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发表于 2022-8-11 09:55:09
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一，水性生态合成革加工的研究现状
水性生态合成革加工采用水性聚氨酯树脂代替溶剂型树脂为原料，通过制革生产线制得革成品。水性树脂不含有毒的有机化学溶剂，生产过程中挥发出来的主体是水蒸气，对人体、环境无危害，极大地降低了环境污染的治理费用。另外，采用水性树脂生产的合成革成品中没有任何毒性物残留，完全可以达到合成革环保的高要求。在物理性能上，水性聚氨酯高分子链中存在氨基甲酸酯基、脲基甲酸酯基、脲基酯基、醚基、酮基、苯环等一系列多功能基团，从而使水性树脂具有耐水性、耐溶剂性、耐磨性、耐刮性、耐皱折性，透湿、透气性能，及与真皮一样的手感。
相对于传统的溶剂型合成革，水性生态革是真正意义上的高科技环保产品。但是，目前采用水性聚氨酯树脂生产水性生态合成革的研发仍受技术、设备和生产工艺所制约。
1.1 技术上的限制
水性树脂在离型纸上的应用，是目前合成革生产的主流形式，也是水性树脂推广过程中必须突破的技术门槛。水性树脂在离型纸上的应用能否成功，是水性树脂能否代替溶剂型树脂的关键所在。
水性树脂与溶剂型树脂的区别：首先，水性树脂一端亲水，一端亲油，而溶剂型树脂是疏水的亲油树脂，二者的成膜机理不同，对离型纸的要求也不同;
其次，由于水的表面张力较大，难于在平面纸上铺展，而溶剂型树脂则几乎不存在类似的问题;其三，水的蒸发能高，通常为溶剂型树脂的 1.5倍。因此，在烘干过程中，水性树脂要适当提高其烘干温度，这对离型纸有较高的要求。目前，优耐克水性树脂已初步实现了在离型纸上的平衡，实现了较好的铺展效果和良好的干燥性能。
目前，走在比较前沿的德国拜耳公司产品的固含量达60%，易于烘干，物性较好，可制作高档合成革。但缺点是成本太高，不适宜我国的合成革产业市场。我国的温州环宇高分子材料有限公司、华峰树脂以及安徽安庆化工材料公司均能生产不同性能的水性树脂产品，但由于受水性聚氨酯本身的物性以及在离型纸上应用性能的限制，目前还未见批量应用的产品，特别是在半 PU革上还没有见到成功应用的先例。
1.2 设备上的限制
在同等制革条件下，采用水性树脂比采用溶剂型树脂生产合成革需要更多的能量来烘干革制品。传统合成革干法生产线(以水蒸气或导热油为烘干介质的热空气对流法)针对溶剂型树脂生产合成革的要求而
设计。它烘干效率低，能耗过大，且自动化程度较低，控温操作人员若操作失当很容易导致温度过高而引起火灾。因此，迫切需要一种全新的高效、低能耗制革生产线来代替传统的制革生产线，适用于用水性树脂生产生态合成革的生产技术要求。
1.3 生产工艺的限制
目前，国内外聚氨酯合成革用树脂绝大多数仍为溶剂型聚氨酯树脂。生产人造革、合成革工艺主要分为干法和湿法两种。
经过多年的研究和发展，到目前为止，水性树脂已经成功应用到合成革中，并在技术上取得了重大突破。但就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进展，湿法工艺上还在不断研究中。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。这样就出现了两个问题：一是虽然合成革已经使用水性树脂，但由于制革工艺的缺陷仍然只能部分达到环保要求，无法彻底解决行业生产
过程中的“三高”问题;二是导致革制品无法全面达到环保要求，无法从根本上提高我国合成革的档次。因此，采用一种全新的制革工艺来代替传统的干法、湿法合成革生产工艺，是水性生态合成革生产企业所探索的目标。
二，水性 PU树脂的应用现状
