水性及无溶剂发泡工艺将迎来合成革加工制造新的技术革命

浮生半醒

水性及无溶剂发泡工艺将迎来合成革加工制造新的技术革命
　　进入 90 年代后，随着人们环保意识以及环保法规的加强，环境友好的水性聚氨酯的研究、开发日益受到重视，其应用已由皮革涂饰剂不断扩展到涂料、黏合剂等领域，正在逐步占领溶剂型聚氨酯的市场，代表着涂料、黏合剂的发展方向。近日，丽水鑫科生态合成革研究院就迎来一个新的技术革命 —— 水性及无溶剂发泡工艺。通过谢镇铭院长的介绍，我们认识到了传统合成革生产工艺面临的问题，也了解了水性及无溶剂发泡制革工艺的特征和重大价值。

　　一、传统合成革生产工艺面临的问题
　　以往传统的合成革生产过程中，不论是使用干法聚氨酯制革工艺还是湿法聚氨酯制革工艺，在生产过程中都要使用溶剂型聚氨酯树脂。经过多年的研究和技术进步，水性合成革工艺已取得了明显进展。到目前为止，水性树脂已经逐步运用到合成革行业，基本满足了一些产品的生产需要，技术上取得了重大突破。但是就整体合成革生产工艺而言，水性树脂目前主要在干法工艺上取得了全面进展，水性湿法工艺上由于存在设备、材料、价格等多种因素，还在不断研究中。残酷的现实告诉我们，如果不全面突破水性湿法工艺，合成革用 “贝斯” 仍需要采用溶剂型聚氨酯树脂通过湿法工艺制得，无法彻底解决行业生产过程中的 “两高” 问题：
　　1. 虽然合成革行业已经提出推广使用水性树脂，但由于制革工艺的缺陷仍然只能部分达到环保，无法彻底解决行业生产过程中的重污染问题，合成革行业重污染的帽子仍不能摘除。
　　2. 相当量的合成革产品仍然无法全面达到生态环保要求，无法从根本上提高我国合成革的档次，合成革产品低档性问题仍然存在。因此，突破水性湿法工艺或采用一种全新的制革工艺来代替传统的油性干法、湿法合成革生产工艺是生产生态合成革的关键，也是合成革行业全体合成革企业所探索、追求的终极目标。
　　二、水性及无溶剂发泡制革工艺的特征
　　水性及双组分无溶剂发泡工艺，是指合成革面层使用水性树脂，中间层含粘接层用无溶剂发泡材料粘合基布制造合成革的一类工艺技术。
　　当然，应用水性及双组分无溶剂发泡工艺技术，不仅需要精密的涂布机械设备即性能良好的上料机，还需要极为严格的温度、速度等加工工艺控制条件，故直接导致本技术推广应用上会产生一定的难度。同时无溶剂发泡产品压花成型性较差，也限制了一些产品的应用。因此，水性及双组分无溶剂发泡工艺技术仍有研究的空间，它应该是合成革工艺发展的重要分支。
　　从我国合成革制造工艺的发展来看，可以归纳为若干个不同阶段。
　　第一阶段是以聚氯乙烯压延工艺为主体工艺特征的人造革生产；
　　第二阶段以溶剂型聚氨酯干、湿法工艺为代表的传统 PU 合成革加工艺技术；
　　第三阶段为水性聚氨酯干、湿法生态聚氨酯合成革加工制造技术。因此，有关专家称水性及双组分无溶剂发泡工艺技术是继水性生态合成革制造后的第四代制革技术革命。
　　三、水性及无溶剂发泡工艺的重大价值所在
　　1. 水性及双组分无溶剂发泡工艺，解决了合成革制造工艺中使用有机溶剂带来的环保问题。
　　合成革加工制造的环保问题，是这个产业的重大技术问题，也是关于到合成革产业可持续发展的根本问题。水性及双组分无溶剂发泡工艺，由于面层使用水性树脂，中间层为无溶剂发泡层，就彻底解决了溶剂的使用问题，因而从源头上解决了传统合成革生产中的大量使用有机溶剂以及大量有机溶剂无组织排放所造成的环保问题。
　　2. 水性及双组分无溶剂发泡工艺，解决了合成革产品因使用有机溶剂而不生态的问题。
　　进入二十一世纪，广大消费者对产品的生态性有了更高的要求。特别是欧盟，近年来对产品的绿色生态、安全环保制定了相应的法规并提出了严格的控制要求，对合成革 DMF、DOP、MEK 等有机溶剂的残留有了法定的限量规定，相当一部分合成革产品由此而不能进入市场，不能实现产品的出口。水性及双组分无溶剂发泡工艺制作的产品，则在制革生产中完全不使用有机溶剂，因此彻底解决了合成革产品因使用有机溶剂而不生态的问题。
　　3. 水性及双组分无溶剂发泡工艺，解决了合成革的高物性要求问题。
　　合成革的物理性能，不仅是由面层材料决定的，更大程度上是由中底层材料所决定的。传统 PU 合成革产品，中间层为溶剂型湿法贝斯。贝斯尽管柔软、手感好，但强度不够，尤其加入一定量的填充物后，强度和耐水解性会大幅降低。因此，一般 PU 合成革使用寿命五年以内，有些产品耐水解不足一年。水性及双组分无溶剂发泡工艺产品，则可以通过不加或少加填充材料来实现发泡层的柔软度和强度，所以其耐水解可以达到五年甚至十年以上，加上面层水性树脂可以做出耐磨耐刮性非常好的产品，其水性及无溶剂产品基本可以达到汽车革的物性要求。
　　4. 水性及双组分无溶剂发泡工艺，解决了生态革原材料成本过高的问题。
　　比较传统溶剂型产品，全水性生态合成革产品由于成本过高而推广困难。而双组分无溶剂工艺，由于中间层的发泡层既可作为中间层，也可作为粘接层，整整省了一道材料使用，故可大大节约材料成本。按照一般合成革的物性要求进行成本对比，无溶剂合成革的材料消耗更低，工艺简化，因此生产成本得到了有效控制。
　　5. 水性及双组分无溶剂发泡工艺，解决了高能耗的问题
　　在传统合成革生产中，贝斯的生产通过湿法工艺完成，其中大量的水份需要烘干；水性生态合成革生产中，不论是水性湿法贝斯工艺还是水性干法贝斯生产工艺，都需要洪干大量的水份，由此也会消耗大量的能量。而双组分无溶剂工艺，直接由二个组分的材料合并反应，其反应所需的能量消耗实际上是树脂合成所需的能量，没有因大量水份的烘干产生的能量消耗，故极大降低了材料合成及制革工艺中的能量消耗问题。另外，双组分无溶剂工艺省了一道粘合层的工艺，同样也就又省了一道烘干的能量消耗。因此，水性及双组分无溶剂发泡工艺，有效地解决了传统合成革制造的高能耗的问题。
　　另外，双组分无溶剂发泡工艺，较传统合成革生产工艺来说，由于简化了湿法工艺，大大地节省了水的使用，为保护地球水资源起到了积极的作用。因此这项技术有着很强的生命力。

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