一种抗菌pvc人造革及其制备方法
阅读说明：本技术 一种抗菌pvc人造革及其制备方法 (Antibacterial PVC artificial leather and preparation method thereof ) 是由 孙晓斌 于 2021-08-12 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种抗菌PVC人造革,包括里布层、PVC泡层、抗菌PVC层和表面层,并采用涂布的方法制备而得；其抗菌PVC层包括PVC粉糊树脂、生物基增塑剂、钙锌稳定剂、抗氧剂和抗菌剂；其表面层包括表面处理剂、消泡剂、手感剂、交联剂和抗菌剂,抗菌剂为银离子抗菌剂或锌离子抗菌剂或铜离子抗菌剂；本发明通过多层复配抗菌剂能够得到持续有效的抗菌效果；且里布层选自天然纤维、再生纤维或者合成纤维为基材面料,通过浸渍、涂层等对基材面料进行功能添加,将银离子抗菌剂修饰到里布面料中,使里布层具有抗菌效果；从而实现多层结构的抗菌效果,有效延长抗菌时间。(The invention provides an antibacterial PVC artificial leather, which comprises a lining layer, a PVC foam layer, an antibacterial PVC layer and a surface layer, and is prepared by a coating method; the antibacterial PVC layer comprises PVC powder paste resin, a bio-based plasticizer, a calcium-zinc stabilizer, an antioxidant and an antibacterial agent; the surface layer comprises a surface treating agent, a defoaming agent, a hand feeling agent, a cross-linking agent and an antibacterial agent, wherein the antibacterial agent is a silver ion antibacterial agent or a zinc ion antibacterial agent or a copper ion antibacterial agent; the invention can obtain continuous and effective antibacterial effect through the multilayer compound antibacterial agent; the lining layer is made of natural fibers, regenerated fibers or synthetic fibers, the base fabric is added with functions through dipping, coating and the like, and the silver ion antibacterial agent is modified into the lining fabric, so that the lining layer has an antibacterial effect; thereby realizing the antibacterial effect of a multilayer structure and effectively prolonging the antibacterial time.)
技术领域
本发明涉及聚氯乙烯材料改性制备技术领域，特别涉及一种抗菌PVC人造革，以及该抗 菌PVC人造革的制备方法。
背景技术
随着社会经济的发展和生活水平的提高，汽车走进寻常百姓家，并且其功能已经超越简 单的代步工具层面，逐渐成为人们生活空间的重要延伸。汽车内饰座椅皮革作为汽车内部的 表皮材料，是驾乘人员接触机会最多和接触面积最大的材料，也是影响汽车内部环境健康和 安全的重要因素。聚氯乙烯(PVC)工业化生产为人造革开辟了新的原料资源，促进人造革生 产的发展。其透气、透湿性等虽不及天然皮革，但具有一定的强度和耐磨性，特别是生产简 便,原料丰富,产品质量均一，便于剪裁使用，质轻，耐水，成本低，故广泛用于制作服装、 鞋帽、箱包、家具、装饰品及各种工业配件。随着塑料品种和加工技术的发展，人造革形成 多种系列产品。
