一种耐撕裂生物基纤维合成革的制备工艺

技术领域

本发明属于生物基合成革制备领域，具体涉及一种耐撕裂生物基纤维合成革的制备工艺。

背景技术

聚氨酯合成革是塑料工业的一个重要组成部分，在国民经济各行业被广泛使用。经过不断开发，聚氨酯合成革无论在产品质量、品种，还是产量上都得到了快速地增长，在人类的日常生活中占据着十分重要的地位；其正、反面都与皮革十分相似，并具有一定的透气性，比普通人造革更接近天然革，广泛用于制作鞋、靴、箱包和球类等。

传统的聚氨酯合成革包括涤纶或者锦纶基布，由异氰酸酯与多元醇反应形成聚氨酯树脂，经过合成革加工后形成的一类新材料，广泛应用于鞋类、包材、运动装备类、沙发以及汽车行业。其所用原材料均来自于是化石材料，为不可降解或降解很慢的通用材料，且降解速度不可控，使其在方便人们生活的同时却对环境造成了严重的污染问题，有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种耐撕裂生物基纤维合成革的制备工艺。

本发明采用如下技术方案：

一种耐撕裂生物基纤维合成革的制备工艺，所述纤维合成革包括底布和流延成型在底布上的面层，所述面层的厚度为45-55丝；

其制备工艺，具体包括以下步骤：

步骤一，将基布送入装有含浸液的浸渍槽中进行含浸处理，然后凝固、在43-48℃下烘干至基布含水率为25-30％，得含浸处理后的基布；

步骤二，在含浸处理后的基布上涂布一层改性树脂浆料，然后凝固、水洗、烘干得所述底布；

步骤三，将面层母粒送入干燥机中，经60-70℃的温度，干燥4-5h，再送入螺杆挤出流延机熔融挤出，流延于底布上，冷却后，获得所述生物基纤维合成革；

所述面层母粒由以下重量份的原料组成：聚氨酯弹性体60-70份、聚乳酸30-40份、聚二甲基硅氧烷3-7份、聚乙烯蜡1-3份、壳聚糖5-8份、月桂酰二乙醇胺2-3份、有机硅流平剂1-3份。

进一步的，步骤二具体包括：在含浸处理后的基布上涂布一层改性树脂浆料，凝固后，依次送入第一水槽、第二水槽中进行一次水洗与二次水洗，最后在110-120℃下烘干，得所述底布；第一水槽中的水温为55-75℃，第二水槽的温度为40-50℃。

进一步的，步骤三中，螺杆挤出流延机1区到11区的温度范围为150-200℃，模头温度为150-170℃。

进一步的，步骤三中，螺杆挤出流延机的流延速度为2-3m/min。

进一步的，所述含浸液由以下重量份的原料组成：聚氨酯树脂900份、丙烯酸树脂500份、N,N-二甲基甲酰胺1000份、聚二甲基硅氧烷8份、聚醚改性硅氧烷12份、脂肪醇聚氧乙烯醚3份。

进一步的，所述改性树脂浆料由以下重量份的原料组成：聚氨酯树脂800份、丙烯酸树脂500份、N,N-二甲基甲酰胺1000份、聚醚改性硅油8份、月桂酰二乙醇胺10份、流平剂4份、海藻粉50份。

进一步的，所述改性树脂浆料的制备方法包括以下步骤：往N,N-二甲基甲酰胺先加入海藻粉，混合搅拌均匀后，再加入聚醚改性硅氧烷、十八醇、流平剂，混合搅拌1-2h；然后加入聚氨酯树脂、丙烯酸树脂，混合搅拌2-3h，以获得所述改性树脂浆料。

进一步的，所述含浸液的粘度为4200cps/25℃，所述改性树脂浆料的粘度为4000cps/25℃。

进一步的，所述面层母粒的制备方法包括以下步骤：先将聚氨酯弹性体、聚乳酸按所需重量份送入高速混合机中预先搅拌均匀；然后送入密炼机中，加入壳聚糖、月桂酰二乙醇胺、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯蜡、有机硅类流平剂，混合密炼，118℃排胶，室温放置24h以上，得混合物；再将混合物送入开炼机上混炼挤出、冷却、切粒得面层母粒。

