水性聚氨酯合成革工艺技术读本

　　第三章 水性干、湿法聚氨酯生态贝斯工艺技术介绍

　　第三节 水性湿法聚氨酯贝斯工艺介绍

　　一、水性湿法贝斯的的概念

　　顾名思义，水性湿法聚氨酯贝斯，是水性树脂经湿态(液态)中固化成型而形成的一类具有皮肤感的树脂涂层。

　　传统的湿法贝斯是油性树脂制作的。最早出现在1963年的国外市场上，其性能、结构同干法合成革相比，在透气性及外观质感方面均有明显的改善，可以媲美天然皮革。湿法贝斯工艺也称湿法涂层工艺，其特点是树脂在凝固浴中生成多孔结构的皮膜，这与直接涂层、发泡涂层在烘箱中成膜大相径庭。

　　由于受传统油性树脂在水中成膜是因为油性树脂中的DMF和水进行置换而定型的原理所限制，水性树脂在液相中预凝固化成了许多专家质疑的焦点。丽水市优耐克水性树脂科技有限公司、丽水鑫科水性生态合成革研究院通过多年的反复实践，从实验小线到车间生产小线的试制，到生产大线的开发投产，在长达近五年的研究开发中，终于完成了水性湿法贝斯的制造工艺研究和生产设备研究，首台水性生态合成革行业水性湿法贝斯生产线于2013年9月28日正式开机投产，受到了来自国内外专家、学者以及国内有关政府部门领导的高度关注，所研制的贝斯表面平整，手感丰满而柔软，有良好的透气透湿性，贝斯产品的断面及表面的电镜分析如下图3-2所示。

　　图3-2 水性湿法贝斯断面与表面电镜分析像

　　二、水性湿法聚氨酯贝斯的凝固和成孔原理

　　1.水性聚氨酯的液态凝固

　　水性生态合成革中水性聚氨酯乳液是聚氨酯高分子材料在水中分散而形成的一种存在形态。请注意，聚氨酯高分子材料通常是在无离子水中才能有效分散，换言之，水性生态合成革中聚氨酯材料在含有大量离子水中时，是不能形成稳定乳液的。那么，打破水性聚氨酯乳液稳定状态的方法，也就是可以加入和树脂相反离子性能的材料。

　　除了非离子型水性树脂外(目前市场品种不多)，水性树脂同油性树脂相比，最大的不同点之一就是油性树脂是非离子性的，而水性树脂是具离子性质的。水性树脂的离子性就决定着水性树脂可以在含有相反离子性的液相中，可凝固成型。水性湿法贝斯生产就是应用了上述的离子交换固化原理。

　　2.水性湿法聚氨酯成孔原理

　　在水性湿法聚氨酯浆料中，一般固体物含量在40-45%之间，高的可达50%以上。因此，除此之外，有50%以上的是水。当含有离子的液体同水性聚氨酯浆料中的高分子进行离子交换反应时，树脂中的水是静态的，没有进行任何反应。只是在树脂进行离子交换反应过程中，原来同树脂结合的树脂结合水，随着树脂脱水凝固后，这些水被游离了出来。在涂层内层、外层无压力差的情况下，这些水被保留在涂层中，即通过凝固的树脂层在发生质变过程中，形变没有发生，上浆的厚度同凝固后的厚度几乎没有发生变化。随后，当预凝固的涂层进行烘干成型时，涂层中的水被烘干挥发，水的挥发留出来的孔间即形成了水性湿法贝斯层内的泡孔。其贝斯形成机理如下图3-3所示：

　　图3-3 水性贝斯形成机理图

　　三、水性湿法聚氨酯生态贝斯的工艺

　　1.凝固液的配置要素

　　凝固液的配置，从理论上来说主要考虑不同离子的属性以及相互的作用和关系。通常离子性水性聚氨酯树脂有阴离子型和阳离子型二种。阴离子型聚氨酯乳液用含阳离子特性的材料作凝固剂，加入到水中，形成阳离子型凝固液;阳离子型聚氨酯乳液用含阴离子特性的材料作凝固剂，加入到水中，形成阴离子型凝固液。

　　2.水性湿法贝斯浆料的配置

　　水性生态合成革在水性湿法贝斯浆料的配置过程中，首先是选择材料，即选择树脂、选择填充物、助剂色浆等材料，一是保证其同树脂的相容性;二要保证树脂的物性同所需的贝斯的性能相一致。其次是注意浆料配置过程中的脱泡。一般要求其空脱泡半小时以上。第三是进行过筛，水性树脂是成膜材料，一般在配料是容易掉入皮膜等难容无知进入浆料。所以在配好浆料后，一般需用120目的筛网进行过筛以保证涂层的质量稳定一致。

　　3.基布的预处理：

　　基布的预浸主要有三个作用。一是提高织物的湿度，防止浆料过分渗入基布，产生透浆现象，既浪费树脂又不利于质量的提高;二是提高对脱脂较差的基布改善其亲水性，有助于上浆均匀;三是可以使毛绒平整、方向一致，有助于提高贝斯的外观质量。基布预浸可以是清水，也可以是不同PH值的溶液。一般阳离子树脂用PH≥7的水溶液，阴离子型树脂中PH≤6.5的水溶液。控制水溶液PH浓度，即可以控制水性树脂渗入基布的量，通常称之为防渗作用。

　　4.涂覆、凝固

　　凝固槽的温度一般为常温，通常控制在20-30℃，冬季需加温。温度高于提高凝固速度，但凝固速度太快会使皮膜表面凝固太快而出现整个涂膜不均匀现象，所以应保持相对稳定的温度。凝固时间一般8-15分钟。

　　5.水洗

　　聚氨酯涂层经凝固槽出料后，应进行必要的水洗。水性贝斯水洗的性质不同于油性贝斯。油性贝斯水洗的目的是洗掉涂层中含有的DMF，水性贝斯水洗的目的是洗掉从凝固池中带出的一定量的凝固剂残留液。水洗池中可以加入少量的肥皂粉或对应凝固槽中的凝固剂用于调节PH值的清洗剂。

　　6.热定型、烘干

　　一般可以同普通湿法生产线生产贝斯一样，通过水洗的贝斯最后进入烘箱进行烘干、取卷。但为了提高水性贝斯的质量，可以利用水性树脂热固化的原理，进行将水洗过的预凝固树脂层进行蒸汽房热处理或预热固化。此时，涂层中仍有水份存在，但树脂可以在90-100℃条件下固化成型。一般经过用蒸汽热固化处理过的水性贝斯，性能、弹性、手感均好于直接烘干的贝斯产品。其工艺流程图如下图3-4所示：

                                                                编辑：欣欣

　　图3-4 水性湿法工艺流程图