在现实社会中，我们也无完全避免接触细菌、真菌等微生物，由于微生物具有快速的繁 殖能力和多样性的传播途径，因此能够有效抵御致病微生物和病毒侵扰的抗菌、抗病毒材料 愈发受到人们的重视，为消费者提供健康安全、绿色环保的高品质产品。现有方案，PVC人 造革采用了单一种类的抗菌防霉剂，持续抗菌防霉效果不理想，并且使用了溶剂型表面处理 剂，不属于环保类产品；在制备中使用了大量的防霉剂，一方面增加了材料成本，另一方面 大量防霉剂的加入对PVC合成革的其他物性化学性能产生不利影响；为此，本发明提供一种 抗菌PVC人造革，以及该抗菌PVC人造革的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种抗菌PVC人造革，包括里布层、PVC 泡层、抗菌PVC层和表面层，并采用涂布的方法在该抗菌人造革中添加抗菌剂，实现多层结 构的抗菌效果，有效延长抗菌时间。
为了实现上述目的，本发明提供一种抗菌PVC人造革，包括里布层、PVC泡层、抗菌PVC 层和表面层；所述PVC泡层按重量份配比组成为：偶氮二甲酰胺20-80份，辅助发泡剂20-80 份，活化剂1-20份，分散剂0.2-10份，加工助剂0.2-5份。
所述抗菌PVC层由以下重量份数组成：PVC糊树脂40-80份，增塑剂35-75份，稳定剂1-4份，抗氧化剂0.5-3份和抗菌剂1-10份。
所述PVC糊树脂的聚合度为1300-1600，K值为71-76；所述增塑剂选自邻苯二甲酸酯类、 环氧类增塑剂、生物基增塑剂中的一种或两种以上的组合；所述稳定剂选自金属皂、钙锌 类、有机锡、环氧化合物、稀土类稳定剂中的一种或两种以上的组合。
所述表面层由以下重量份数组成：表面处理主剂80-130份，消泡剂0.5-1.5份，手感助 剂0.1-1份，交联剂2-10份，抗菌剂0.3-2份。
所述里布层选自天然纤维、再生纤维或者合成纤维为基材面料，并将抗菌剂添加到所述 基材面料中，得到抗菌里布层，赋予其抗菌功能；所述抗菌剂为银离子抗菌剂或锌离子抗菌 剂或铜离子抗菌剂。
所述抗菌剂是将银离子、锌离子或铜离子负载在纳米级玻璃微珠上而获得无机金属离子 型抗菌剂；所述抗菌剂是将银离子负载在亚微米级立方磷酸锆上，再通过季铵化改性的壳聚 糖包覆的锌离子或铜离子复合而成的新型复合抗菌剂。
所述抗菌剂的所述银离子有效成分5-20％，所述锌离子或铜离子有效成分30-60％；所述 抗菌剂粒径分布D50(粒度分布百分数达到50％)为0.5-1.2μm，D90(粒度分布百分数达到 90％)为0.7-1.5μm。
所述壳聚糖的季铵化改性是在壳聚糖分子骨架上引入不同碳数的季铵基团，且pH保持 6-8，并在碱性水溶液中进行锌离子或者铜离子的包覆。
通过在所述里布层、抗菌PVC层和表面层中添加一定量的抗菌剂而进一步提高该PVC人 造革的抗菌性能。
为了实现上述目的，本发明还提供制备该抗菌PVC人造革的制备方法，该制备方法包括 以下步骤：
S1抗菌底胚制作，选用PVC专用高温带纹理离型纸，在所述离型纸上采用涂布法制备抗 菌底胚，再将所述里布层与所述抗菌底胚进行湿贴合，得到带纹理的抗菌半成品；所述抗菌 底胚包括抗菌PVC层和表面层，加工速度10-20m/min，加工温度140-200℃；
S2接着层制作，将步骤S1得到的所述抗菌半成品在二辊印刷涂台进行表面处理，将抗 菌表面处理液转印到所述抗菌半成品上形成所述表面层，所述表面层的加工速度10-18m/min，加工温度100-150℃，得到成品抗菌PVC人造革。
进一步的，步骤S1所述里布层加工方法：将所述基材面料进行预浸润处理，浸润液包含 浓度为5-10％的银离子或铜离子抗菌剂，里布层浸润时间控制在30±5min。
步骤S1所述抗菌PVC层的溶液制作方法：S11：将PVC粉糊树脂、生物基增塑剂、钙锌稳定剂、抗氧剂在搅拌桶里搅拌，搅拌时间30-40min，搅拌速度300±100rpm，粘度控制在5000±500cps范围以内。S12：搅拌至均一状态后加入表层复合抗菌剂，继续搅拌 20-30min，搅拌速度200±100rpm。S13：将加入抗菌剂后的料液进行研磨，细度控制在≤30 μm。S14：将料液进行脱泡处理，脱泡时间30±5min，脱泡负压≥-90Kpa，搅拌速度150± 50rpm；得到抗菌PVC层溶液。
