阅读说明：本技术 一种水性聚氨酯复合皮革及其制备方法 (Waterborne polyurethane composite leather and preparation method thereof ) 是由 胡超群 于 2020-07-07 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种水性聚氨酯复合皮革,包括基布层、接着层、表面层和表面处理层,其表面处理层包括聚氨酯、架桥剂、增粘剂和平滑剂；其表面层包括聚氨酯、架桥剂、增粘剂、颜料和溶解介质；其接着层包括聚氨酯、硬化剂、触媒、溶剂、阻燃剂和颜料；还提供该复合皮革制备方法包括表面层制作,接着层制作,将表面层、接着层和基布层粘接贴合在一起,剥离,熟化处理和表面层处理的步骤,通过对各层的组分的改善和制备方法,使其表面层能增强表面成膜及耐磨耗性能和柔韧性；同时其耐磨耗性、破断性、引张、引裂等各项强度随之增强,避免在长期日晒后,产品出现的脱皮、裂纹等现象。(The invention provides waterborne polyurethane composite leather, which comprises a base cloth layer, a bonding layer, a surface layer and a surface treatment layer, wherein the surface treatment layer comprises polyurethane, a bridging agent, a tackifier and a smoothing agent; the surface layer comprises polyurethane, a bridging agent, a tackifier, pigment and a dissolving medium; the adhesive layer comprises polyurethane, a hardener, a catalyst, a solvent, a flame retardant and a pigment; the preparation method of the composite leather also comprises the steps of surface layer preparation, adhesion layer preparation, surface layer bonding and sticking together of the adhesion layer and the base cloth layer, stripping, curing treatment and surface layer treatment, and the surface layer can enhance the surface film forming, the wear resistance and the flexibility by improving the components of each layer and the preparation method; meanwhile, the wear resistance, the breaking property, the stretching property, the crack property and other strengths of the product are enhanced, and the phenomena of peeling, cracking and the like of the product after long-term sun exposure are avoided.)

一种水性聚氨酯复合皮革及其制备方法

技术领域

本发明涉及聚氨酯复合材料技术领域，特别涉及一种水性聚氨酯复合皮革，以及该复合皮革的制备方法。

背景技术

聚氨酯材料(Polyurethane，缩写为PU)是聚氨基甲酸酯的简称，是一种新兴的有机高分子材料，因其具有卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。产品应用领域涉及轻工、化工、电子、纺织、医疗、建筑、建材、汽车、国防、航天、航空等。聚氨酯材料用作皮革整饰剂、人造革、合成革涂层及鞋内外底，具有诸多优点：密度低，质地柔软，穿着舒适轻便；尺寸稳定性好，储存寿命长；优异的耐磨性能、耐挠曲性能；优异的减震、防滑性能；较好的耐温性能；良好的耐化学品性能等。聚氨酯多用于制造高档皮鞋，汽车内饰品等。

轻量化、环保节能、高耐磨、高品位的合成皮革才是今后乘用车内装饰材料的主导方向。其中水性聚氨酯产品环保无溶剂合成皮革适用于车内装饰，但是其生产工艺和加工方法常存在的问题是加工过程中质量不稳定、产品性能波动大，无法满足高强度要求，造成生产制造成本高。因此，本发明提供一种水性聚氨酯复合皮革，以及该复合皮革的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种水性聚氨酯复合皮革，包括基布层、接着层、表面层和表面处理层，通过对各层的组分的改善，使其表面层能增强表面成膜及耐磨耗性能，改善产品的柔韧性；形成稳定的皮膜强度；该复合皮革成膜强度提高后，其耐磨耗性、破断性、引张、引裂等各项强度随之增强。另外，该复合皮革还具有优异的耐光老化效果，避免在长期日晒后，产品出现的脱皮、裂纹等现象。

为了实现上述目的，本发明提供一种水性聚氨酯复合皮革，包括复合皮革胚料和表面处理层，所述复合皮革胚料包括基布层、接着层和表面层，所述基布层和所述表面层之间设置有接着层，以及涂覆在所述表面层上的表面处理层；

所述表面处理层包括聚氨酯、架桥剂、增粘剂和平滑剂；所述表面层包括聚氨酯、架桥剂、增粘剂、颜料和溶解介质；所述接着层包括聚氨酯、硬化剂、触媒、溶剂、阻燃剂和颜料。

进一步地，所述表面处理层的各材料组分的质量百分数为：聚氨酯88.7％～90.7％，架桥剂1.7％～3.7％，增粘剂0.5％～1.5％，平滑剂6.1％～8.1％；

进一步地，所述架桥剂为多功能碳化二亚胺聚合物，所述增粘剂为碱性增粘剂，如丙烯酸类聚合物；所述平滑剂为硅系及其硅聚合物。

进一步地，所述表面层的各材料组分的质量百分数为：聚氨酯46.8％～57.4％，架桥剂1.7％～3.7％，增粘剂2.0％～8.0％，颜料9.9％～16.5％，溶解介质26％～28％，所述溶解介质为水。

进一步地，所述接着层的各材料组分的质量百分数为：聚氨酯25.7％～27.7％，硬化剂54.7％～56.7％，触媒0.04％～1.04％，溶剂3.4％～5.4％，阻燃剂10.6％～12.6％，颜料0.6％～2.6％；

进一步地，所述硬化剂为耐黄化硬化剂，所述触媒为胺系有机酸盐形成的特殊触媒，所述溶剂为丁酮及其缩聚物，所述阻燃剂为磷系阻燃剂。

进一步地，所述基布层为机织布，如化纤、棉纺、织布和水洗布，最好是，所述基布层厚度为600μm～800μm，其质量面密度为180g/m²～220g/m²。

为了实现上述目的，本发明还提供制备该水性聚氨酯复合皮革的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

