防污、超低总碳散发、耐磨耗牛皮汽车坐垫革制造工艺

文档序号:695917 发布日期:2021-05-04 浏览:30次 >En<

阅读说明:本技术 防污、超低总碳散发、耐磨耗牛皮汽车坐垫革制造工艺 (Manufacturing process of antifouling, ultralow-total-carbon-emission and wear-resistant cowhide automobile cushion leather ) 是由 段宝荣 王全杰 张明发 唐志海 祝妙凤 赵佳 仇同济 王琦研 张凯 于 2019-05-16 设计创作,主要内容包括:本发明涉及防污、超低总碳散发、耐磨耗牛皮汽车坐垫革制造工艺,底涂涂料包括水性颜料膏、耐光性涂料、耐光性丙烯酸酯类树脂涂料、耐光性水性聚氨酯、阻燃性涂料和阳离子油;中涂涂料包括消光聚氨酯、亮光聚氨酯、交联剂、材料、耐磨耗聚氨酯、碳化二亚胺、PTFE乳液和抑制烟雾材料;顶涂涂料包括手感剂和阳离子油。所制备的牛皮汽车坐垫革在保持阻燃、耐光和低雾化的基础上,提高了汽车革的防污、超低总碳散发、耐磨耗性能。(The invention relates to a process for manufacturing antifouling, ultralow-total-carbon-emission and wear-resistant cowhide automobile cushion leather, wherein a primary coating comprises water-based pigment paste, light-resistant coating, light-resistant acrylate resin coating, light-resistant waterborne polyurethane, flame-retardant coating and cationic oil; the intermediate coating comprises delustering polyurethane, bright polyurethane, a cross-linking agent, a material, wear-resistant polyurethane, carbodiimide, PTFE emulsion and a smoke inhibiting material; the top coating includes a hand feel agent and a cationic oil. The prepared cowhide automobile cushion leather improves the antifouling, ultralow total carbon emission and wear resistance of the automobile leather on the basis of keeping flame retardance, light resistance and low atomization.)

防污、超低总碳散发、耐磨耗牛皮汽车坐垫革制造工艺

本案是2019104054056的分案。

技术领域

本发明涉及一种汽车坐垫革的制造工艺,特别涉及防污、超低总碳散发、耐磨耗牛皮汽车坐垫革的制造工艺。

背景技术

中国是目前世界上最大的汽车消费市场,2017 年汽车产量超过 2900 万辆,其中20%配备真皮座椅。随着车市的繁荣,汽车制革的商机被越来越多的皮革企业所关注。2017年底统计显示,在全国皮革行业的所有制品利润普遍下降的环境下,唯独汽车革的利润保持增长。

中国发明专利201510694401.6公开了一种“阻燃、耐黄变、低雾化牛皮汽车坐垫革制造工艺”,其采用了以无铵盐脱灰代替铵盐脱灰,以高温水洗来降低坐垫革的雾化值,以复鞣、加脂和涂饰步步联防提高皮革的阻燃性能,以耐光性材料提高涂层的耐光性的汽车坐垫革制备工艺,所制备的牛皮汽车坐垫革具有较好的阻燃和耐黄变性能,同时雾化值更低,并且更耐黄变。该工艺还选择滚涂代替喷涂降低了皮化材料使用量。

中国发明专利201510694403.5公开了一种“阻燃、耐光、低雾化可降解牛皮汽车坐垫革制造工艺”。其以无铵盐脱灰代替铵盐脱灰,选择四羟甲基硫酸磷、阻燃性淀粉型皮革表面活性剂作为皮革鞣剂,取代传统的铬鞣剂,以高温水洗来降低坐垫革的雾化值,以复鞣、加脂和涂饰步步联防提高皮革的阻燃性能,以耐光性材料提高涂层的耐光性,选择滚涂代替喷涂降低了皮化材料使用量,所制备的牛皮汽车坐垫革阻燃性和耐光性更好,雾化值更低,并且更易于降解。