步骤S1所述抗菌PVC层加工方法：在PVC涂布线加工，加工速度设定14-18m/min，加工温度设定区间150-190℃。在涂布机尾部，将PVC抗菌里布采用湿贴合方式贴合到PVC底胚上，制得带纹理的抗菌半成品。
步骤S2所述抗菌表面处理液制备方法：S21：将表面处理剂、消泡剂、手感剂、交联剂 在搅拌桶里搅拌，搅拌时间30-40min，搅拌速度200±10rpm，粘度控制在500±100cps以内。S22：料液搅拌至均一状态后加入玻璃微球抗菌剂，继续搅拌30-40min，搅拌速度200 ±10rpm。S23：采用200目过滤网将料液进行过滤，最终得到均一的抗菌表面处理液。
步骤S2所述表面层加工方法：将所述抗菌半成品在PVC二辊印刷涂台进行表面处理，加 工速度12-16m/min，加工温度各区设定在100-130℃，第一涂印刷涂台采用150或120目绢 目轮，第二涂印刷涂台采用120目或100目绢目轮加工，烘干得到抗菌PVC人造革。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明制得的汽车内饰用抗菌PVC人造革具有三重抗菌结构设计，分别是里布层、抗 菌PVC层和表面层。通过浸渍、涂层等对普通面料进行功能添加，将银离子抗菌剂修饰到里 布面料中，从而实现里布抗菌效果；其抗菌PVC层，添加了新型复合抗菌剂，即将银离子负 载在亚微米级立方磷酸锆上，再通过季铵化改性的壳聚糖包覆的锌离子或铜离子复合而成的 复合抗菌剂。季铵化的壳聚糖抗菌活性会显著增加，是壳聚糖衍生物中抗菌效果最好的，并 且抑菌活性随着正电荷的增加而增强，通过与银离子的多层复配抗菌剂能够得到持续有效的 抗菌效果。
2、采用涂布工艺法制备抗菌底胚，在PVC表层添加适量生物基抗菌微囊，不仅与PVC处 方体系相容性好，还能通过微囊结构改善抗菌效果，延长抗菌时间。表面层，添加了纳米级 玻璃微珠包覆的银离子、锌离子或铜离子抗菌剂，使其能够更好的分散在表面处理液中，并 能够持续缓慢释放抗菌有效成分。将PVC里布进行预处理，在与PVC皮革贴合之前，首先对 里布进行抗菌抗病毒处理，赋予PVC里布抗菌功能。且里布层选自天然纤维、再生纤维或者 合成纤维为基材面料，通过浸渍、涂层等对基材面料进行功能添加，将银离子抗菌剂修饰到 里布面料中，使里布层具有抗菌效果；从而实现多层结构的抗菌效果，有效延长抗菌时间。
3、在后道表面处理工序中，进行两道辊涂印刷，并在面层中添加复配抗菌剂，使用水系 表面处理剂，提高抗菌PVC人造革环保属性。采用涂布工艺法制备抗菌PVC人造革底胚的同 时，采用PVC专用高温带纹理离型纸加工，加工出来的LAM半成品就具有客户想要的纹理， 无需在进行压花工艺，一方面省去了一道工序，降低成本，另一方面减少了一次热成型过程， 减少对PVC人造革中抗菌剂有效成分的影响。
附图说明
图1是本发明一种抗菌PVC人造革的断面结构示意图；
图中标记：1-表面层，2-抗菌PVC层，3-PVC泡层，4-里布层。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明作进 一步的详细说明，以使本领域技术人员能够充分理解本发明的技术内容。应理解，以下实施 例用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员 根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例 具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做 合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
本发明提供一种抗菌PVC人造革(如图1所示)，包括里布层4、PVC泡层3、抗菌PVC层2和表面层1；该PVC泡层按重量份配比组成为：偶氮二甲酰胺20-80份，辅助发泡剂20-80份，活化剂1-20份，分散剂0.2-10份，加工助剂0.2-5份；抗菌PVC层由以下重量份数组 成：PVC糊树脂40-80份，增塑剂35-75份，稳定剂1-4份，抗氧化剂0.5-3份和抗菌剂1-10 份；表面层由以下重量份数组成：表面处理主剂80-130份，消泡剂0.5-1.5份，手感助剂 0.1-1份，交联剂2-10份，抗菌剂0.3-2份。
