一种柔软耐磨的人造皮革及其制备方法

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，具体为一种柔软耐磨的人造皮革及其制备方法。

背景技术

天然皮革是由动物的表皮经过一系列物理、化学加工而形成的具有一定使用性能的材料。社会经济水平提高带来真皮需求的增加，加上天然资源匮乏导致真皮的供给远不能满足市场需求，合成革产品应运而生。合成革作为理想的真皮替代品不仅具备真皮外观、耐老化性、物理性能、机械性能等，还克服了真皮利用率低、造型自由度不高等缺点，随着制革业技术水平的进步，人造革的触感、视觉饱满度、透气性也达到了真皮的效果。汽车人造革行业最发达的国家是日本，东丽公司、可乐丽、旭化成等日本制革企业近年不断有新产品推出，并在全球有着大量的应用。

目前的人造革制备工艺比较复杂，成本较高，且成品速度很慢，本申请提供了一种柔软耐磨的人造皮革及其制备方法，能够在保证人造皮革质量的同时提高人造皮革的工艺效率，增加产量，并且本申请制备的人造革柔软耐磨。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔软耐磨的人造皮革及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

一种柔软耐磨的人造皮革及其制备方法，其特征在于，制备柔软耐磨的人造皮革的工艺流程为：纤维混纺、闪爆、分纤、交联、编织、复交联、酸浸、涂料，整理。

一种柔软耐磨的人造皮革的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

(1)混纺步骤：将直径为15μm的棉纤维和直径为20μm的聚氨酯纤维按质量比1:1～1:2进行湿法共纺，取出；

(2)分纤步骤：使用乙醇对混纺纤维进行洗涤，然后将混纺纤维浸入在蒸馏水中1～2h后，将浸泡后的混纺纤维放入闪爆罐内进行蒸汽闪爆操作，结束后，收集闪爆后混纺纤维，经过分纤漂洗机洗涤10～20min后，用清水冲洗；

(3)交联步骤：将分纤后的混纺纤维浸入乙醇溶液中，加入交联剂和马来酰亚胺，升高温度，搅拌的同时保温反应，取出，使用去离子水冲洗，干燥；

(4)编织步骤：将步骤(3)所得混纺纤维进行编织；

(5)复交联步骤：将编织好的基布进入到乙醇溶液中，再加入交联剂和马来酰亚胺，是升高温度，搅拌的同时保温反应，取出，使用去离子水冲洗，干燥；

(6)酸浸步骤：将步骤(5)所得的基布浸入PH为5～6的酸性溶液中，搅拌，加入阻燃剂搅拌均匀，升高温度，冷却后取出，使用去离子水洗涤，干燥；

(7)涂层步骤：在环氧树脂中加入纳米二氧化硅，在分散机中分散均匀后，将步骤(6)所得的基布浸入到环氧树脂中，静置1min后拉起，干燥后得半成品；

(8)整理步骤：将步骤(7)所得半成品喷洒抗氧化剂后压花，制得成品。

作为优化，所述分纤步骤中，设定棉纤维的保水率为50％，闪爆压力为25.0N，保压时间为10～20min，温度为100～120℃。

作为优化，所述交联步骤中，升高温度至60～70℃，保温反应1～2h，所加入的交联剂为三羟甲基丙烷、苯乙烯、甲基丙烯酸中的一种或几种。

作为优化，所述编织步骤中，控制经纬线数量比为1:1。

作为优化，所述复交联步骤中，升高温度至90～100℃，保温反应3～4h；所加入的交联剂为三羟甲基丙烷、苯乙烯、甲基丙烯酸中的一种或几种。

作为优化，所述酸浸步骤中，所使用的酸性溶液为5％的盐酸溶液、5％的硝酸溶液、5％的亚硫酸溶液中的一种或几种；所加入的阻燃剂为磷酸二铵、聚磷酸铵、磷酸三苯酯中的一种或几种，所述升高温度的方式为升高温度至30～40℃，反应时间1h。

作为优化，所述涂层步骤中，所加入的环氧树脂和纳米二氧化硅的质量比为1:0.02～1:0.04。

作为优化，所述整理步骤中，所喷洒的抗氧化剂为丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚中的一种或几种。