作为现有技术的上述两项专利所公开的技术方案,较少涉及如何实现低碳散发,如何进一步提高防污性能以及如何提高成品革的耐磨性能。由于汽车通常使用寿命长,且各种污染物沾在汽车革表面上的几率较大,影响了汽车革的美感和使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是,提供一种防污、超低总碳散发、耐磨耗牛皮汽车坐垫革制造工艺,所制备的牛皮汽车坐垫革在保持较好的阻燃、耐光和低雾化性能的基础上,具有更好的防污、超低总碳散发和耐磨性能 。

本发明的技术方案如下:

防污、超低总碳散发、耐磨耗牛皮汽车坐垫革制造工艺,包括脱灰工序,复鞣工序

中和工序,加脂工序和涂饰工序,其特征在于:所述涂饰工序中依次进行底涂、中涂和顶涂,涂饰均采用滚涂,滚涂温度101~105℃,底涂滚三次,中涂滚二次,顶涂滚一次,各层涂料如下:

(a)、底涂涂料重量份数配比:水性颜料膏0.5~2 份,水 25份,耐光性涂料2~4份,耐光性丙烯酸酯类树脂涂料1~3份、耐光性水性聚氨酯2~4份、阻燃性涂料2~7份、阳离子油0.3~0.5份;

其中,耐光性涂料的制备方法为:将硅丙乳液50g、全氟辛基磺酸四乙基胺1~1.3g、季戊四醇0.2~0.6g、环氧氯丙烷0.5~1.3g、纳米二氧化钛0.2~0.7g、聚乙烯醇1.2~3.2g和水15~25g混合,高速搅拌1~3h,在60~80℃下反应1~3h,得耐光性涂料;

(b)、中涂涂料重量份数配比:水40份,消光聚氨酯20~60 份,亮光聚氨酯5~20份,交联剂 4~15份,材料B 6~12份,耐磨耗聚氨酯6~12份,碳化二亚胺0.3~0.6份, PTFE乳液0.2~0.7份、抑制烟雾材料0.4~0.8份;

其中,材料B的制备方法为:将2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.6g、丙烯酸树脂3.4~6.2g、邻甲基苯甲酰氯0.15~0.30g、渗透剂0.2~0.4g以及4-硝基邻苯二胺0.1~0.2g混合搅拌均匀,得材料B;

其中,耐磨耗聚氨酯的制备方法为:在反应容器中加入分子量为2000 的聚碳酸酯二醇 38g,4, 4- 二苯基甲烷二异氰酸酯9.6~11.6g,二月桂酸二丁基锡0.10~0.15g,于70~80℃搅拌反应1~3h,得聚氨酯预聚体,向聚氨酯预聚体中加入亲水扩链剂二羟甲基丙酸0.6~3.1g,丙酮溶剂6.5~7.5g,于60~80℃条件下搅拌反应 0.5~1h ;再加入2.0~3.0g 三乙胺以及100~120g水乳化 20~40min,得到耐磨耗聚氨酯;

抑制烟雾材料制备方法为:将硼砂0.2~0.6g、钼酸铵0.8~1.2g、聚乙二醇0.1~0.4g和水50g于50~70℃下混合搅拌1~2h,再升温到80℃,加入四羟基合铝酸钠0.1~0.4g、衣康酸1.2~1.6g和乙基丙二酸二乙酯0.2~0.7g,控制pH5.0左右下搅拌反应1~2h,得该抑制烟雾材料;

(c)、顶涂涂料重量份数配比:水14份,手感剂5~7份和阳离子油0.2~0.3份。

优选地,所述的耐光性丙烯酸酯类树脂涂料为碳纳米管改性丙烯酸酯类树脂耐光性涂料。

优选地,所述脱灰工序包括预脱灰工序和主脱灰工序;预脱灰工序:以修边后浸灰裸皮重为计重基数,施加乳酸镁0.2~0.7%、2-羟基丙酸0.2%进行预脱灰,浴液液比100%~150%,浴液pH 9.5左右,浴液温度控制在18~25℃,转动60~90min; 所述主脱灰工序:浴液比100%~150%,浴液温度18~25℃,加入4-甲基水杨酸0.2~0.7%,pH9.0左右,转动60~90min。