进一步的，所述密炼过程具体包括：先将聚氨酯弹性体、聚乳酸按所需重量份送入高速混合机中预先搅拌均匀；然后送入密炼机中，加入壳聚糖、月桂酰二乙醇胺、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯蜡、有机硅类流平剂，混合密炼10min，接着调整密炼温度到92℃，保持3min后一次翻料；待密炼温度升至98℃，二次翻料；待密炼温度升至105℃，三次翻料；待密炼温度升至110℃，四次翻料；待密炼温度升至118℃，五次翻料，再密炼1min，排胶，室温放置24h以上，得混合物。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明的有益效果是：

第一，本发明通过限定合成革的原料组成及制备方法，以获得具有良好耐撕裂性及生物降解性的合成革，其中，使用环保可降解的聚乳酸与壳聚糖，配合聚氨酯弹性体作为面层原料，以获得环保、可降解的纤维合成革，提高合成革的降解速度，减少对周边环境造成污染；添加聚二甲基硅氧烷配合聚醚砜，以增加抗撕裂表层的撕裂强度和断裂强度，进而提高合成革的耐撕裂性能；添加月桂酰二乙醇胺与壳聚糖配合，提高面层母粒流延时向下渗透的能力，以使面层稳定附着在底布上；

第二，限定含浸液的原料，添加聚醚改性硅氧烷作为泡孔调节助剂，配合脂肪醇聚氧乙烯醚以有效提高含浸液的渗透性，增强水向含浸液的进入渗透能力，配合后续的一次水洗与二次水洗，加快N,N-二甲基甲酰胺的扩散速度，使二次出水的N,N-二甲基甲酰胺浓度小于1％，满足生产需求；

第三，限定改性树脂浆料的原料组成，添加聚醚改性硅油与月桂酰二乙醇胺配合作为泡孔调节助剂，以使制备的底布中具备大小均匀且不塌陷的泡孔，进而增加制备的底布的柔软性；同时可有效提高改性树脂浆料的渗透性，增强水向树脂浆料的进入渗透能力，加快N,N-二甲基甲酰胺的扩散速度；有效减少底布中N,N-二甲基甲酰胺的残留，同时加快凝固的速度。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

一种耐撕裂生物基纤维合成革，所述纤维合成革包括底布和流延成型在底布上的面层，具体的，面层的厚度为45-55丝。

其制备工艺，具体包括以下步骤：

步骤一，将基布送入装有含浸液的浸渍槽中进行含浸处理，然后凝固、在43-48℃下烘干至基布含水率为25-30％，得含浸处理后的基布；

步骤二，在含浸处理后的基布上涂布一层改性树脂浆料，凝固后，依次送入第一水槽、第二水槽中进行一次水洗与二次水洗，最后在110-120℃下烘干，得所述底布；其中，第一水槽中的水温为55-75℃，第二水槽的温度为40-50℃；

步骤三，将面层母粒送入干燥机中，经60-70℃的温度，干燥4-5h，再送入螺杆挤出流延机熔融挤出，流延于底布上，冷却后，获得所述生物基纤维合成革，其中，螺杆挤出流延机的流延速度为2-3m/min，其1区到11区的温度范围为150-200℃，模头温度为150-170℃。

其中，含浸液的粘度为4200cps/25℃，由以下重量份的原料组成：聚氨酯树脂900份、丙烯酸树脂500份、N,N-二甲基甲酰胺1000份、聚二甲基硅氧烷8份、聚醚改性硅氧烷12份、脂肪醇聚氧乙烯醚3份。

改性树脂浆料的粘度为4000cps/25℃，由以下重量份的原料组成：聚氨酯树脂800份、丙烯酸树脂500份、N,N-二甲基甲酰胺1000份、聚醚改性硅油8份、月桂酰二乙醇胺10份、流平剂4份、海藻粉50份；具体的，其制备方法包括以下步骤：往N,N-二甲基甲酰胺先加入海藻粉，混合搅拌均匀后，再加入聚醚改性硅氧烷、十八醇、流平剂，混合搅拌1-2h；然后加入聚氨酯树脂、丙烯酸树脂，混合搅拌2-3h，以获得所述改性树脂浆料。