作为优化，所述柔软耐磨的人造皮革的制备方法制得的皮革材料包括以下重量份数的原料：50～70份环氧树脂、100～150份棉/聚氨酯混纺纤维、5～10份纳米二氧化硅。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

本申请制备的柔软耐磨人造革是以棉/聚氨酯混纺纤维作为基布，环氧树脂作为人造革的皮革涂层，并对制得的产品进行分纤、交联、编织、复交联、酸浸、涂层制得柔软耐磨的人造皮革。

首先，使用棉/聚氨酯混纺纤维作为基布制备柔软耐磨的人造革，制备棉纤维时，使棉纤维的直径小于聚氨酯纤维的直径，然后将棉纤维和聚氨酯纤维进行湿法共纺，使得棉纤维包覆在聚氨酯纤维的外部，然后对制得的棉/聚氨酯混纺纤维进行闪爆处理，闪爆后棉纤维被暴力分纤，大量柔软的分纤增加了布基与环氧树脂的结合度，此时的聚氨酯保证了成品的力学性能。

其次，将分纤后的混纺纤维浸入到乙醇溶液中，然后，再加入乙二胺和马来酰亚胺，使得马来酰亚胺在交联剂的作用下，以聚氨酯的硬段作为交联点发生分子间交联，在混纺纤维表面形成网络结构，增加混纺纤维的力学性能。

再者，对交联后的混纺纤维进行编织，制得混纺基布，然后将混纺基布进行复交联操作，将基布浸入到乙醇溶液中，再加入乙二胺和马来酰亚胺，在基布表面形成三维立体网络结构，与混纺纤维表面的网格结构协同作用，使得基布上的网络结构更加致密，进一步增加了人造皮革的学性能。

然后，将复交联后的基布浸入到PH为5.7的酸性溶液中进行酸浸处理，然后在酸浸的同时加入聚磷酸铵，酸性溶液中大量游离的氢离子可以促进马来亚酰胺与聚氨酯的交联程度，增加了布基上网络结构的交联致密度和交联强度，并且这时加入的聚磷酸铵在阻燃的同时可以浸入到布基的纤维层面去，增加布基的阻燃性。

最后，将纳米二氧化硅分散在环氧树脂内部，使用高速搅拌机分散均匀后，将酸浸后的布基浸入到环氧树脂内1min后拉起，致密的网络结构使得环氧树脂在布基上的表面张力降低，形成光滑平整的皮革表面；纳米二氧化硅在环氧树脂内部形成纳米凸起，增加耐磨性的同时与棉纤维分纤协同作用，增加了环氧树脂与基布的结合度，固化干燥后喷洒抗氧化剂制得柔软耐磨的人造皮革。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种柔软耐磨的人造皮革及其制备方法，其特征在于，制备柔软耐磨的人造皮革的工艺流程为：纤维混纺、闪爆、分纤、交联、编织、复交联、酸浸、涂料，整理。

一种柔软耐磨的人造皮革的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

(1)混纺步骤：将直径为15μm的棉纤维和直径为20μm的聚氨酯纤维按质量比1:1～1:2进行湿法共纺，取出；

(2)分纤步骤：使用乙醇对混纺纤维进行洗涤，然后将混纺纤维浸入在蒸馏水中1～2h后，将浸泡后的混纺纤维放入闪爆罐内进行蒸汽闪爆操作，结束后，收集闪爆后混纺纤维，经过分纤漂洗机洗涤10～20min后，用清水冲洗；

