人造皮革及其制备方法和汽车座椅保护套

技术领域

本发明涉及高分子材料的技术领域，具体而言，涉及一种用于汽车座椅保护套的人造皮革及其制备方法。

背景技术

汽车座椅保护套罩设在汽车座椅之上，能够起到保护汽车座椅，并提高汽车驾驶和乘坐的舒适程度的作用。汽车座椅保护套罩通常可采用真皮、人造皮革，以及纺织品加工制造。其中，人造皮革因外形美观、成本比真皮较为低廉而受到使用者的欢迎。

人造皮革是指在纺织布基或无纺布基上，由各种不同配方的高分子聚合物发泡或覆膜加工制成的材料。人造皮革可被加工为不同颜色、花纹以及质地的产品。其因具有花色繁多、防水性能好、耐脏污、价格相对真皮较低等优点。当采用人造皮革制作汽车座椅保护套时，提高人造皮革的舒适程度是十分必要的。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题的至少之一，以获得适用于汽车座椅保护套加工制作的人造皮革。

为实现本发明的第一目的，本发明的实施例提供了一种用于汽车座椅保护套的人造皮革，人造皮革的原料包括：相变调温剂：5质量份至10质量份；聚氨酯：60质量份至70质量份。

进一步的，相变调温剂包括芯材和裹覆于芯材之外的壁材，芯材包括相变材料，壁材包括有机物膜层。

进一步的，人造皮革的原料还包括：消光粉：2质量份至3质量份；发泡剂：3质量份至5质量份；非离子表面活性剂：5质量份至10质量份；乙酸乙酯：10质量份至12质量份；对二甲苯：10质量份至20质量份；聚乙烯醇：10质量份至20质量份；N，N-二甲基甲酰胺：20质量份至30质量份。

为实现本发明的第二目的，本发明的实施例提供了一种用于汽车座椅保护套的人造皮革的制造方法，采用以下原料制备人造皮革：相变调温剂：5 质量份至10质量份；聚氨酯：60质量份至70质量份。

进一步的，相变调温剂包括芯材和裹覆于芯材之外的壁材，芯材包括相变材料，壁材包括有机物膜层。

进一步的，人造皮革的原料还包括：消光粉：2质量份至3质量份；发泡剂：3质量份至5质量份；非离子表面活性剂：5质量份至10质量份；乙酸乙酯：10质量份至12质量份；对二甲苯：10质量份至20质量份；聚乙烯醇：10质量份至20质量份；N，N-二甲基甲酰胺：20质量份至30质量份。

进一步的，人造皮革通过以下步骤制备：

S101.将消光粉、发泡剂、非离子表面活性剂、乙酸乙酯、对二甲苯和聚乙烯醇混合，获得第一混合物；

S102.将第一混合物升温至40℃至50℃，将第一混合物与相变调温剂和聚氨酯混合并保温，获得第二混合物；

S103.将第二混合物的温度保持在40℃至50℃，将第二混合物与N， N-二甲基甲酰胺混合，获得第三混合物；

S104.将第三混合物加热至180℃至190℃，并将第三混合物涂覆于离型纸，获得聚氨酯面层；

S105.在聚氨酯面层之上涂覆粘接剂，并将基布压合至聚氨酯面层之上，以使得粘接剂将聚氨酯面层和基布粘接，获得半成品的人造皮革；

S106.对半成品的人造皮革进行冷却和干燥，剥离离型纸，获得成品的人造皮革。

进一步的，相变调温剂通过以下步骤制备：

S201.按硅烷偶联剂：羟基磷灰石：石蜡：水＝(5-10)：(20-25)： (40-45)：100的质量比，将硅烷偶联剂、羟基磷灰石、石蜡和水在75℃至85℃的温度条件下混合搅拌均匀，获得第四混合物；

S202.按第四混合物：棕榈油＝(60-70)：100的质量比，将第四混合物和棕榈油在75℃至85℃的温度条件下混合并超声乳化，获得第五混合物；

S203.按十八烷酸：聚乙烯醇＝(70-80)：100的质量比，将十八烷酸和聚乙烯醇在75℃至85℃的温度条件下混合搅拌均匀，获得第六混合物；

S204.按第五混合物：第六混合物＝(50-60)：100的质量比，向温度为50℃至60℃的第五混合物中滴加第六混合物，滴加完毕后静置2h至3h，过滤、洗涤、烘干，获得相变调温剂。

