一种高通透性pvc人造革及其应用
阅读说明：本技术 一种高通透性pvc人造革及其应用 (High-permeability PVC artificial leather and application thereof ) 是由 顾跃进 于 2020-12-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高通透性PVC人造革及其应用,包括聚氯乙烯、四乙烯五胺、改性聚氯乙烯、自制胶粘剂、大豆蛋白、天然树脂、植物油、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、增塑剂、稳定剂、发泡剂。经过氯化处理的聚氯乙烯分子提高热变形温度和材料的溶解性能,同时还具有良好的黏结性；用四乙烯五胺将氯化后的聚氯乙烯进行改性,最大限度的增强了材料的拉伸强度；自制胶粘剂利用醋酸乙烯-乙烯共聚乳液与改性天然树脂、改性植物油和改性大豆蛋白,提高了PVC人造革的剥离强度；制备人造革时两面的压延成膜与发泡处理同时进行,发泡处理向压延成膜提供更多的压力使材料与布基结合的更紧密,也使得发泡时间缩短。(The invention discloses high-permeability PVC artificial leather and application thereof. The chlorinated polyvinyl chloride molecules improve the thermal deformation temperature and the solubility of the material, and have good cohesiveness; the chlorinated polyvinyl chloride is modified by using tetraethylenepentamine, so that the tensile strength of the material is enhanced to the maximum extent; the self-made adhesive improves the peeling strength of the PVC artificial leather by using the vinyl acetate-ethylene copolymer emulsion, the modified natural resin, the modified vegetable oil and the modified soybean protein; when the artificial leather is prepared, calendering film forming and foaming treatment on two sides are carried out simultaneously, and the foaming treatment provides more pressure for the calendering film forming so that the material is combined with the cloth base more tightly, and the foaming time is also shortened.)
技术领域
本发明涉及PVC人造革技术领域，具体为一种高通透性PVC人造革及其应用。
背景技术
随着PVC生产和加工技术的不断进步和发展，PVC人造革不仅在质量上有了很大提高，而且花色品种也在日益增多。具备高通透性的PVC人造革非常受欢迎，但过度追求较高的通透性会影响到PVC人造革的其他性能，例如抗拉伸性、剥离强度、耐寒、耐高温等。
所以针对高通透性的PVC人造革的性能优化，提升性能的同时不影响其通透性，具备较好的发展前景。因此制备一种拉伸强度大、剥离强度大的高通透性PVC人造革，是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高通透性PVC人造革，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供如下技术方案：一种高通透性PVC人造革，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
