合成革水性聚氨酯树脂研发现状和发展趋势 2012年02月16日
      摘要:合成革用水性聚氨酯CPU)树脂具有优良的物化性能和环境友好性。介绍了合成革用水性PU树脂的历史沿革,以及制约其研发的因素。阐述了水性PU树脂的研发现状及其发展趋势。

关键词:合成革;水性聚氨酯树脂;现状;发展趋势
 
  引言:
 
  合成革用水性聚氨酯树脂广义上讲,是异氰酸醋的加成物。在反应生成物的预聚体中加入亲水基团,成款后加水乳化,即得到聚氨酯乳液。它具有优良的物理化学性能和环境友好性能,是近年来发展最快的水性树脂品种之一。
 
  目前水性生态合成革定义包括4方面内容:一是制革所用的原材料无毒无害;一是制革过程是清洁生产;二是加工过程清洁环保;四是革制品具有生物可降解性。因此,水性生态合成革是真正意义上的环保产品。
 
  1 合成革用水性PU树脂的历史沿革
 
  习惯上,把PVC聚氯乙烯)涂层产品或PVC压延黏合产品称之为人造革,而把以PU聚氨酯)树脂为原料生产的涂层产品称之为合成革。从这个意义上来说,PU合成革始于20世纪70年代,发展于20世纪90年代。
 
  我国合成革用水性树脂的研究及应用相对起步较晚。进入2000年,仅有张家港佳宝和中大化学安庆科技有限公司,以及温州寰宇进行合成革用水性聚氨酯的研究。2001年温州华峰树脂)开始试制合成革用水性PU树脂。但由于受技术、原材料、观念上的各种因素制约,初期研究工作进展十分缓慢。直到2007年3月,张家港佳宝公司的水性PU合成革在美国Sappi公司的支持下,首先在香港皮革展展出后,才引起了国内外同行的高度重视。2007年5月,德国拜耳公司派专人到张家港共商合成革用水性PU发展事宜。同年9月,在上海国际皮革展上,张家港佳宝公司和德国拜耳公司展出了水性PU合成革,标志着我国合成革领域全面应用水性PU的正式开始。与此同时,我国各有关企业、高等院校、科研院所等纷纷加大投入、加强合作,对水性PU在合成革上的研发和应用进行重点攻关,国外同行也密切关注我国水性PU的研发进程。
 
  这个时期取得的进展有:2007年10月,浙江建德化工助剂厂同中国科大合作,试制成有机硅改性水性PU树脂,用于合成革;2008年2月,中大化学安庆科技有限公司在安庆建立万吨级水性PU树脂生产线;2008年3月,以四川大学为主体技术的博士达高分子材料有限公司在浙江丽水建立水性PU树脂生产线;2008年6月,张家港佳宝公司同浙江尤尼克集团合作,在浙江丽水建立优耐克水性树脂科技有限公司。与此同时,广州中山、福建宝利特、温州大宝等化工生产企业生产的PVC合成革用水性树脂贴布胶,也相继开始进入市场化应用。另外,大批溶剂型树脂生产企业,如青岛宇田、山东华大树脂、江苏金冠等也转向致力于水性树脂的研究。温州的华峰树脂厂、寰宇高分子材料有限公司研制的部分合成革用水性树脂产品也随后试用性地进入市场,扩大应用示范。
 
  然而,由于各厂家生产的水性PU产品的性能不同,加上缺乏行业统一标准,应用推广上更缺乏科学的程序,导致市场应用出现了反复多变的态势。个别水性树脂生产企业在对自己产品毫无认知的情况下,自日宣传,自日推广,以致在2008年下半年,以温州地区为代表的制革界又出现了对水性树脂能否用于合成革的高度怀疑,直接阻碍了我国水性树脂在合成革中的推广应用进程。
 
  可喜的是,国外一些知名公司,如日本旭化成公司、可乐丽公司,美国陶氏化工,德国Bayer,Basf公司,荷兰Stah1,以及韩国、我国台湾地区的化工企业等等在这个时期推动了生态环保革的发展,特别是德国Bayer公司的产品在国际市场推广应用面较广,引领了国际生态合成革的发展,这对推动我国合成革产业的升级换代起到关键的作用。
 
  更为可喜的是,国家环保部、科技部以及中国塑料工业协会等政府部门和行业协会,十分关注水性树脂及生态合成革的研发生产。2007年10月,国家环保局专题讨论了合成革行业的污染治理和水性树脂的应用问题;2008年3月,国家科技部中国技术市场协会向张家港佳宝环保树脂材料有限公司授予了合成革用水性树脂优秀项目金桥奖;同年10月,在中国塑料工业协会的推荐下,合成革用水性树脂项目以及生态合成革项目被国家发改委立入鼓励类项目,进入产品发展指南日录;2009年1月,在中国塑料工业协会以及合成革协会的组织下,在浙江丽水召开了中国水性树脂及水性生态合成革研发中心成立大会。这一系列工作的展开标志着这一产业发展的鼎盛时期即将到来。
 
  2 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卞体是水蒸气,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酷基、脉基甲酸酷基、脉基酷基、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,日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。
 
  2.1 技术上的限制
 
  水性树脂在离型纸上的应用,是日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,一者的成膜机理不同,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,而溶剂型树脂则儿乎不存在类似的问题;其二,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。日前,优耐克水性树脂己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十燥性能。
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