【专利】一种3D打印无溶剂制备合成革的方法

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背景技术：

常规的干法贴面制备合成革技术受制于DMF、MEK等有机溶剂，对环境和工人的身心健康造成危害。另外，有各种纹路、图案的合成革市场的需求很大，但是现有的技术生产的合成革，其表面纹路、图案的仿真度和立体感都差强人意。因此有必要发明一种制备表面具有纹路、图案的合成革的新方法。

为了实现上述发明目的，本发明所提供的3D打印无溶剂制备合成革的方法包括以下步骤：

（一）纹路的模型制作

将设计好的图案纹路通过3D打印机打印出纹路的立体模型；

（二）转印硅胶板

将硅胶均匀涂布在立体模型上，固化后剥离，制得硅胶板；

（三）浆料喷涂与基布贴合

取聚脲浆料的A料和B料，用喷涂设备将A料和B料分别送至喷涂设备的喷枪混合后被喷枪快速均匀的喷涂到硅胶板上，形成将纹路完全覆盖的浆料层，喷完后立即将基布贴合在浆料层上，固化后与硅胶板剥离，便制得表面具有设定图案纹路的合成革。

所述A料的主要成分为异氰酸酯，B料的主要成分为氨基化合物；所述A料和B料在单位时间内的喷涂量的重量比为100:35-85。

3D打印一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，现已有使用这种技术打印而成的零部件产品。3D打印技术，能够生动形象的展现纹路效果，将目标纹路刻画的栩栩如生，可解决常规干法造面产品纹路不自然，大纹路无法实现等问题，本发明选用的3D打印材料为光敏树脂，其型号为K-3821N。

本发明步骤（2）中所用硅胶为市场销售产品，可采用东莞市良展有机硅科技有限公司生产的型号为151207A01的硅胶，硅胶由A组分和B组分构成，A组分为高分子量的聚甲基乙烯基硅氧烷；B组分为硫化剂，其主要成分为有机硅氧化物；此产品物理性能较好，反应成型时间适中，既能快速固化，又有足够操作时间。硅胶板的制作主要是聚硅氧烷变成弹性体的过程，二者按照一定的比例混合均匀，A组分和B组分一般按10:1的重量比进行混合，混合均匀后，涂布在纹路的立体模型上，一定温度下固化，一般采用在110-170℃的温度下固化，固化完成后剥离，得到转印纹路的硅胶板。

本发明步骤（3）中选用聚脲无溶剂浆料为现有产品，由旭川化学有限公司生产，由A料和B料组成；例如可选用型号为XCNS-6007A的A料和型号为XCNS-6007B的B料；A料的主要成分为异氰酸酯，异氰酸酯可以是芳香族的，也可以是脂肪族的；B料主要成分氨基化合物，由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成，在端氨基树脂中，不含有任何羟基成分和催化剂。异氰酸酯组份与氨基化合物组份反应生成聚脲，是一种弹性体物质，具有优越的物理性能，柔韧性好、强度高、抗腐蚀、耐老化，户外使用可达10年以上，增加产品的使用寿命。聚脲无溶剂浆料不含催化剂，可快速固化，可在任意曲面、斜面及垂直面喷涂成型，不产生流挂现象，8-12秒钟凝胶，1分钟即可达到剥离强度。二者的混合比例在100:35-85之间，反应温度为20-80℃。由于凝胶速度快，因此要快速喷涂并快速贴合基布，喷涂和贴合基布一般要在8-12秒钟内完成。若有色泽要求可向A料中添加色浆，A料、B料和色浆的重量比为100:35-85:2；色浆选用福建华普化学有限公司生产HP系列专用色浆，例如可采用型号为HP-5888和HP-7001的色浆，其成分主要与A料组分一致，为异氰酸酯成分，添加后不影响A料组分与B料的反应。喷涂设备由浙江飞龙设备有限公司生产，能够准确调控流量配比和温度，其主要有A料桶、B料桶、主机和喷枪组成，把A料、B料分别倒入A料桶、B料桶后，开动主机把A料、B料通过两根管道分别送到喷枪可边混合边喷涂。

本发明步骤（3）中所用基布可选用非织造布、机织布、针织布或复合布。

基布可以根据客户需要设计不同的后整理工艺，使得制作出来的基布具有防水、柔软、抗菌、阻燃等不同效果。贴合基布，可经压辊轻压，2min即可剥离。

综上所述，本发明生产的合成革具有高仿真纹路效果，无溶剂残留，快速成型，物理性能优越等优点，在减少污染、生态保护方面具有积极效果。

具体实施方式

以下通过实施例进一步说明本发明技术方案，这些实施例仅是用来详细展现本发明的技术构思及其可实施性，并不是对本发明保护范围的限制，利用本发明技术构思做出的等效替换和变通仍然在本发明的保护范围之内。