20～40份聚氯乙烯、5～10份四乙烯五胺、10～15份改性聚氯乙烯、5～10份自制胶粘剂、5～10份大豆蛋白、5～10份天然树脂、2～5份植物油、10～15份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、2～5份增塑剂、2～5份稳定剂、2～5份发泡剂。
优选的，所述改性聚氯乙烯是先将聚氯乙烯进行氯化处理，再使用四乙烯五胺进行改性制得的，经过氯化处理的聚氯乙烯分子排列的不规则性增加，极性增加，化学稳定性增加，提高热变形温度和材料的溶解性能，同时还具有良好的黏结性；用四乙烯五胺将氯化后的聚氯乙烯进行改性，四乙烯五胺可以与活性氯发生反应，形象离子型交联键接枝在聚氯乙烯分子链上，氯化后的聚氯乙烯活性氯含量增加，使更多的四乙烯五胺与聚氯乙烯进行反应，最大限度的增强了材料的拉伸强度。
优选的，所述自制胶粘剂以大豆蛋白的2-硫基乙醇溶液为溶剂，将改性天然树脂与醋酸乙烯-乙烯共聚乳液在溶液中共混，再加入改性的植物油制得，自制胶粘剂利用醋酸乙烯-乙烯共聚乳液与改性天然树脂、改性植物油和改性大豆蛋白，提高了PVC人造革的剥离强度。
本发明第二方面提供：一种高通透性PVC人造革的制备方法，工艺流程为：
（1）常压下将聚氯乙烯树脂在干燥状态下放入反应釜内，直接进行氯化反应，通入反应的混合气体含氯50%、含氟0.75%和氮49.25%，反应100min后获得氯化后的聚氯乙烯；
（2）向氯化后的聚氯乙烯中加入热稳定剂、固定增塑剂后，加入四乙烯五胺混合，氯化后的聚氯乙烯与四乙烯五胺摩尔比为8：1，密封在高速混合机中，加热进行混合，得到改性聚氯乙烯；
（3）在装有温度计，搅拌器和冷凝管的烧瓶中加入天然树脂和水，体积比为1：4，滴加氢氧化钠，调节pH至6～7，升温至90～95℃，反应2h制得改性天然树脂；
（4）在装有温度计，搅拌器和冷凝管的烧瓶中加入植物油和马来酸酐，过氧化氢作催化剂，在甘油浴中加热至190～200℃进行反应，再用冷水冷却至80℃，滴加氢氧化钠，得到改性植物油；
（5）将大豆蛋白加入到2-硫基乙醇溶液中，依次加入改性天然树脂、改性植物油、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液进行共混，体积比为1：1：5，制得自制胶粘剂；
（6）将改性聚氯乙烯与增塑剂、稳定剂按10：1：1的重量比进行混合，高速搅拌，一部分材料进行进行双层PVC人造革第一面制备，另一部分材料进行双层PVC人造革第二面制备，使用复合机复合时预先将自制胶粘剂涂抹与布基，然后布基两侧同时进行压延机压延成膜和发泡烘箱发泡，最后使用冷却辊冷却，自动收卷机卷取，制得成品。
优选的，所述步骤（6）中：
（a）双层PVC人造革第一面制备工艺：材料混合，密炼机初塑化，开炼机塑化，过滤机过滤，复合机与布基复合，压延机压延成膜；
（b）双层PVC人造革第二面制备工艺：材料混合，密炼机初塑化，开炼机塑化，过滤机过滤，复合机与布基复合，发泡烘箱发泡；
（c）冷却辊冷却，自动收卷机卷取。
优选的，所述双层PVC人造革在步骤（b）第二面制备工艺中初塑化即将完成时加入发泡剂。
优选的，所述步骤（b）所述塑化时进行多次翻动且伴随2～3次大翻。
优选的，所述步骤（b）所述双层PVC人造革两面的压延成膜与发泡处理同时进行。
优选的，所述双层PVC人造革在步骤（a）第一面制备工艺中与布基复合时的压延机温度为150～160℃，辊线速度为26～30m/min，贴合辊线速度为40m/min，贴合辊压力为2.0～3.0MPa。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