(3)交联步骤：将分纤后的混纺纤维浸入乙醇溶液中，加入交联剂和马来酰亚胺，升高温度，搅拌的同时保温反应，取出，使用去离子水冲洗，干燥；

(4)编织步骤：将步骤(3)所得混纺纤维进行编织；

(5)复交联步骤：将编织好的基布进入到乙醇溶液中，再加入交联剂和马来酰亚胺，是升高温度，搅拌的同时保温反应，取出，使用去离子水冲洗，干燥；

(6)酸浸步骤：将步骤(5)所得的基布浸入PH为5～6的酸性溶液中，搅拌，加入阻燃剂搅拌均匀，升高温度，冷却后取出，使用去离子水洗涤，干燥；

(7)涂层步骤：在环氧树脂中加入纳米二氧化硅，在分散机中分散均匀后，将步骤(6)所得的基布浸入到环氧树脂中，静置1min后拉起，干燥后得半成品；

(8)整理步骤：将步骤(7)所得半成品喷洒抗氧化剂后压花，制得成品。

作为优化，所述分纤步骤中，设定棉纤维的保水率为50％，闪爆压力为25.0N，保压时间为10～20min，温度为100～120℃。

作为优化，所述交联步骤中，升高温度至60～70℃，保温反应1～2h，所加入的交联剂为三羟甲基丙烷、苯乙烯、甲基丙烯酸中的一种或几种。

作为优化，所述编织步骤中，控制经纬线数量比为1:1。

作为优化，所述复交联步骤中，升高温度至90～100℃，保温反应3～4h；所加入的交联剂为三羟甲基丙烷、苯乙烯、甲基丙烯酸中的一种或几种。

作为优化，所述酸浸步骤中，所使用的酸性溶液为5％的盐酸溶液、5％的硝酸溶液、5％的亚硫酸溶液中的一种或几种；所加入的阻燃剂为磷酸二铵、聚磷酸铵、磷酸三苯酯中的一种或几种，升高温度至30～40℃，反应时间1h。

作为优化，所述涂层步骤中，所加入的环氧树脂和纳米二氧化硅的质量比为1:0.02～1:0.04。

作为优化，所述整理步骤中，所喷洒的抗氧化剂为丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚中的一种或几种。

作为优化，所述柔软耐磨的人造皮革的制备方法制得的皮革材料包括以下重量份数的原料：50～70份环氧树脂、100～150份棉/聚氨酯混纺纤维、5～10份纳米二氧化硅。

实施例1：柔软耐磨的人造皮革一：

制备柔软耐磨的人造皮革的工艺流程为：纤维混纺、闪爆、分纤、交联、编织、复交联、酸浸、涂料，整理。

一种柔软耐磨的人造皮革的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

(1)混纺步骤：将直径为15μm的棉纤维和直径为20μm的聚氨酯纤维按质量比1:1进行湿法共纺，取出；

(2)分纤步骤：使用乙醇对混纺纤维进行洗涤，然后将混纺纤维浸入在蒸馏水中1h后，将浸泡后的混纺纤维放入闪爆罐内进行蒸汽闪爆操作，结束后，收集闪爆后混纺纤维，经过分纤漂洗机洗涤10min后，用清水冲洗；设定棉纤维的保水率为50％，闪爆压力为25.0N，保压时间为10min，温度为100℃；

(3)交联步骤：将分纤后的混纺纤维浸入乙醇溶液中，加入乙二胺和马来酰亚胺，升高温度至60℃，搅拌的同时保温反应1h，取出，使用去离子水冲洗，干燥；

(4)编织步骤：将步骤(3)所得混纺纤维进行编织，控制经纬线数量比为1:1；

(5)复交联步骤：将编织好的基布进入到乙醇溶液中，再加入乙二胺和马来酰亚胺，是升高温度至90℃，搅拌的同时保温反应3h，取出，使用去离子水冲洗，干燥；

(6)酸浸步骤：将步骤(5)所得的基布浸入PH为5的5％的盐酸溶液中，搅拌，加入聚磷酸铵搅拌均匀，升高温度至30℃，反应时间1h，冷却后取出，使用去离子水洗涤，干燥；

(7)涂层步骤：在环氧树脂中加入纳米二氧化硅，使得环氧树脂与纳米二氧化硅的质量比为1:0.02，在分散机中分散均匀后，将步骤(6)所得的基布浸入到环氧树脂中，静置1min后拉起，干燥后得半成品；