优选地,所述复鞣工序:浴液比100~200%,浴液温度40℃,加入四羟甲基硫酸磷2%~5%,复鞣型膨胀阻燃剂1~3%,皮革专用膨胀型淀粉阻燃剂2%,转动30~50min,加入甲酸钠0.2~0.6%,转动30min,然后加入碳酸氢钠调pH为5.0,再转40min,用50℃的水水洗两次,每次10min,排液。

优选地,所述复鞣型膨胀阻燃剂按照201010013610.7的实例二制备而成。

优选地,所述皮革专用膨胀型淀粉阻燃剂按照201010534448.3的实例三制备而成。

优选地,所述中和工序:以修边后削匀皮重为计重基数,浴液液比120%,浴液温度34~36℃,加甲酸钠0.8~1.0% ,转30~50min,加碳酸钠 0.4%~0.7% ,再转40~60min,用55~60℃的水水洗两次,排液。

优选地,所述加脂工序:以修边后削匀皮重为计重基数,浴液液比80%,浴液温度38~42℃,加入加脂剂SE 5~11%,转30~60min,阻燃性磷酸化加脂剂A 1~ 3%和阻燃性磷酸化加脂剂B 2~ 4%,转60~90min,加水100%,浴液温度调整到48~52℃,转60~90min,加甲酸 1.5~2.0%,转60~90min,用62~65℃的水水洗两次,排液。

优选地,所述阻燃性磷酸化加脂剂A按照201210416063.6的实例二制备而成;所述阻燃性磷酸化加脂剂B按照201410430147.4的实例一制备而成。

优选地,所述的丙烯酸树脂按照发明专利201410159426.1中实例一制备而成。

本发明的积极效果在于:

(1)、通过无氨脱灰、鞣后临界温度水洗、结合性加脂、高强度真空处理、完善涂饰材料分子链间网状结构等系列技术手段,能够有效降低TOC,得到低雾化、超低总碳散发的汽车坐垫革 。其中在降低TOC和雾化值的工艺上,本发明采取了以下五项措施:

a)、以无铵盐脱灰代替铵盐脱灰,并将柠檬酸镁、氯化镁、2-羟基-1,2,3-丙三羧酸镁盐、乙基氯化镁、甲基丙烯酸镁、乳酸镁、4-甲基水杨酸、乙酸钾和葡萄糖酸钾作为无铵脱灰剂,降低了废水中氨氮含量和汽车革的雾化值。

b)、鞣后临界温度水洗,在安全范围内,大幅度提高中和、复鞣以及加脂工序的水洗温度分别到50℃、55℃和65℃,充分洗掉小分子化合物,有效降低了皮革的总碳散发量。

c)、结合性加脂,采用本发明的结合性阻燃加脂剂,并利用淀粉基表面活性剂促进油脂均匀渗透,浴液澄清,油脂吸收率达95%,与皮革纤维结合牢固,明显减少了游离油脂的产生。

d)、对水洗后革坯进行高强度真空处理,能够在短期内快速去除残留的挥发性小分子化合物。

e)、以涂饰材料的消光剂、软水性聚氨酯树脂、中硬聚氨酯树脂与异氰酸盐交联剂搭配,完善了涂饰材料的分子链间网状结构,延缓小分子物质的挥发,降低了TOC。

(2)、本发明制备并采用了作为耐磨性聚氨酯的聚碳酸酯二醇与异氰酸酯交联的PUD涂饰剂,并采用了双层聚四氟乙烯共聚物强化顶涂与聚氨酯的协同涂饰方法,增加了湿态革坯电荷调整和静电去除工序,有效解决了汽车革受日光曝晒下易黄变和反复摩擦下涂层脆弱、防尘效果差等现有工艺难于解决的技术问题。

(3)、针对汽车使用寿命长,会有各种污染物沾在汽车革表面,影响汽车革涂层的使用寿命和美感的问题,本发明在染色后,进行静电调理,在湿态条件下调整革坯中各种离子的电荷状态,消除强极性的离子,同时在底涂干燥和压花工序之间增加静电去除工序,两道工序联合确保了汽车坐垫革三防处理效果。