福鼎金港作为合成革用水性树脂的生产商，近年来投入大量的人力、物力和财力用于合成革用水性树脂和水性生态合成革的研究。2008年开展了“合成革用水性树脂合成技术”的研究，现已进入中试阶段。目前公司已拥有整套合成革用水性树脂的研发经验和成果，拥有水性合成革用聚氨酯树脂、水性半 PU革专用聚氨酯树脂，以及水性 PU纯干法用聚氨酯树脂等不同品牌多个品种的生产技术，部分产品已进入专业化生产领域。
在生产工艺上，福建金港采用水性发泡纯干法工艺来代替传统的湿法、干法工艺。该工艺采用水性聚氨酯树脂生产的发泡树脂代替湿法生产的“贝斯”，简化制革工艺，大幅降低制革成本，所得的革制品实现真正意义上的全环保。
技术、设备和生产工艺三大瓶颈问题的解决，是水性生态合成革研发与生产史上的一个里程碑。2013年，福建金港公司所属的“生态合成革研发中心”成功开发出包括汽车座椅专用革(生态超纤皮);生态型防污耐脏性沙发革;高耐磨、高透气仿真干式PU服装革;仿真皮全环保 PU服装革;仿真皮高耐磨箱包革;耐刮防水雨披革;耐磨透气鞋内革;生态型仿真皮鞋革;耐黄变仿真皮运动鞋革;耐磨透气高尔夫手套革;耐磨抗刮半 PU座椅革;耐脏防污半 PU沙
发革;耐脏耐磨半 PU汽车革等 13种生态合成革。
三，合成革用水性PU树脂及水性生态合成革的发展趋势
随着国际市场一体化的进程，产品的高品质和低污染将会越来越提升到一定的高度。我国众多科研单位的联合攻关，科技型企业的不断介入，各种高性能合成革用水性 PU树脂必将成为主流产品，最终替代溶剂型产品。因此，合成革用水性 PU树脂的研究还需不断深化。
3.1 水性 PU树脂要体现多样化、功能化和时尚性
合成革产业在我国的发展历史不足 15年，由于合成革制品具有多样化、功能化和时尚性特点，发展十分迅速，平均每年都有几十个新品种推向市场，因此，水性 PU树脂必须适应合成革的发展步伐。
多样化要求：目前合成革制品已应用到人们日常生活的各个领域，如鞋革、服装革、箱包革、沙发革、手套革、汽车革等，合成革制品的多样性十分明显。这些不同领域的合成革，性能各不相同，因此，必须要有对应的水性 PU树脂来与之相适应。
功能化要求：不同领域或同一领域不同的革制品，均具有不同的性能特点，这就是品种的差异化，反映在革制品的功能要求不同。比如，鞋革需要耐磨、耐酸碱，但浅色革还需要耐黄变;服装革不仅需要低温柔软，还需具有真皮一样的手感，且需透气透湿性;家居革需要耐磨耐脏，还需要防火阻燃等。不同的合成革具有不同的功能特点，绝大多数要靠水性聚氨酯的功能化来实现。
时尚性要求：每年至少数十个，上百个合成革产品被推向市场。有的合成革产品，每几年翻新一次，有的几乎每年、每季度翻新一次，特别象女性用手袋、鞋帽，几乎天天在变，时尚性极强。那么水性 PU树脂开发也必须顺应这种潮流，在变化中求生存，在变化中求发展。
3.2 水性 PU树脂要具有价格优势
从理论上讲，水性 PU树脂应该比溶剂型 PU树脂更具价格优势，因此，摸索低价优质的水性 PU树脂，始终是研发的主题。这可以从以下 4方面入手：
一是进一步筛选合成树脂用原料，选择性价比较高的原材料，应用到树脂生产过程中。比如，当前TDI(甲苯二异氰酸酯)原料价格上涨很猛，可以选用MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)原料来代替，这样，在不影响性能的情况下，使产品价格下降。
二是改变合成工艺路线。水性聚氨酯生产过程相对溶剂型产品复杂得多，设备工艺要求更为严格。生产工艺和路线不同，也导致生产水性树脂的成本不一样，那么选择优化的生产工艺和路线，也是水性聚氨酯生产企业的研究重点。
三是开发高性能助剂。往往生产水性聚氨酯时，必须采用功能助剂。因此，树脂生产厂家必须进行助剂的研发，只有这样，才能降低价格。
四是尽快形成水性树脂生产、应用产业链，降低原材料生产和采购成本。加强原材料研发，减少依赖进口局面，从而真正实现水性树脂低成本化。
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发表于 2022-8-11 09:54:06