(8)整理步骤：将步骤(7)所得半成品喷洒丁基羟基茴香醚后压花，制得成品。

作为优化，所述柔软耐磨的人造皮革的制备方法制得的皮革材料包括以下重量份数的原料：50份环氧树脂、100份棉/聚氨酯混纺纤维、5份纳米二氧化硅。

实施例2：柔软耐磨的人造皮革二：

制备柔软耐磨的人造皮革的工艺流程为：纤维混纺、闪爆、分纤、交联、编织、复交联、酸浸、涂料，整理。

一种柔软耐磨的人造皮革的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

(1)混纺步骤：将直径为15μm的棉纤维和直径为20μm的聚氨酯纤维按质量比1:2进行湿法共纺，取出；

(2)分纤步骤：使用乙醇对混纺纤维进行洗涤，然后将混纺纤维浸入在蒸馏水中2h后，将浸泡后的混纺纤维放入闪爆罐内进行蒸汽闪爆操作，结束后，收集闪爆后混纺纤维，经过分纤漂洗机洗涤20min后，用清水冲洗；设定棉纤维的保水率为50％，闪爆压力为25.0N，保压时间为20min，温度为120℃；

(3)交联步骤：将分纤后的混纺纤维浸入乙醇溶液中，加入乙二胺和马来酰亚胺，升高温度至70℃，搅拌的同时保温反应2h，取出，使用去离子水冲洗，干燥；

(4)编织步骤：将步骤(3)所得混纺纤维进行编织，控制经纬线数量比为1:1；

(5)复交联步骤：将编织好的基布进入到乙醇溶液中，再加入乙二胺和马来酰亚胺，是升高温度至100℃，搅拌的同时保温反应4h，取出，使用去离子水冲洗，干燥；

(6)酸浸步骤：将步骤(5)所得的基布浸入PH为5的5％的硝酸溶液中，搅拌，加入聚磷酸铵搅拌均匀，升高温度至40℃，反应时间1h，冷却后取出，使用去离子水洗涤，干燥；

(7)涂层步骤：在环氧树脂中加入纳米二氧化硅，使得环氧树脂与纳米二氧化硅的质量比为1:0.04，在分散机中分散均匀后，将步骤(6)所得的基布浸入到环氧树脂中，静置1min后拉起，干燥后得半成品；

(8)整理步骤：将步骤(7)所得半成品喷洒二丁基羟基甲苯后压花，制得成品。

作为优化，所述柔软耐磨的人造皮革的制备方法制得的皮革材料包括以下重量份数的原料：60份环氧树脂、120份棉/聚氨酯混纺纤维、7份纳米二氧化硅。

对比例1：

对比例1的处方组成同实施例1。该人造皮革的制备方法与实施例1的区别仅在于不进行步骤(2)分纤的制备过程，其余制备步骤同实施例1。

对比例2：

对比例2的处方组成同实施例1。该人造皮革的制备方法与实施例1的区别仅在于不进行步骤(5)复交联的制备过程，其余制备步骤同实施例1。

对比例3：

对比例3的处方组成同实施例1。该人造皮革的制备方法与实施例1的区别仅在于不进行步骤(7)中在环氧树脂中加入纳米二氧化硅的制备过程，其余制备步骤同实施例1。

试验例1：

将实施例1、实施例2、对比例2制备的人造皮革进行拉伸性能对比，在材料试验机上测定人造皮革的拉伸性能。测试条件为：夹头夹距100mm，测试速度为500mm/min，预加张力为0.09cN/dtex，试验结果如下：

由上表可知，实施例1组分和实施例2组分制备的人造皮革表现出优异的拉伸性能，对比例2组分的人造革表现出的拉伸性能远差于实施例1和实施例2组分，说明本申请制得的人造皮革在提高生产速率的同时保证了人造皮革的质量。

试验例2：

将实施例1、实施例2、对比例3制备的人造皮革进行耐磨性对比，以制得的人造皮革作为磨料，在载荷5N的条件下分别摩擦1000次和1500次，然后对比人造皮革的拉伸强度，实验结果如下：

由上表可知，实施例1和实施例2在分别摩擦了1000次和1500次后还表现出优异的拉伸强度，对比例3表现出的拉伸强度远小于实施例1和实施例2组分，说明加入的纳米二氧化硅在人造皮革内部均匀分散后，加强了环氧树脂与基布的结合度，并且形成小凸起，增加了人造皮革的耐磨性能。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。