进一步的，羟基磷灰石通过以下步骤制备：

S301.按焦磷酸钠：氮化硼：硝酸钙：水＝(0.2-0.4)：(3-4)：(15-18)： 100的质量比，将焦磷酸钠、氮化硼、硝酸钙和水混合均匀并超声分散，获得第七混合物；

S302.按1.65至1.70的钙磷比，向第七混合物中添加磷酸氢二钾，并混合均匀，获得第八混合物，其中，钙磷比为钙元素与磷元素的摩尔比；

S303.将第八混合物加热至50℃至60℃，向第八混合物中滴加氢氧化钠溶液，以将第八混合物的pH值调节为10至11，静置2h至3h后送入水热反应釜，在120℃至140℃的温度条件下处理12h至16h，获得反应产物，将反应产物过滤、洗涤、烘干，获得羟基磷灰石。

为实现本发明的第三目的，本发明的实施例提供了一种汽车座椅保护套，汽车座椅保护套采用如本发明任一实施例的人造皮革制成，或汽车座椅保护套采用如本发明任一实施例的制备方法获得的人造皮革制成。

本发明的有益效果如下。本发明获得的人造皮革舒适程度较高，其尤其适用于汽车座椅保护套的加工制作。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明实施例的目的在于提供一种舒适程度较高，并且尤其适用于汽车座椅保护套的加工制作的人造皮革。本发明实施例的人造皮革采用的主要原料为聚氨酯。聚氨酯具有成本低廉、加工工艺易于控制、质地花色易于调节的优点。为了改善人造皮革的性能，本发明实施例向聚氨酯原料中添加了相变调温剂。具体而言，本发明实施例提供了一种用于汽车座椅保护套的人造皮革，人造皮革的原料包括：相变调温剂：5质量份至10质量份；聚氨酯：60质量份至70质量份。

对于用于汽车座椅保护套加工制作的人造皮革而言，其手感、软硬程度、厚度等诸多因素均会影响用户使用时的舒适程度。在诸多因素中，用于加工制作汽车座椅保护套的人造皮革如何对外界的温度变化进行响应，对其舒适程度有着不可忽视的影响。

具体而言，人造皮革的质地相对较厚，在夏日的强光照和高温条件下，人造皮革材质的汽车座椅保护套容易使得用户感到闷热和不舒适。为此，本发明实施例向聚氨酯原料中添加了相变调温剂。该相变调温剂能够跟随外界温度变化而发生相变。当外界温度较高时，该相变调温剂通过可逆相变吸收热量，以降低人造皮革的温度，由此避免人造皮革在夏日的强光照和高温条件下温度过高，而引起用户的闷热和不适感。

进一步的，目前的汽车产品通常配备有车载空调器，在夏日时，当用户进入车内并启动车辆时，通常会开启车载空调器进行制冷降温。随着车内温度的降低，该相变调温剂通过可逆相变释放热量，以避免人造皮革的温度在空调器的制冷作用下急剧降低。因此，本发明实施例的人造皮革在作为汽车座椅保护套时，能够避免用户感觉到汽车座椅保护套急冷或急热，其舒适程度较高。

在本发明实施例的部分实施方式中，相变调温剂包括芯材和裹覆于芯材之外的壁材，芯材包括相变材料，壁材包括有机物膜层。

举例而言，本发明实施例采用的芯材具体可为石蜡、十水硫酸钠、六水氯化钙、新戊二醇、季戊四醇、硬脂酸中的任意一种或其组合。

举例而言，本发明实施例采用的芯材具体可为聚乳酸、蜜胺甲醛树脂、聚乙烯吡咯烷酮等有机树脂或聚合物中的任意一种或其组合。

在本发明实施例的部分实施方式中，人造皮革的原料还包括：消光粉： 2质量份至3质量份；发泡剂：3质量份至5质量份；非离子表面活性剂： 5质量份至10质量份；乙酸乙酯：10质量份至12质量份；对二甲苯：10 质量份至20质量份；聚乙烯醇：10质量份至20质量份；N，N-二甲基甲酰胺：20质量份至30质量份。

举例而言，本发明实施例采用的消光粉为德固萨OK-412消光粉。

举例而言，本发明实施例采用的发泡剂包括偶氮二甲酰胺或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。

举例而言，本发明实施例采用的非离子表面活性剂包括长链脂肪醇聚氧乙烯醚非离子表面活性、烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性、脂肪酸聚氧乙烯酯非离子表面活性、聚氧乙烯烷基胺非离子表面活性、聚氧乙烯烷基酰胺非离子表面活性中的任意一种或其组合。