本发明还采用阳离子助剂罩面,改变涂层表面电荷,用以减少皮革对灰尘的吸附,在皮胚层上下覆盖封里层和封底层,作为支撑基料,增加了皮革的平整度,使得革身丰满柔软有弹性,革面更加平滑光亮。同时在皮革涂层间增加粘着层,通过良好的渗透防止脱层,并在一定温度下固化形成支撑柔韧性极好的弹性涂膜,提高了皮革质感,促进层间结合。采用双层聚四氟乙烯共聚物强化顶涂与聚氨酯的协同作用,赋予皮革更好的耐磨性,耐磨耗性能达到在10N的负荷下用CS-10摩擦500次而无明显损伤、剥落的突出效果。

碳化二亚胺促进耐磨性聚氨酯在皮革涂饰的交联,采用2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦作为光吸收剂、邻甲基苯甲酰氯和4-硝基邻苯二胺提高光吸收剂的吸收效果,并对灰尘有机物进行降解,采用渗透剂JFC促使光吸收剂在皮革的渗透,并于光吸收剂从皮革表面想内部的渗透,最大幅度提高光吸收剂的吸收。

(4)、耐光材料组分中,SD-528硅丙乳液具有极强的附着力,耐水性好,耐候优异,全氟辛基磺酸四乙基胺具有防水、防尘作用,纳米二氧化钛能够表面吸热,并促使在季戊四醇、环氧氯丙烷的合成产物表面形成致密炭层,具有优异的镜面反射效果,达到进一步提高耐光性的效果。

(5)、本发明利用硼砂、钼酸铵等来控制汽车革释放烟雾,四羟基合铝酸钠、衣康酸与硼砂、钼酸铵在乙基丙二酸二乙酯进行络合反应,促使硼砂、钼酸铵与汽车革表面结合反应,进一步提高了皮革的耐磨性能。

具体实施方式

下面结合实例进一步说明本发明。

本发明实施例工艺步骤如下:

(1)、预浸水:原皮称重作为步骤(1)材料用量及浴液液比的基数,施加0.10%的杀菌剂(Badericides 72,辉鹰兴业皮革有限公司),0.15% 浸水助剂(Humectan RDL,辉鹰兴业皮革有限公司),0.4%的纯碱,浴液液比控制在400%,浴液温度20~22℃,浴液pH8.8~9.2,波美度为8,每60min转5min,共计运行18h,次日依次进行去肉、修边、称重作为步骤(2)至步骤(4)的材料用量及浴液液比基数。

实测充水数据:生皮松散部位充水55%,紧实部位充水25%~30%。

(2)、主浸水:施加0.3%的杀菌剂(Badericides 72,辉鹰兴业皮革有限公司),0.3%的浸水助剂(Humectan RDL,辉鹰兴业皮革有限公司),0.3%的纯碱,浴液液比控制在 700%,浴液温度18~20℃,浴液pH 9.8~10.2,波美度为3~4,在浴液中以浸泡为主,转动为辅,每60min转5min,共计20h。

实测充水数据:松散部位充水80%,紧实部位充水60%。

(3)、涂灰碱脱毛:常规涂灰碱脱毛工艺。

(4)、浸灰:施加浸灰助剂0.6%(DERMOLLANAR,辉鹰兴业皮革有限公司) ,硫氢化钠0.4%,硫化钠1.5%(分三批加入),石灰1.4%,浴液液比90%,浴液温度24℃,转动时间180min,浴液pH11,停鼓过夜,去肉,修边,称重作为步骤(5)至步骤(9)的材料用量及浴液液比基数。

(5)、预脱灰:施加乳酸镁0.7%、2-羟基丙酸0.2%进行预脱灰,浴液液比150%,浴液pH 9.5,浴液温度控制在25℃,转动60min。

(6)、主脱灰:浴液比100%,浴液温度25℃,加入脱灰剂A0.7%,pH9.0,转动90min。

脱灰剂A为4-甲基水杨酸。

(7)、软化:常规软化工艺。

(8)、浸酸:浴液液比为70%,浴液温度19~20℃,食盐为9%,转动40min,调波美度8~10,加入甲酸钠0.8%,硫酸4.2%,转90min,pH2.5,倒掉三分之二浴液进入步骤(9)。

