[发明专利]一种基于直接涂层法的聚氨酯合成革清洁生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及合成革的生产工艺，特别涉及一种基于直接涂层法的聚氨酯合成革清洁生产工艺。

背景技术

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。

根据国家统计局对规模以上的316家人造革合成革企业产量统计，2010年度我国人造革合成革总产量为218.9万吨，合39亿平方米，其中，聚氨酯合成革24.3亿平方米，其生产总量排名世界第一。据中国人造革合成革网调查统计，2010年全国聚氨酯合成革生产线为1575条，比2009年增长17%，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工艺，其基本工艺流程如下:非织造布→溶剂型聚氨酯湿法凝固涂层（底层）→水洗→干燥→溶剂型聚氨酯干法移膜涂层（上层）。采用这种生产工艺存在以下重大的技术问题。其一，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，利用滚涂机涂布在非织造布的表面，然后进入“H2O-DMF”凝固浴，使PU凝固而形成具有微孔结构的薄膜。这种工艺中采用了DMF（二甲基甲酰胺）做溶剂，加工过程会造成DMF的溶剂污染。而且，水并不能完全的置换聚氨酯中的DMF，会引起产品的DMF残留问题，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。其二，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，将聚氨酯膜转移到湿法移膜层的表面，最终得到合成革。由于这种工艺采用溶剂型涂饰系统，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。

依据上述传统的溶剂型生产工艺，生产过程存在着严重的环境污染问题，是一个非清洁的生产过程。所得到的聚氨酯合成革中容易出现DMF的残留问题，对人体有较大的危害。所以，依据目前的发展趋势，开发环境友好型的聚氨酯合成革是一个必然的趋势。

所谓环境友好型的聚氨酯合成革，包含两个主要的含义。其一，环境友好型的聚氨酯合成革的生产过程必须是清洁化的生产工艺，即对环境友好；其二，环境友好型的聚氨酯合成革产品本身不含有对人体有毒有害的物质，即产品对人体友好。

对于合成革清洁生产技术和环境友好型聚氨酯合成革生产技术的研发，目前研究是最多的是水性聚氨酯合成革技术和无溶剂聚氨酯合成革生产技术。

对于水性聚氨酯合成革生产技术而言，它够很好的解决溶剂型生产工艺产生的挥发性溶剂污染问题，同时，水性聚氨酯合成革的外观更加接近于天然皮革，涂层的卫生性能更好。目前，在水性聚氨酯合成革的研发领域内，主要以开发材料为主，如国外的拜耳、巴斯夫和陶氏化工等公司，国内的优耐克、科天、华大、中大等公司都在此领域进行深入研发。然而，水性聚氨酯合成革技术目前仍然无法在工业化生产中取得明显的突破，主要的问题有三点。其一，水性聚氨涂层的物理机械能比溶剂型聚氨酯涂层的物理机械性能差距较大，难以满足实际产品的应用需要；其二，水性聚氨酯合成革生产的效率较低，导致工厂经济效益下降；其三，水性聚氨酯价格较高，导致最终产品成本较高，工厂难以接受。

对于无溶剂聚氨酯合成合成革生产技术而言，它无疑是未来清洁生产技术开发的主要方向之一，目前研发的热点是发泡底层工艺，这种工艺是采用无溶剂双组份聚氨酯发泡材料，在使用时将两种组分混合，形成发泡的涂层。由于聚氨酯的固含量为100%，不含溶剂，不含水，不含助溶剂，不含增塑剂，也不需要添加上述物质，所以从工艺的角度来讲，完全摒弃了溶剂的使用，能够实现清洁化的生产。目前，在该领域研究较多的是BASF公司和佛山飞凌皮化有限公司，其中后者的SF无溶剂双组分发泡底料可以常温发泡，所得到的涂层具有溶剂型湿法凝固涂层的优点。该技术的实施能够很好的解决溶剂型生产工艺的溶剂污染问题，但是目前存在的主要问题有三点：其一是该技术只能做发泡的底层，目前仍无法实现顶层的干法移膜，所以无法单一使用该系统生产成品的无溶剂合成革；其二，由于采用无溶剂双组份聚氨酯发泡材料，使用时两种组分的反应时间难以控制，容易出现喷头堵塞和粘刀现象，整个系统对设备的性能要求很高；其三，目前现有的工艺难以达到机剥离的要求，导致生产效率降低。