改性聚氯乙烯是先将聚氯乙烯进行氯化处理，再进行四乙烯五胺改性制得的；经过氯化处理的聚氯乙烯分子排列的不规则性增加，极性增加，化学稳定性增加，提高热变形温度和材料的溶解性能，同时还具有良好的黏结性；用四乙烯五胺将氯化后的聚氯乙烯进行改性，四乙烯五胺可以与活性氯发生反应，形象离子型交联键接枝在聚氯乙烯分子链上，氯化后的聚氯乙烯活性氯含量增加，使更多的四乙烯五胺与聚氯乙烯进行反应，最大限度的增强了材料的拉伸强度；通过对聚氯乙烯的处理，增强了拉伸强度，还使得聚氯乙烯一部分性能得到优化。
制备人造革时，使用自制胶粘剂；以大豆蛋白的2-硫基乙醇溶液为溶剂，将改性天然树脂与醋酸乙烯-乙烯共聚乳液在溶液中共混，再加入改性的植物油；2-硫基乙醇会对大豆蛋白进行改性，能够打开蛋白中存在的二硫键，暴露出更多的功能集团，增加了构建膜网络结构所需的键连接，进而提高了大豆蛋白的机械性能，随着疏水集团的增多，表面疏水性得到提高，使得整体的耐水性增加；改性天然树脂与醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的共混，增大了共混液胶粒的粒径和流动，减小了共混液粘度，提高了共混液的剥离强度；植物油与醋酸乙烯-乙烯共聚乳液相容性差，但经过改性的植物油与改性天然树脂的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的相容性好，增大其疏水性和剥离强度；制备人造革时，聚氯乙烯对于蛋白质的吸附作用，也增加了剥离强度。
使用压延复合法进行双层PVC人造革，在布基两侧一面进行压延复合，将原料进行混合初塑化、塑化、过滤杂质后，在压延机上压延成膜，与布基进行复合，布基另一面进行发泡工艺，将原料进行混合初塑化即将完成时加入发泡剂，塑化时进行多次翻动且伴随2～3次大翻使得发泡剂和其他助剂分散均匀，经过过滤后在发泡烘箱中进行发泡处理，两面的压延成膜与发泡处理同时进行，发泡处理向压延成膜提供更多的压力使材料与布基结合的更紧密，也使得发泡时间缩短，最后进行一次冷却卷取制得人造革成品；这样的PVC人造革即具有优异通透性，且双层结构又避免了单一发泡处理后的耐寒性变差，增大了PVC人造革的应用范围。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，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。
一种高通透性PVC人造革，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
20～40份聚氯乙烯、5～10份四乙烯五胺、10～15份改性聚氯乙烯、5～10份自制胶粘剂、5～10份大豆蛋白、5～10份天然树脂、2～5份植物油、10～15份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、2～5份增塑剂、2～5份稳定剂、2～5份发泡剂。
优选的，所述改性聚氯乙烯是先将聚氯乙烯进行氯化处理，再使用四乙烯五胺进行改性制得的，经过氯化处理的聚氯乙烯分子排列的不规则性增加，极性增加，化学稳定性增加，提高热变形温度和材料的溶解性能，同时还具有良好的黏结性；用四乙烯五胺将氯化后的聚氯乙烯进行改性，四乙烯五胺可以与活性氯发生反应，形象离子型交联键接枝在聚氯乙烯分子链上，氯化后的聚氯乙烯活性氯含量增加，使更多的四乙烯五胺与聚氯乙烯进行反应，最大限度的增强了材料的拉伸强度。
优选的，所述自制胶粘剂以大豆蛋白的2-硫基乙醇溶液为溶剂，将改性天然树脂与醋酸乙烯-乙烯共聚乳液在溶液中共混，再加入改性的植物油制得，自制胶粘剂利用醋酸乙烯-乙烯共聚乳液与改性天然树脂、改性植物油和改性大豆蛋白，提高了PVC人造革的剥离强度。
本发明第二方面提供：一种高通透性PVC人造革的制备方法，工艺流程为：
（1）常压下将聚氯乙烯树脂在干燥状态下放入反应釜内，直接进行氯化反应，通入反应的混合气体含氯50%、含氟0.75%和氮49.25%，反应100min后获得氯化后的聚氯乙烯；
（2）向氯化后的聚氯乙烯中加入热稳定剂、固定增塑剂后，加入四乙烯五胺混合，氯化后的聚氯乙烯与四乙烯五胺摩尔比为8：1，密封在高速混合机中，加热进行混合，得到改性聚氯乙烯；
（3）在装有温度计，搅拌器和冷凝管的烧瓶中加入天然树脂和水，体积比为1：4，滴加氢氧化钠，调节pH至6～7，升温至90～95℃，反应2h制得改性天然树脂；