(9)、鞣制:HLS高吸收铬鞣剂4.2%(兄弟化工有限公司),转动2h,加小苏打0.9%,分三次加入,间隔20min, 加完转动6h,实测:pH4.2~4.5。

(10)、陈放:牛皮出鼓,陈放48h。

(11)、挤水、削匀:削匀厚度到1.8~2.0mm,称重作为步骤(12)至步骤(15)的材料用量及浴液液比的基数。

(12)、回湿:浴液液比250%,浴液温度35℃,加甲酸 0.2%,脱脂剂FA0.5%(克莱恩化工有限公司),转40min,pH3.5,排液,水洗两次,每次10min,排液。

(13)、复鞣:浴液比200%,浴液温度40℃,加入四羟甲基硫酸磷2%,复鞣型膨胀阻燃剂3%,皮革专用膨胀型淀粉阻燃剂2%,转动50min,加入甲酸钠0.6%,转动30min,然后加入碳酸氢钠调pH为5.0,再转40min,用50℃的水水洗两次,每次10min,排液。

其中,复鞣型膨胀阻燃剂按照中国专利201010013610.7“一种复鞣型膨胀阻燃剂的制备方法”的实例二制备而成。

皮革专用膨胀型淀粉阻燃剂按照中国专利201010534448.3“一种皮革专用膨胀型淀粉阻燃剂的制备方法”的实例三制备而成。

(14)、中和:浴液液比120%,浴液温度35℃,加甲酸钠0.8% ,转40min,加碳酸钠0.4%~0.7% ,再转50min,调节pH到5.2,用55℃的水水洗两次,每次10min,排液。

(15)、加脂:浴液液比80%,浴液温度40℃,加入加脂剂SE 11%(上海皮革化工厂),转60min,阻燃性磷酸化加脂剂A 3%和阻燃性磷酸化加脂剂B 4%,转1h,加水100%,浴液温度调整到50℃,转60min,加甲酸 1.5%,转60min,用65℃的水水洗两次,每次10min,排液,-1个大气压进行真空干燥。

其中,阻燃性磷酸化加脂剂A按照中国专利201210416063.6“一种阻燃性磷酸化加脂剂的制备方法”的实例二制备而成。

阻燃性磷酸化加脂剂B按照中国专利201410430147.4“一种阻燃性磷酸化加脂剂的制备方法”的实例一制备而成。

(16)、挂晾、干燥、回潮:常规工艺;

(17)、涂饰:依次进行底涂、中涂和顶涂,涂饰均采用滚涂,滚涂温度102℃,底涂滚三次,中涂滚二次,顶涂滚一次。各层涂料如下:

(a)、底涂:涂料重量份数配比:水性颜料膏NEOSAN 2000(克莱恩化工有限公司),2份,水 25份,耐光性涂料4份,碳纳米管改性丙烯酸酯类树脂耐光性涂料3份、耐光性水性聚氨酯4份、阻燃性涂料7份(201410324852.6的实例3制备而成)、作为阳离子油的Euderm oilKWO-C 0.4份(阳离子,朗盛化学);

其中,耐光性涂料的制备方法为:将SD-528硅丙乳液(南通生达化工有限公司)50g、全氟辛基磺酸四乙基胺1.3g、季戊四醇0.6g、环氧氯丙烷1.3g、纳米二氧化钛0.7g、聚乙烯醇3.2g和水20g混合,高速搅拌2h,在80℃下反应2h,得耐光性涂料。

碳纳米管改性丙烯酸酯类树脂耐光性涂料按照中国专利201310127206.6“一种碳纳米管改性丙烯酸酯类树脂耐光性涂料的制备方法”的实例一制备而成。

耐光性水性聚氨酯按照中国专利201310407835.4 “一种耐光性水性聚氨酯涂料的制备方法”的实例二制备而成。

阻燃性涂料按照中国专利201410324852.6 “一种阻燃性核壳型水性丙烯酸酯类树脂涂料的制备方法”的实例3制备而成。

(b)、中涂:涂料重量份数配比:水40份,消光聚氨酯 MATT 200(温州国仕邦高分子材料有限公司),60 份,亮光聚氨酯 HPV-C(美国氰特CYTEG公司),20份,交联剂 XL-701(美国斯塔尔),15份,材料B 12份,耐磨耗聚氨酯12份,碳化二亚胺0.6份, PTFE乳液0.7份(四氟新材料(苏州)有限公司)、抑制烟雾材料0.8g。