PVC糊树脂的聚合度为1300-1600，K值为71-76；增塑剂选自邻苯二甲酸酯类、环氧类 增塑剂、生物基增塑剂中的一种或两种以上的组合；稳定剂选自金属皂、钙锌类、有机锡、 环氧化合物、稀土类稳定剂中的一种或两种以上的组合。
里布层选自天然纤维、再生纤维或者合成纤维为基材面料，并将抗菌剂添加到基材面料 中，得到抗菌里布层；抗菌剂为银离子抗菌剂或锌离子抗菌剂或铜离子抗菌剂；抗菌剂是将 银离子、锌离子或铜离子负载在纳米级玻璃微珠上而获得无机金属离子型抗菌剂；抗菌剂是 将银离子负载在亚微米级立方磷酸锆上，再通过季铵化改性的壳聚糖包覆的锌离子或铜离子 复合而成的新型复合抗菌剂；抗菌剂的银离子有效成分5-20％，锌离子或铜离子有效成分 30-60％；抗菌剂粒径分布D50(粒度分布百分数达到50％)为0.5-1.2μm，D90(粒度分布百 分数达到90％)为0.7-1.5μm；壳聚糖的季铵化改性是在壳聚糖分子骨架上引入不同碳数的 季铵基团，且pH保持6-8，并在碱性水溶液中进行锌离子或者铜离子的包覆。
通过在里布层、抗菌PVC层和表面层中添加一定量的抗菌剂而进一步提高该PVC人造革 的抗菌性能。
本发明还提供制备该抗菌PVC人造革的制备方法，采用涂布法制备且包括以下步骤：
S1抗菌底胚制作，选用PVC专用高温带纹理离型纸，在离型纸上采用涂布法制备抗菌底 胚，再将里布层与抗菌底胚进行湿贴合，得到带纹理的抗菌半成品；抗菌底胚包括抗菌PVC 层和表面层，加工速度10-20m/min，加工温度140-200℃；
步骤S1里布层加工方法：将基材面料进行预浸润处理，浸润液包含浓度为5-10％的银离 子或铜离子抗菌剂，里布层浸润时间控制在30±5min。
步骤S1抗菌PVC层的溶液制作方法：S11：将PVC粉糊树脂、生物基增塑剂、钙锌稳定剂、抗氧剂在搅拌桶里搅拌，搅拌时间30-40min，搅拌速度300±100rpm，粘度控制在5000±500cps范围以内。S12：搅拌至均一状态后加入表层复合抗菌剂，继续搅拌20-30min，搅拌速度200±100rpm。S13：将加入抗菌剂后的料液进行研磨，细度控制在≤30μm。S14：将 料液进行脱泡处理，脱泡时间30±5min，脱泡负压≥-90Kpa，搅拌速度150±50rpm；得到抗 菌PVC层溶液。
步骤S1抗菌PVC层加工方法：在PVC涂布线加工，加工速度设定14-18m/min，加工温度设定区间150-190℃。在涂布机尾部，将PVC抗菌里布采用湿贴合方式贴合到PVC底胚上，制得带纹理的抗菌半成品。
S2接着层制作，将步骤S1得到的抗菌半成品在二辊印刷涂台进行表面处理，将抗菌表 面处理液转印到抗菌半成品上形成表面层，表面层的加工速度10-18m/min，加工温度100-150℃，得到成品抗菌PVC人造革。
步骤S2抗菌表面处理液制备方法：S21：将表面处理剂、消泡剂、手感剂、交联剂等在 搅拌桶里搅拌，搅拌时间30-40min，搅拌速度200±10rpm，粘度控制在500±100cps以内。 S22：料液搅拌至均一状态后加入玻璃微球抗菌剂，继续搅拌30-40min，搅拌速度200±10rpm。S23：采用200目过滤网将料液进行过滤，最终得到均一的抗菌表面处理液。
步骤S2表面层加工方法：将抗菌半成品在PVC二辊印刷涂台进行表面处理，加工速度 12-16m/min，加工温度各区设定在100-130℃，第一涂印刷涂台采用150或120目绢目轮，第二涂印刷涂台采用120目或100目绢目轮加工，烘干得到抗菌PVC人造革。
实施例1：
该抗菌PVC人造革制备方法如下：该抗菌PVC层的制备原料按重量份数包括以下组分：PVC糊树脂50份，生物基增塑剂40份，钙锌稳定剂3份，抗氧剂0.5份，抗菌剂1份；表 面层的制备原料包括表面处理主剂100份，消泡剂0.5份、手感助剂1份、交联剂5份，抗 菌剂1份。
抗菌PVC人造革制备方法为：将抗菌PVC层的制备原料按重量份进行预混合，在倒入PVC 涂布机进行加工，加工速度设定16m/min，加工温度设定区间150-190℃。在涂布机尾部， 将PVC抗菌里布采用湿贴合方式贴合到PVC底胚上，制得带纹理的抗菌PVC人造革半成品。 在将半成品运到二辊印刷机涂台进行表面处理，将抗菌表面处理液转印到PVC人造革半成品 表面，加工速度设定15m/min，温度设定区间100-120℃，经烘干后，最终形成抗菌PVC人造 革，并进行性能检测，结果参见表1。