（4）在装有温度计，搅拌器和冷凝管的烧瓶中加入植物油和马来酸酐，过氧化氢作催化剂，在甘油浴中加热至190～200℃进行反应，再用冷水冷却至80℃，滴加氢氧化钠，得到改性植物油；
（5）将大豆蛋白加入到2-硫基乙醇溶液中，依次加入改性天然树脂、改性植物油、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液进行共混，体积比为1：1：5，制得自制胶粘剂；
（6）将改性聚氯乙烯与增塑剂、稳定剂按10：1：1的重量比进行混合，高速搅拌，一部分材料进行进行双层PVC人造革第一面制备，另一部分材料进行双层PVC人造革第二面制备，使用复合机复合时预先将自制胶粘剂涂抹与布基，然后布基两侧同时进行压延机压延成膜和发泡烘箱发泡，最后使用冷却辊冷却，自动收卷机卷取，制得成品。
优选的，所述步骤（6）中：
（a）双层PVC人造革第一面制备工艺：材料混合，密炼机初塑化，开炼机塑化，过滤机过滤，复合机与布基复合，压延机压延成膜；
（b）双层PVC人造革第二面制备工艺：材料混合，密炼机初塑化，开炼机塑化，过滤机过滤，复合机与布基复合，发泡烘箱发泡；
（c）冷却辊冷却，自动收卷机卷取。
优选的，所述双层PVC人造革在步骤（b）第二面制备工艺中初塑化即将完成时加入发泡剂。
优选的，所述步骤（b）所述塑化时进行多次翻动且伴随2～3次大翻。
优选的，所述步骤（b）所述双层PVC人造革两面的压延成膜与发泡处理同时进行。
优选的，所述双层PVC人造革在步骤（a）第一面制备工艺中与布基复合时的压延机温度为150～160℃，辊线速度为26～30m/min，贴合辊线速度为40m/min，贴合辊压力为2.0～3.0MPa。
实施例1：高通透性PVC人造革一：
一种高通透性PVC人造革，该PVC人造革组分以重量份计：
聚氯乙烯重量分数为20份、四乙烯五胺分数为5份、改性聚氯乙烯重量分数为10份、自制胶粘剂重量分数为5份、大豆蛋白重量分数为5份、天然树脂重量分数为5份、植物油重量分数为2份、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液重量分数为10份、增塑剂重量分数为2份、稳定剂重量分数为2份、发泡剂重量分数为2份。
该PVC人造革的制备方法如下：
（1）常压下将重量分数为20份的聚氯乙烯树脂在干燥状态下放入反应釜内，直接进行氯化反应，通入反应的混合气体含氯50%、含氟0.75%和氮49.25%，反应100min后获得氯化后的聚氯乙烯；
（2）向氯化后的聚氯乙烯中加入热稳定剂、固定增塑剂后，加入四乙烯五胺混合，氯化后的聚氯乙烯与四乙烯五胺摩尔比为8：1，密封在高速混合机中，加热进行混合，得到改性聚氯乙烯；
（3）在装有温度计，搅拌器和冷凝管的烧瓶中加入天然树脂和水，体积比为1：4，滴加氢氧化钠，调节pH至6，升温至90℃，反应2h制得改性天然树脂；
（4）在装有温度计，搅拌器和冷凝管的烧瓶中加入植物油和马来酸酐，过氧化氢作催化剂，在甘油浴中加热至190℃进行反应，再用冷水冷却至80℃，滴加氢氧化钠，得到改性植物油；
（5）将大豆蛋白加入到2-硫基乙醇溶液中，依次加入改性天然树脂、改性植物油、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液进行共混，体积比为1：1：5，制得自制胶粘剂；
（6）将改性聚氯乙烯与增塑剂、稳定剂按10：1：1的重量比进行混合，高速搅拌，一部分材料进行进行双层PVC人造革第一面制备，另一部分材料进行双层PVC人造革第二面制备，第二面制备工艺中初塑化即将完成时加入发泡剂，塑化时进行多次翻动且伴随2次大翻，使用复合机复合时预先将自制胶粘剂涂抹与布基，然后布基两侧同时进行压延机压延成膜和发泡烘箱发泡，压延机温度为150℃，辊线速度为26m/min，贴合辊线速度为40m/min，贴合辊压力为2.5MPa，最后使用冷却辊冷却，自动收卷机卷取，制得成品。
所述稳定剂为钡锌稳定剂；
所述增塑剂为二辛脂与二丁酯混合物。
实施例2：高通透性PVC人造革一：
一种高通透性PVC人造革，该PVC人造革组分以重量份计：