其中,材料B的制备方法为:将2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.6g、丙烯酸树脂6.2g、邻甲基苯甲酰氯0.2g、渗透剂JFC0.4g(深圳市新威顺洗涤用品有限公司)以及4-硝基邻苯二胺0.1g混合搅拌均匀,得材料B。其中丙烯酸树脂按照中国专利201410159426.1“一种耐光性丙烯酸酯类树脂涂料的制备方法”中实例一制备而成。

耐磨耗聚氨酯的制备方法为:在装有搅拌桨、温度计、冷凝管的 250ml 的四口烧瓶中,加入分子量为2000 的聚碳酸酯二醇 38g,4, 4- 二苯基甲烷二异氰酸酯11.6g,二月桂酸二丁基锡0.11g,于70℃反应1h,得聚氨酯预聚体,向聚氨酯预聚体中加入亲水扩链剂二羟甲基丙酸3.1g,丙酮溶剂7.1g,于80℃条件下反应 1h ;再用2.0g 三乙胺中和,最后加120g水乳化 20min,得到耐磨耗聚氨酯。

抑制烟雾材料制备方法为:将硼砂0.6g、钼酸铵1.2g、聚乙二醇0.4g和水50g于70℃下混合搅拌2h,再升温到80℃,加入四羟基合铝酸钠0.4g、衣康酸1.4g和乙基丙二酸二乙酯0.7g,控制pH5.0下搅拌反应2h,得该抑制烟雾材料。

(c)、顶涂:涂料重量份数配比:水14份,手感剂 2229W(山东川泽商贸有限公司),6份和作为阳离子油的Euderm oil KWO-C 0.2份(阳离子,朗盛化学)。

本发明实施例涉及到的未指定厂家的的化工材料,可以使用辉鹰兴业皮革有限公司同类产品进行替换。

分别对按照本发明实施例制备的阻燃、耐黄变、低雾化牛皮汽车坐垫革和现有同类汽车坐垫革进行检测,检测数据如下表。

表1 防污、超低总碳散发、耐磨耗牛皮汽车坐垫革性能

项目 本发明制备的汽车坐垫革检测结果 对比文件的汽车座垫革检测结果
湿热稳定性/℃ 94 95
抗张强度/Mpa 16.7 16.2
最大断裂伸长率/% 43 44
干摩擦色牢度/级 4.5 4.5
湿摩擦色牢度/级 4.5 4.0
涂层粘着牢度/(N/10mm) 7.3 5.6
干热收缩温度/℃ 155 140
耐光性/级 4~5 4~5
雾化值/mg 3.1 4.2
氧指数/% 32 32
续燃时间/s 3 5
阴燃时间/s 0.1 3
烟密度/% 12.4 29.7
超低总碳散发/μgC/g 31.25 86.32
防污(指甲油) 耐指甲油 不耐指甲油
耐磨耗(CS-10,1000g,500次) 无明显损伤,剥落 少量损伤,剥落

从上表可知,本发明制备的牛皮汽车坐垫革在阻燃、雾化、耐光性等方面技术指标均优于现有同类汽车坐垫革,同时再防污中采用口红、彩色笔等进行测试,均显示本发明的防污性能优于对比文件(201510694401.6)。

表2 未加部分材料性能

项目 本发明制备的汽车坐垫革检测结果 未加部分材料
烟密度/% 41.2 抑制烟雾材料
烟密度/% 32.5 乙基丙二酸二乙酯
耐磨耗(CS-10,1000g,500次) 少量损伤,剥落 耐磨耗聚氨酯
耐光性/级 2~3 耐光性涂料
耐光性/级 3~4 季戊四醇
耐光性/级 3~4 环氧氯丙烷
耐光性/级 2~3 材料B
耐光性/级 3~4 4-硝基邻苯二胺
防污(指甲油) 不耐指甲油 材料B
耐光性/级 2~3 碳化二亚胺
超低总碳散发/μgC/g 61.25 碳化二亚胺

从表2可以看出,未加入上述部分材料的性能有所下降,未加部分材料是指的未加某一种材料,其他材料都添加下进行数据测试。

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