面层母粒由以下重量份的原料组成：聚氨酯弹性体60-70份、聚乳酸30-40份、聚二甲基硅氧烷3-7份、聚乙烯蜡1-3份、壳聚糖5-8份、月桂酰二乙醇胺2-3份、有机硅流平剂1-3份。

面层母粒的制备方法包括以下步骤：先将聚氨酯弹性体、聚乳酸按所需重量份送入高速混合机中预先搅拌均匀；然后送入密炼机中，加入壳聚糖、月桂酰二乙醇胺、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯蜡、有机硅类流平剂，混合密炼，118℃排胶，室温放置24h以上，得混合物；再将混合物送入开炼机上混炼挤出、冷却、切粒得面层母粒；具体的，密炼过程具体包括：先将聚氨酯弹性体、聚乳酸按所需重量份送入高速混合机中预先搅拌均匀；然后送入密炼机中，加入壳聚糖、月桂酰二乙醇胺、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯蜡、有机硅类流平剂，混合密炼10min，接着调整密炼温度到92℃，保持3min后一次翻料；待密炼温度升至98℃，二次翻料；待密炼温度升至105℃，三次翻料；待密炼温度升至110℃，四次翻料；待密炼温度升至118℃，五次翻料，再密炼1min，排胶，室温放置24h以上，得混合物。

实施例1

一种耐撕裂生物基纤维合成革，包括底布和流延成型在底布上的面层，具体的，面层的厚度为45丝。

其制备工艺，具体包括以下步骤：

步骤一，将基布送入装有含浸液的浸渍槽中进行含浸处理，然后凝固、在43℃下烘干至基布含水率为30％，得含浸处理后的基布；

步骤二，在含浸处理后的基布上涂布一层改性树脂浆料，凝固后，依次送入第一水槽、第二水槽中进行一次水洗与二次水洗，最后在110℃下烘干，得所述底布；其中，第一水槽中的水温为75℃，第二水槽的温度为50℃；

步骤三，将面层母粒送入干燥机中，经60℃的温度，干燥5h，再送入螺杆挤出流延机熔融挤出，流延于底布上，冷却后，获得所述生物基纤维合成革，其中，螺杆挤出流延机的流延速度为2m/min，其1区到11区的温度范围为150-200℃，模头温度为170℃。

其中，含浸液的粘度为4200cps/25℃，由以下重量份的原料组成：聚氨酯树脂900份、丙烯酸树脂500份、N,N-二甲基甲酰胺1000份、聚二甲基硅氧烷8份、聚醚改性硅氧烷12份、脂肪醇聚氧乙烯醚3份。

改性树脂浆料的粘度为4000cps/25℃，由以下重量份的原料组成：聚氨酯树脂800份、丙烯酸树脂500份、N,N-二甲基甲酰胺1000份、聚醚改性硅油8份、月桂酰二乙醇胺10份、流平剂4份、海藻粉50份；具体的，其制备方法包括以下步骤：往N,N-二甲基甲酰胺先加入海藻粉，混合搅拌均匀后，再加入聚醚改性硅氧烷、十八醇、流平剂，混合搅拌1h；然后加入聚氨酯树脂、丙烯酸树脂，混合搅拌2h，以获得所述改性树脂浆料。

面层母粒由以下重量份的原料组成：聚氨酯弹性体60份、聚乳酸40份、聚二甲基硅氧烷3份、聚乙烯蜡3份、壳聚糖5、月桂酰二乙醇胺3份、有机硅流平剂1份。

面层母粒的制备方法包括以下步骤：先将聚氨酯弹性体、聚乳酸按所需重量份送入高速混合机中预先搅拌均匀；然后送入密炼机中，加入壳聚糖、月桂酰二乙醇胺、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯蜡、有机硅类流平剂，混合密炼，118℃排胶，室温放置24h以上，得混合物；再将混合物送入开炼机上混炼挤出、冷却、切粒得面层母粒；具体的，密炼过程具体包括：先将聚氨酯弹性体、聚乳酸按所需重量份送入高速混合机中预先搅拌均匀；然后送入密炼机中，加入壳聚糖、月桂酰二乙醇胺、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯蜡、有机硅类流平剂，混合密炼10min，接着调整密炼温度到92℃，保持3min后一次翻料；待密炼温度升至98℃，二次翻料；待密炼温度升至105℃，三次翻料；待密炼温度升至110℃，四次翻料；待密炼温度升至118℃，五次翻料，再密炼1min，排胶，室温放置24h以上，得混合物。