举例而言，本发明实施例采用的原料还包括染色剂，染色剂包括炭黑、钛白粉、氧化铁、氧化铜中的任意一种或其组合。

在本发明实施例的部分实施方式中，人造皮革通过以下步骤制备：

S101.将消光粉、发泡剂、非离子表面活性剂、乙酸乙酯、对二甲苯和聚乙烯醇混合，获得第一混合物；

S102.将第一混合物升温至40℃至50℃，将第一混合物与相变调温剂和聚氨酯混合并保温，获得第二混合物；

S103.将第二混合物的温度保持在40℃至50℃，将第二混合物与N， N-二甲基甲酰胺混合，获得第三混合物；

S104.将第三混合物加热至180℃至190℃，并将第三混合物涂覆于离型纸，获得聚氨酯面层；

S105.在聚氨酯面层之上涂覆粘接剂，并将基布压合至聚氨酯面层之上，以使得粘接剂将聚氨酯面层和基布粘接，获得半成品的人造皮革；

S106.对半成品的人造皮革进行冷却和干燥，剥离离型纸，获得成品的人造皮革。

举例而言，在S104中，在将第三混合物涂覆于离型纸时，以50g/m

举例而言，在S104中，在将第三混合物涂覆于离型纸时，可以一次或多次地进行涂覆，并在相邻的两次涂覆操作之间增加烘干或晾干步骤。

举例而言，在S104中，在多次地将第三混合物涂覆于离型纸的情况下，在相邻的两次涂覆操作中，在后涂覆的上浆量高于在先涂覆的上浆量。

在S105中，粘接剂可通过商业采购获得，其种类和型号可由本领域技术人员进行选择，本发明对此不进行限定。

在S105中，基布可通过商业采购获得，其具体可为针织布、机织布或无纺布，其种类和型号可由本领域技术人员进行选择，本发明对此不进行限定。

举例而言，在S106中，可采用冷却辊进行冷冻，并以鼓风干燥的方式进行干燥处理。

在本发明实施例的部分实施方式中，相变调温剂通过以下步骤制备：

S201.按硅烷偶联剂：羟基磷灰石：石蜡：水＝(5-10)：(20-25)： (40-45)：100的质量比，将硅烷偶联剂、羟基磷灰石、石蜡和水在75℃至85℃的温度条件下混合搅拌均匀，获得第四混合物；

S202.按第四混合物：棕榈油＝(60-70)：100的质量比，将第四混合物和棕榈油在75℃至85℃的温度条件下混合并超声乳化，获得第五混合物；

S203.按十八烷酸：聚乙烯醇＝(70-80)：100的质量比，将十八烷酸和聚乙烯醇在75℃至85℃的温度条件下混合搅拌均匀，获得第六混合物；

S204.按第五混合物：第六混合物＝(50-60)：100的质量比，向温度为50℃至60℃的第五混合物中滴加第六混合物，滴加完毕后静置2h至3h，过滤、洗涤、烘干，获得相变调温剂。

本发明实施例采用上述步骤制备相变调温剂的原因如下。石蜡是成本低廉、性能优异的相变材料。但石蜡作为相变材料的芯材时，存在的其中一项不足是：其通过发生固液相变而进行温度调节。由此导致相变吸热后液态的石蜡存在向壁材之外泄漏的风险。为了避免石蜡芯材泄漏，上述实施方式采用羟基磷灰石对石蜡进行定型或固定。羟基磷灰石具有疏松多孔的结构，其内部分布有连通的孔隙。上述实施方式通过S201使得羟基磷灰石浸渍于石蜡和水的混合液中，石蜡占据和填充羟基磷灰石中的孔隙结构。硅烷偶联剂能够促进羟基磷灰石在石蜡和水的混合液中的均匀分散。随后，上述实施方式通过S202向第四混合物中添加棕榈油并超声乳化，以制备石蜡乳液。在S203中，通过将十八烷酸和聚乙烯醇混合，可获得用于裹覆芯材的壁材溶液。在S204中，通过向第五混合物中滴加第六混合物，可使得作为壁材的十八烷酸裹覆在经过羟基磷灰石进行定型的石蜡的外表面，以形成具有微胶囊结构的相变调温剂(即相变调温微胶囊)。因此，通过S201 至204，上述实施方式可有效避免石蜡在相变过程中泄漏，提高人造皮革的使用寿命，保证人造皮革在长时间高温或暴晒的环境下保持性能和性质稳定。