实施例2：
该抗菌PVC人造革制备如下：该抗菌PVC层的制备原料按重量份数包括以下组分：PVC 糊树脂60份，生物基增塑剂30份，钙锌稳定剂3份，抗氧剂0.5份，抗菌剂1份；表面层 的制备原料包括表面处理主剂100份，消泡剂0.5份、手感助剂1份、交联剂5份，抗菌剂 1份。
抗菌PVC人造革制备方法为：将抗菌PVC层的制备原料按重量份进行预混合，在倒入PVC 涂布机进行加工，加工速度设定16m/min，加工温度设定区间150-190℃。在涂布机尾部， 将PVC抗菌里布采用湿贴合方式贴合到PVC底胚上，制得带纹理的抗菌PVC人造革半成品。 在将半成品运到二辊印刷机涂台进行表面处理，将抗菌表面处理液转印到PVC人造革半成品 表面，加工速度设定15m/min，温度设定区间100-120℃，经烘干后，最终形成抗菌PVC人造 革，并进行性能检测，结果参见表1。
实施例3：
该抗菌PVC人造革制备如下：该抗菌PVC层的制备原料按重量份数包括以下组分：PVC 糊树脂50份，生物基增塑剂40份，钙锌稳定剂3份，抗氧剂0.5份，抗菌剂2份。表面层 的制备原料包括表面处理主剂100份，消泡剂0.5份、手感助剂1份、交联剂5份，抗菌剂 1份。
抗菌PVC人造革制备方法为：将抗菌PVC层的制备原料按重量份进行预混合，在倒入PVC 涂布机进行加工，加工速度设定16m/min，加工温度设定区间150-190℃。在涂布机尾部， 将PVC抗菌里布采用湿贴合方式贴合到PVC底胚上，制得带纹理的抗菌PVC人造革半成品。 在将半成品运到二辊印刷机涂台进行表面处理，将抗菌表面处理液转印到PVC人造革半成品 表面，加工速度设定15m/min，温度设定区间100-120℃，经烘干后，最终形成抗菌PVC人造 革，并进行性能检测，结果参见表1。
实施例4：
该抗菌PVC人造革制备如下：该抗菌PVC层的制备原料按重量份数包括以下组分：PVC 糊树脂50份，生物基增塑剂40份，钙锌稳定剂3份，抗氧剂0.5份，抗菌剂2份。表面层 的制备原料包括表面处理主剂100份，消泡剂0.5份、手感助剂1份、交联剂5份，抗菌剂 2份。
抗菌PVC人造革制备方法为：将抗菌PVC层的制备原料按重量份进行预混合，在倒入PVC 涂布机进行加工，加工速度设定16m/min，加工温度设定区间150-190℃。在涂布机尾部， 将PVC抗菌里布采用湿贴合方式贴合到PVC底胚上，制得带纹理的抗菌PVC人造革半成品。 在将半成品运到二辊印刷机涂台进行表面处理，将抗菌表面处理液转印到PVC人造革半成品 表面，加工速度设定15m/min，温度设定区间100-120℃，经烘干后，最终形成抗菌PVC人造 革，并进行性能检测，结果参见表1。
对比例：
该汽车内饰普通(空白实验，未添加抗菌剂)PVC人造革制备如下：该普通PVC层的制 备原料按重量份数包括以下组分：PVC糊树脂50份，生物基增塑剂40份，钙锌稳定剂3份，抗氧剂0.5份。普通表面层的制备原料包括表面处理主剂100份，消泡剂0.5份、手感助剂 1份、交联剂5份。
抗菌PVC人造革制备方法为：将普通PVC层的制备原料按重量份进行预混合，在倒入PVC 涂布机进行加工，加工速度设定16m/min，加工温度设定区间150-190℃。在涂布机尾部， 将PVC普通里布采用湿贴合方式贴合到PVC底胚上，制得带纹理的PVC人造革半成品。在将 半成品运到二辊印刷机涂台进行表面处理，将普通表面处理液转印到PVC人造革半成品表 面，加工速度设定15m/min，温度设定区间100-120℃，经烘干后，最终形成普通PVC人造革，并进行性能检测，结果参见表1。
表1抗菌PVC人造革进行性能检测表
按照上述方法制备的抗菌PVC人造革进行性能检测，测试标准依据GB/T 21866，其抗菌 率计算公式：R＝(B-C)/BC×100；
式中：
R-----抗菌率(％)；
B-----空白对照样板24h后平均回收菌数；
C-----抗菌涂料样板24h后平均回收菌数；
抗菌耐久性(耐光)试验条件：波长253.7nm的紫外灯，抗菌涂料试板距离紫外灯0.8m～1.0m，照射100h。
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉 此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。