实施例2

一种耐撕裂生物基纤维合成革，包括底布和流延成型在底布上的面层，具体的，面层的厚度为55丝。

其制备工艺，具体包括以下步骤：

步骤一，将基布送入装有含浸液的浸渍槽中进行含浸处理，然后凝固、在48℃下烘干至基布含水率为25％，得含浸处理后的基布；

步骤二，在含浸处理后的基布上涂布一层改性树脂浆料，凝固后，依次送入第一水槽、第二水槽中进行一次水洗与二次水洗，最后在120℃下烘干，得所述底布；其中，第一水槽中的水温为55℃，第二水槽的温度为40℃；

步骤三，将面层母粒送入干燥机中，经70℃的温度，干燥4h，再送入螺杆挤出流延机熔融挤出，流延于底布上，冷却后，获得所述生物基纤维合成革，其中，螺杆挤出流延机的流延速度为3m/min，其1区到11区的温度范围为150-200℃，模头温度为150℃。

其中，含浸液的粘度为4200cps/25℃，由以下重量份的原料组成：聚氨酯树脂900份、丙烯酸树脂500份、N,N-二甲基甲酰胺1000份、聚二甲基硅氧烷8份、聚醚改性硅氧烷12份、脂肪醇聚氧乙烯醚3份。

改性树脂浆料的粘度为4000cps/25℃，由以下重量份的原料组成：聚氨酯树脂800份、丙烯酸树脂500份、N,N-二甲基甲酰胺1000份、聚醚改性硅油8份、月桂酰二乙醇胺10份、流平剂4份、海藻粉50份；具体的，其制备方法包括以下步骤：往N,N-二甲基甲酰胺先加入海藻粉，混合搅拌均匀后，再加入聚醚改性硅氧烷、十八醇、流平剂，混合搅拌2h；然后加入聚氨酯树脂、丙烯酸树脂，混合搅拌3h，以获得所述改性树脂浆料。

面层母粒由以下重量份的原料组成：聚氨酯弹性体70份、聚乳酸30份、聚二甲基硅氧烷7份、聚乙烯蜡1份、壳聚糖8份、月桂酰二乙醇胺2份、有机硅流平剂3份。

面层母粒的制备方法包括以下步骤：先将聚氨酯弹性体、聚乳酸按所需重量份送入高速混合机中预先搅拌均匀；然后送入密炼机中，加入壳聚糖、月桂酰二乙醇胺、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯蜡、有机硅类流平剂，混合密炼，118℃排胶，室温放置24h以上，得混合物；再将混合物送入开炼机上混炼挤出、冷却、切粒得面层母粒；具体的，密炼过程具体包括：先将聚氨酯弹性体、聚乳酸按所需重量份送入高速混合机中预先搅拌均匀；然后送入密炼机中，加入壳聚糖、月桂酰二乙醇胺、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯蜡、有机硅类流平剂，混合密炼10min，接着调整密炼温度到92℃，保持3min后一次翻料；待密炼温度升至98℃，二次翻料；待密炼温度升至105℃，三次翻料；待密炼温度升至110℃，四次翻料；待密炼温度升至118℃，五次翻料，再密炼1min，排胶，室温放置24h以上，得混合物。

实施例3

一种耐撕裂生物基纤维合成革，包括底布和流延成型在底布上的面层，具体的，面层的厚度为50丝。

其制备工艺，具体包括以下步骤：

步骤一，将基布送入装有含浸液的浸渍槽中进行含浸处理，然后凝固、在45℃下烘干至基布含水率为28％，得含浸处理后的基布；

步骤二，在含浸处理后的基布上涂布一层改性树脂浆料，凝固后，依次送入第一水槽、第二水槽中进行一次水洗与二次水洗，最后在115℃下烘干，得所述底布；其中，第一水槽中的水温为65℃，第二水槽的温度为45℃；