在本发明实施例的部分实施方式中，羟基磷灰石通过以下步骤制备：

S301.按焦磷酸钠：氮化硼：硝酸钙：水＝(0.2-0.4)：(3-4)：(15-18)： 100的质量比，将焦磷酸钠、氮化硼、硝酸钙和水混合均匀并超声分散，获得第七混合物；

S302.按1.65至1.70的钙磷比，向第七混合物中添加磷酸氢二钾，并混合均匀，获得第八混合物，其中，钙磷比为钙元素与磷元素的摩尔比；

S303.将第八混合物加热至50℃至60℃，向第八混合物中滴加氢氧化钠溶液，以将第八混合物的pH值调节为10至11，静置2h至3h后送入水热反应釜，在120℃至140℃的温度条件下处理12h至16h，获得反应产物，将反应产物过滤、洗涤、烘干，获得羟基磷灰石。

本发明实施例的羟基磷灰石可通过商业途径直接采购获得。然而，为了进一步提高本发明实施例的人造皮革的舒适程度，本发明实施例可通过上述实施方式制备羟基磷灰石。在S301中，通过焦磷酸钠、氮化硼、硝酸钙和水混合均匀并超声分散，可获得第七混合物。其中，第七混合物中包括游离在水中的钙离子，还包括悬浮在水中的氮化硼颗粒。焦磷酸钠可促进氮化硼在水中的均匀分散。在S302中，通过向第七混合物中添加磷酸氢二钾，可将磷元素引入第七混合物，获得第八混合物。进而，在S303中，通过调节第八混合物的pH值至碱性，可以获得主要由钙、磷、氢、氧四种元素构成的羟基磷灰石。其中，氮化硼能够提高羟基磷灰石的导热性能。由于羟基磷灰石的导热性能得到了提高，因此，采用上述实施方式获得的羟基磷灰石对石蜡相变芯材进行定型时，外界的温度变化能够被快速地传到至石蜡相变芯材中，以使得石蜡相变芯材更为灵敏快速地对外界温度变化做出响应。由此，采用上述实施方式获得的羟基磷灰石能够进一步提高本发明实施例的人造皮革的舒适程度。

在本发明实施例的部分实施方式中，在S303后，还包括以下步骤：

S304.对通过S303获得的羟基磷灰石进行改性处理，以降低羟基磷灰石的表面能。

对羟基磷灰石进行改性处理的目的是降低羟基磷灰石的表面能，以使得石蜡能够更加充分地浸渍和填充于羟基磷灰石的孔隙之中。

在本发明实施例的部分实施方式中，S304具体包括以下步骤：

S3041.按丙酮：双烷基甲基叔胺：碳酸二甲酯＝(10-20)：(30-40)： 100的摩尔比，将丙酮、双烷基甲基叔胺和碳酸二甲酯混合，在100℃至 120℃的温度条件下反应2h至4h，获得第一中间产物；

S3042.按第一中间产物：水＝(10-20)：100的质量比，将第一中间产物与水混合，在40℃至50℃的温度条件下搅拌1h至2h，获得第二中间产物；

S3043.按第二中间产物：磷酸二氢钠：丙酮＝(40-50)：(40-50)： 100的质量比，将第二中间产物与磷酸二氢钠和丙酮混合，调节pH值为4 至5，在40℃至50℃的温度条件下搅拌1h至2h，获得改性剂；

S3044.按羟基磷灰石：改性剂＝(10-40)：100的质量比，将通过S303 获得的羟基磷灰石与改性剂混合并超声分散1h至2h，过滤、洗涤、干燥，获得经过改性处理的羟基磷灰石。

在上述实施方式中，通过S3041，以丙酮为溶剂，将双烷基甲基叔胺和碳酸二甲酯混合，进行加热反应，可获得第一中间产物。第一中间产物为双烷基二甲基碳酸甲铵中间产物。通过S3042，第一中间产物水解为第二中间产物。第二中间产物为双烷基二甲基碳酸氢铵中间产物。通过S3043，以丙酮为溶剂，将第二中间产物与磷酸二氢钠混合，进行离子交换反应，可获得带有磷酸二氢根的双烷基二甲基季铵盐。该双烷基二甲基季铵盐中的磷酸二氢根能够与羟基磷灰石中的钙元素结合，并且其烷基结构能够降低羟基磷灰石的表面能，有利于羟基磷灰石在石蜡中的均匀分散。