实施例1

（一）纹路的模型制作

运用SLA立体光固化成型法，使用3D打印机，采用光敏树脂K-3821N(透明)作为打印材料，将设计好的水泥纹纹路打印成纹路的立体模型；

（二）转印硅胶板

将硅胶151207A01中A组分和B组分按照10：1的质量比混合均匀，然后均匀的填布在立体模型上，在120℃温度下烘燥2min，然后剥离，得到纹路反向的硅胶板；

（三）浆料喷涂与基布贴合

取聚脲浆料的A料和B料并将HP-5888色浆混入A料中，将A料和B料分别倒入喷涂设备的A料桶和B料桶，启动喷涂设备，将A料和B料分别送至喷涂设备的喷枪，以边混合边喷涂的方式将A料和B料快速均匀的喷涂到硅胶板上，形成将纹路完全覆盖的浆料层，喷完后立即将基布贴合在浆料层上，滚压2分钟后与硅胶板剥离，便制得表面具有水泥纹纹路的合成革；喷涂和贴合基布要在8-12s内完成，一般喷涂占用3-5s，贴合基布占用3-5s。

A料的主要成分为异氰酸酯，选用旭川化学有限公司生产的型号为XCNS-6007A的A料；B料主要成分为氨基化合物，选用旭川化学有限公司生产的型号为XCNS-6007B的B料；A料、B料和色浆在单位时间内的喷涂量的重量比为100:80:2，A料喷涂温度为70℃，B料喷涂温度为75℃。

合成革经浓度为10%、主要成分为有机硅类的柔软剂溶液浸泡后，经110-150℃的烘房烘干，再经过防水、抗菌等工序处理，可用于制作水泥纹劳保鞋，具有防水、抗菌等效果。

实施例2

（一）纹路的模型制作

运用SLA立体光固化成型法，使用3D打印机，采用光敏树脂K-3821N(透明)作为打印材料，将设计好的鸵鸟图案纹路打印成纹路的立体模型；

（二）转印硅胶板

将硅胶151207A01中A组分和B组分按照10：1的质量比混合均匀，然后均匀的填布在立体模型上，在120℃温度下烘燥2min，然后剥离，得到纹路反向的硅胶板；

（三）浆料喷涂与基布贴合

取聚脲浆料的A料和B料并将HP-7001色浆混入A料中，将A料和B料分别倒入喷涂设备的A料桶和B料桶，启动喷涂设备，将A料和B料分别送至喷涂设备的喷枪，以边混合边喷涂的方式将A料和B料快速均匀的喷涂到硅胶板上，形成将纹路完全覆盖的浆料层，喷完后立即将基布贴合在浆料层上，滚压2分钟后与硅胶板剥离，便制得表面具有水泥纹纹路的合成革；喷涂和贴合基布要在8-12s内完成，一般喷涂占用3-5s，贴合基布占用3-5s。

A料的主要成分为异氰酸酯，选用旭川化学有限公司生产的型号为XCNS-6007A的A料；B料主要成分为氨基化合物，选用旭川化学有限公司生产的型号为XCNS-6007B的B料；A料、B料和色浆在单位时间内的喷涂量的重量比为100:50:2，A料喷涂温度为40℃，B料喷涂温度为45℃。

合成革经浓度为20%、主要成分为有机硅类的柔软剂溶液浸泡后，经110-150℃的烘房烘干，再经过防水、抗菌等工序处理，可用于制作鸵鸟图案纹路的劳保鞋，具有防水、抗菌等效果。

技术特征：
1.一种3D打印无溶剂制备合成革的方法，其特征在于包括以下步骤：

（一）纹路的模型制作

将设计好的图案纹路通过3D打印机打印出纹路的立体模型；

（二）转印硅胶板

将硅胶均匀涂布在立体模型上，固化后剥离，制得硅胶板；

（三）浆料喷涂与基布贴合

取聚脲浆料的A料和B料，用喷涂设备将A料和B料分别送至喷涂设备的喷枪混合后被喷枪快速均匀的喷涂到硅胶板上，形成将纹路完全覆盖的浆料层，喷完后立即将基布贴合在浆料层上，固化后与硅胶板剥离，便制得表面具有设定图案纹路的合成革。

2.如权利要求1所述的3D打印无溶剂制备合成革的方法，其特征在于所述A料的主要成分为异氰酸酯，B料的主要成分为氨基化合物；所述A料和B料在单位时间内的喷涂量的重量比为100:35-85。

技术总结

本发明公开了一种3D打印无溶剂制备合成革的方法，步骤如下：（1）将设计好的纹路通过3D打印机打印出纹路的立体模型，（2）将硅胶均匀涂布在立体模型上，固化后剥离，制得具有反向纹路的硅胶板，（3）取聚脲浆料的A料和B料，用喷涂设备将A料和B料分别送至喷涂设备的喷枪混合后被喷枪快速均匀的喷涂到硅胶板上，形成将纹路完全覆盖的浆料层，喷完后立即将基布贴合在浆料层上，固化后与硅胶板剥离，便制得表面具有设定纹路的合成革。该方法生产的合成革具有高仿真纹路效果，无溶剂残留，快速成型，物理性能优越等优点，在减少污染、生态保护方面具有积极效果。

技术研发人员：王乐智;郑永贵;张丰杰;王霏霏;陈召艳
受保护的技术使用者：山东同大海岛新材料股份有限公司
文档号码：201610750719
技术研发日：2016.08.30
技术公布日：2017.01.25