步骤三，将面层母粒送入干燥机中，经65℃的温度，干燥4.5h，再送入螺杆挤出流延机熔融挤出，流延于底布上，冷却后，获得所述生物基纤维合成革，其中，螺杆挤出流延机的流延速度为2.5m/min，其1区到11区的温度范围为150-200℃，模头温度为160℃。

其中，含浸液的粘度为4200cps/25℃，由以下重量份的原料组成：聚氨酯树脂900份、丙烯酸树脂500份、N,N-二甲基甲酰胺1000份、聚二甲基硅氧烷8份、聚醚改性硅氧烷12份、脂肪醇聚氧乙烯醚3份。

改性树脂浆料的粘度为4000cps/25℃，由以下重量份的原料组成：聚氨酯树脂800份、丙烯酸树脂500份、N,N-二甲基甲酰胺1000份、聚醚改性硅油8份、月桂酰二乙醇胺10份、流平剂4份、海藻粉50份；具体的，其制备方法包括以下步骤：往N,N-二甲基甲酰胺先加入海藻粉，混合搅拌均匀后，再加入聚醚改性硅氧烷、十八醇、流平剂，混合搅拌1.5h；然后加入聚氨酯树脂、丙烯酸树脂，混合搅拌2.5h，以获得所述改性树脂浆料。

面层母粒由以下重量份的原料组成：聚氨酯弹性体65份、聚乳酸35份、聚二甲基硅氧烷5份、聚乙烯蜡2份、壳聚糖6份、月桂酰二乙醇胺2.5份、有机硅流平剂2份。

面层母粒的制备方法包括以下步骤：先将聚氨酯弹性体、聚乳酸按所需重量份送入高速混合机中预先搅拌均匀；然后送入密炼机中，加入壳聚糖、月桂酰二乙醇胺、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯蜡、有机硅类流平剂，混合密炼，118℃排胶，室温放置24h以上，得混合物；再将混合物送入开炼机上混炼挤出、冷却、切粒得面层母粒；具体的，密炼过程具体包括：先将聚氨酯弹性体、聚乳酸按所需重量份送入高速混合机中预先搅拌均匀；然后送入密炼机中，加入壳聚糖、月桂酰二乙醇胺、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯蜡、有机硅类流平剂，混合密炼10min，接着调整密炼温度到92℃，保持3min后一次翻料；待密炼温度升至98℃，二次翻料；待密炼温度升至105℃，三次翻料；待密炼温度升至110℃，四次翻料；待密炼温度升至118℃，五次翻料，再密炼1min，排胶，室温放置24h以上，得混合物。

对比例1

其原料组成与制备方法与实施例3基本一致，其区别在于：面层母粒原料组成中不包括聚二甲基硅氧烷和聚乙烯蜡。

对比例2

其原料组成与制备方法与实施例3基本一致，其区别在于：含浸液的原料组成不包括聚醚改性硅氧烷。

对比例3

其原料组成与制备方法与实施例3基本一致，其区别在于：改性树脂浆料的原料组成不包括聚醚改性硅油和月桂酰二乙醇胺。

将实施例1-3与对比例1-3制备的合成革经相应测试，获得如下数据：

表1各实施例测试数据表

通过上述表格可知，本发明制备的合成革具有良好耐撕裂性及生物降解性，其中，通过实施例3与对比例1相比可知，添加聚二甲基硅氧烷配合聚醚砜，以增加抗撕裂表层的撕裂强度和断裂强度，进而提高合成革的耐撕裂性能；通过实施例3与对比例2相比可知，添加聚醚改性硅氧烷作为泡孔调节助剂，配合脂肪醇聚氧乙烯醚以有效提高含浸液的渗透性，增强水向含浸液的进入渗透能力，配合后续的一次水洗与二次水洗，加快N,N-二甲基甲酰胺的扩散速度，使二次出水的N,N-二甲基甲酰胺浓度小于1％，满足生产需求；通过实施例3与对比例3相比可知，添加聚醚改性硅油与月桂酰二乙醇胺配合作为泡孔调节助剂，可有效提高改性树脂浆料的渗透性，增强水向树脂浆料的进入渗透能力，加快N,N-二甲基甲酰胺的扩散速度；有效减少底布中N,N-二甲基甲酰胺的残留。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。