实施例1至实施例4

实施例1至实施例4分别制备了不同的人造皮革样品，其原料配比(单位：质量份)如表1，其制备工艺具体如下。

S101.将消光粉、发泡剂、非离子表面活性剂、乙酸乙酯、对二甲苯和聚乙烯醇混合，获得第一混合物；

S102.将第一混合物升温至45℃，将第一混合物与相变调温剂和聚氨酯混合并保温，获得第二混合物；

S103.将第二混合物的温度保持在45℃，将第二混合物与N，N-二甲基甲酰胺混合，获得第三混合物；

S104.将第三混合物加热至185℃，并将第三混合物涂覆于离型纸，获得聚氨酯面层；

S105.在聚氨酯面层之上涂覆粘接剂，并将基布压合至聚氨酯面层之上，以使得粘接剂将聚氨酯面层和基布粘接，获得半成品的人造皮革；

S106.对半成品的人造皮革进行冷却和干燥，剥离离型纸，获得成品的人造皮革。

表1

实施例5至实施例8

实施例5至实施例8分别制备了不同的相变调温剂样品，其原料配比 (单位：质量份)如表2，其制备工艺具体如下。

S201.将所述硅烷偶联剂、所述羟基磷灰石、所述石蜡和所述水在70℃的温度条件下混合搅拌均匀，获得第四混合物；

S202.将所述第四混合物和所述棕榈油在80℃的温度条件下混合并超声乳化，获得第五混合物；

S203.将所述十八烷酸和所述聚乙烯醇在80℃的温度条件下混合搅拌均匀，获得第六混合物；

S204.向温度为55℃的所述第五混合物中滴加所述第六混合物，滴加完毕后静置2.5h，过滤、洗涤、烘干，获得所述相变调温剂。

表2

实施例9至实施例10

实施例9至实施例10分别制备了不同的羟基磷灰石样品。实施例9中焦磷酸钠：氮化硼：硝酸钙：水的比例为0.2：3：15：100。实施例10中焦磷酸钠：氮化硼：硝酸钙：水的比例为0.4：4：18：100。实施例9至实施例10的羟基磷灰石样品制备工艺具体如下。

S301.将所述焦磷酸钠、所述氮化硼、所述硝酸钙和所述水混合均匀并超声分散，获得第七混合物；

S302.按1.67的钙磷比，向所述第七混合物中添加磷酸氢二钾，并混合均匀，获得第八混合物，其中，所述钙磷比为钙元素与磷元素的摩尔比；

S303.将所述第八混合物加热至55℃，向所述第八混合物中滴加氢氧化钠溶液，以将所述第八混合物的pH值调节为11，静置2h后送入水热反应釜，在130℃的温度条件下处理14h，获得反应产物，将所述反应产物过滤、洗涤、烘干，获得所述羟基磷灰石。

实施例11

实施例11制备了羟基磷灰石样品。实施例1中焦磷酸钠：氮化硼：硝酸钙：水的比例为0.3：4：16：100。实施例11的羟基磷灰石样品制备工艺具体如下。

S301.将所述焦磷酸钠、所述氮化硼、所述硝酸钙和所述水混合均匀并超声分散，获得第七混合物；

S302.按1.67的钙磷比，向所述第七混合物中添加磷酸氢二钾，并混合均匀，获得第八混合物，其中，所述钙磷比为钙元素与磷元素的摩尔比；

S303.将所述第八混合物加热至55℃，向所述第八混合物中滴加氢氧化钠溶液，以将所述第八混合物的pH值调节为11，静置2h后送入水热反应釜，在130℃的温度条件下处理14h，获得反应产物，将所述反应产物过滤、洗涤、烘干，获得所述羟基磷灰石；

S3041.按丙酮：双烷基甲基叔胺：碳酸二甲酯＝15：35：100的摩尔比，将丙酮、双烷基甲基叔胺和碳酸二甲酯混合，在110℃的温度条件下反应3h，获得第一中间产物；

S3042.按第一中间产物：水＝15：100的质量比，将第一中间产物与水混合，在45℃的温度条件下搅拌1.5h，获得第二中间产物；

S3043.按第二中间产物：磷酸二氢钠：丙酮＝45：45：100的质量比，将第二中间产物与磷酸二氢钠和丙酮混合，调节pH值为4，在45℃的温度条件下搅拌1.5h，获得改性剂；

S3044.按羟基磷灰石：改性剂＝30：100的质量比，将通过S303获得的羟基磷灰石与改性剂混合并超声分散1.5h，过滤、洗涤、干燥，获得经过改性处理的羟基磷灰石。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。