聚氯乙烯重量分数为40份、四乙烯五胺分数为10份、改性聚氯乙烯重量分数为15份、自制胶粘剂重量分数为10份、大豆蛋白重量分数为10份、天然树脂重量分数为10份、植物油重量分数为5份、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液重量分数为15份、增塑剂重量分数为5份、稳定剂重量分数为5份、发泡剂重量分数为5份。
该PVC人造革的制备方法如下：
（1）常压下将重量分数为40份的聚氯乙烯树脂在干燥状态下放入反应釜内，直接进行氯化反应，通入反应的混合气体含氯50%、含氟0.75%和氮49.25%，反应100min后获得氯化后的聚氯乙烯；
（2）向氯化后的聚氯乙烯中加入热稳定剂、固定增塑剂后，加入四乙烯五胺混合，氯化后的聚氯乙烯与四乙烯五胺摩尔比为8：1，密封在高速混合机中，加热进行混合，得到改性聚氯乙烯；
（3）在装有温度计，搅拌器和冷凝管的烧瓶中加入天然树脂和水，体积比为1：4，滴加氢氧化钠，调节pH至7，升温至95℃，反应2h制得改性天然树脂；
（4）在装有温度计，搅拌器和冷凝管的烧瓶中加入植物油和马来酸酐，过氧化氢作催化剂，在甘油浴中加热至190℃进行反应，再用冷水冷却至80℃，滴加氢氧化钠，得到改性植物油；
（5）将大豆蛋白加入到2-硫基乙醇溶液中，依次加入改性天然树脂、改性植物油、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液进行共混，体积比为1：1：5，制得自制胶粘剂；
（6）将改性聚氯乙烯与增塑剂、稳定剂按10：1：1的重量比进行混合，高速搅拌，一部分材料进行进行双层PVC人造革第一面制备，另一部分材料进行双层PVC人造革第二面制备，第二面制备工艺中初塑化即将完成时加入发泡剂，塑化时进行多次翻动且伴随3次大翻，使用复合机复合时预先将自制胶粘剂涂抹与布基，然后布基两侧同时进行压延机压延成膜和发泡烘箱发泡，压延机温度为160℃，辊线速度为29m/min，贴合辊线速度为40m/min，贴合辊压力为2.8MPa，最后使用冷却辊冷却，自动收卷机卷取，制得成品。
所述稳定剂为钡锌稳定剂；
所述增塑剂为二辛脂与二丁酯混合物。
对比例1
对比例1的处方组成同实施例1。该PVC人造革的的制备方法与实施例1的区别仅在于不进行步骤（1）（2）的制备，步骤（6）直接使用聚氯乙烯进行制备，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PVC人造革的的制备方法与实施例1的区别仅在于不进行步骤（3）（4）（5）的制备，步骤（6）直接使用普通胶粘剂进行制备，其余制备步骤同实施例1。
试验例1
1、试验方法
实施例1与对比例1为对照试验，将实施例1与对比例2制备得到的高弹性PVC人造革裁剪成相同尺寸，对比拉伸可以将其破坏的最小的力。
2、试验结果
实施例1与对比例1被拉伸破坏时受到的最小力的对比参见表2。
表2受到的最小力值
力（N） 实施例1 235.9 对比例1 195.6
通过实施例1与对比例1被破坏时受到的最小力进行对比，可以明显发现实施例1将其破坏的最小的力大于对比例1，说明本发明使用的改性聚氯乙烯，可以增强PVC人造革的拉伸强度，预示着本发明制备的PVC人造革具有优异的抗拉伸性能。
试验例2
1、试验方法
实施例1与对比例2为对照试验，将实施例1与对比例2制备得到的高弹性PVC人造革裁剪成相同尺寸，将材料与布基分离时受到的力的大小进行比较。
2、试验结果
实施例1与对比例2制备得到的高弹性PVC人造革材料与布基分离时受到的力的大小对比参见表1。
表1受力值
力（N） 实施例1 100.8 对比例2 88.2
通过实施例1与对比例2制备得到的高弹性PVC人造革材料与布基分离时瘦到受到的力的大小对比，实施例1的材料与布基分离的力大于对比例2，说明本发明使用的自制胶粘剂可以使材料与布基结合的更紧密，预示着本发明制备高弹性PVC人造革剥离强度较大。
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。
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