子油被用于各种涂料配方中，在20世纪50年代，贸易销售油漆配方中最常见的植物油是亚麻籽油，占50%。自从醇酸型涂料和合成聚合物用于乳胶或乙烯基和丙烯酸树脂基乳液用于超细纤维合成革贴面涂料以来，亚麻油在涂料配方中的使用已经显著减少。然而，最近人们对亚麻油基涂料的兴趣有所回升。这是因为用户和消费者认为这种类型的黏合剂对环境友好，也是因为工业对可再生资源的兴趣，可再生资源是石油化工原料的替代品，其供应本来就有限。每年都会出现许多新的油漆和墨水配方。在专利文献中，人们可以看到可再生资源的应用越来越多，特别是羟基或环氧基官能化的脂肪酸在它们的应用中是非常通用的。

4 结束语

皮革涂饰技术从诞生到发展都经历了漫长的过程，直到现在，人们基本上对它已经有了更加完整和深刻的理解。随着经济全球化和科学技术的不断进步，它在人们的生活中起着越来越重要的作用。就其发展状况而言，皮革涂饰技术取得了许多新成就，并致力于与时俱进，倡导“绿色涂饰”。另外，随着生活水平的提高，人们对皮革涂饰技术的市场开发深度提出了新的要求。