S1表面层制作，所述表面层制作包括配制表面层溶液、表面层溶液脱泡处理、表面层溶液涂覆加工和表面层烘干成型，得到表面层；

S2接着层制作，所述接着层制作包括配制接着层溶液、接着层溶液涂覆加工和接着层烘干成型，得到接着层；

S3粘接贴合，将步骤S1得到的表面层、步骤S2得到的接着层和所述基布层粘接贴合在一起，形成复合皮革胚料；

S4剥离，将步骤S3所述复合皮革胚料从离型纸模上剥离下来，得到复合皮革胚料；

S5熟化处理，将步骤S4所述复合皮革胚料在烘箱中熟化后并冷却，得到熟化的复合皮革胚料；

S6表面层处理，对步骤S6熟化复合皮革胚料进行表面层处理，得到表面处理层；所述表面层处理包括调制表面处理层液、表面处理层液涂覆加工和烘烤，得到成品复合皮革。

优选的，步骤S1～步骤S6的生产环境温度为0℃～40℃，生产环境湿度为20％～80％；

优选的，步骤S1和步骤S2可以同时制作，也可以先制作步骤S1表面层，再制作步骤S2接着层；

进一步地，步骤S1所述配制表面层溶液的搅拌速度为720rpm～880rpm，搅拌时间为60min～65min，表面层溶液粘度3000cps～5000cps。

优选的，步骤S1所述表面层溶液脱泡处理的处理时间为60min～65min。对配制好的表面层溶液用循环脱泡机进行脱泡，充分保证脱泡效果，使循环使用时防止表面层溶液在输送过程中有空气进入，以提高表面层涂覆质量。

优选的，步骤S1所述表面层溶液涂覆加工的速度为9m/min～11m/min，使用量为75g/m²～125g/m²。

优选的，步骤S1所述表面层烘干成型温度为100℃～125℃，时间为2min～3min。

进一步地，步骤S2所述配制接着层溶液的搅拌速度为2300rpm～2500rpm。

优选的，步骤S2所述接着层溶液涂覆加工的速度为9m/min～11m/min，使用量为153g/m²～187g/m²。

优选的，步骤S2所述接着层烘干成型温度为125℃～135℃，时间为2.5min～3.5min，所述接着层烘干度70％～80％。

进一步地，步骤S3所述粘接贴合的速度为8m/min～10m/min，粘接贴合压力0.2MPa～0.3MPa。

进一步地，步骤S5所述熟化处理温度为125℃～135℃，时间为2min～10min。

步骤S6所述调制表面处理层液的搅拌速度为720rpm～880rpm，搅拌时间为60min～65min，表面处理层液粘度1000cps～2000cps。

优选的，步骤S6所述表面处理层液涂覆加工的速度为13m/min～15m/min，使用量为50g/m²～60g/m²。

优选的，步骤S6所述表面处理层烘烤成型温度为95℃～130℃，时间为2min～3min。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的水性聚氨酯复合皮革，包括基布层、接着层、表面层和表面处理层，通过对各层的组分的改善，其耐磨耗性、破断性、引张、引裂等各项强度随之增强。另外，该复合皮革还具有优异的耐光老化效果，避免在长期日晒后，产品出现的脱皮、裂纹等现象。

2、另外，通过专门的制备方法，使其表面层能增强表面成膜及耐磨耗性能，改善产品的柔韧性；形成稳定的皮膜强度；特别是步骤S1所述表面层溶液脱泡处理的处理时间为60min～65min。对配制好的表面层溶液用循环脱泡机进行脱泡，充分保证脱泡效果，使循环使用时防止表面层溶液在输送过程中有空气进入，以提高表面层涂覆质量。

3、本发明的水性聚氨酯复合皮革，通过特定组分的水性聚氨酯原料和复合皮革结构，以及产品的组分性能及制备工艺，提高其复合皮革的强度，从而达到改善产品寿命的目的，提高产品竞争力。

附图说明

图1是本发明一种水性聚氨酯复合皮革的制备方法工艺流程图；

图2是本发明一种水性聚氨酯复合皮革的断面结构示意图；

图3是本发明一种水性聚氨酯复合皮革的实施例1性能测试曲线。

图中标记：1-基布层，2-接着层，3-表面层，4-表面处理层，5-复合皮革胚料。

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。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种水性聚氨酯复合皮革及其制备方法，该水性聚氨酯复合皮革，包括皮革胚料5和表面处理层4，该皮革胚料5包括基布层1、接着层2和表面层3，该基布层1和表面层3之间设置有接着层2，以及涂覆在表面层3上的表面处理层4。

作为进一步改进，该表面处理层4包括聚氨酯、架桥剂、增粘剂和平滑剂；该表面处理层4的各材料组分的质量百分数为：聚氨酯88.7％～90.7％，架桥剂1.7％～3.7％，增粘剂0.5％～1.5％，平滑剂6.1％～8.1％；架桥剂为多功能碳化二亚胺聚合物，增粘剂为碱性增粘剂，如丙烯酸类聚合物；平滑剂为硅系及其硅聚合物。

该表面层3包括聚氨酯、架桥剂、增粘剂、颜料和溶解介质；该表面层3的各材料组分的质量百分数为：聚氨酯46.8％～57.4％，架桥剂1.7％～3.7％，增粘剂2.0％～8.0％，颜料9.9％～16.5％，溶解介质26％～28％，溶解介质为水。

该接着层2包括聚氨酯、硬化剂、触媒、溶剂、阻燃剂和颜料；该接着层2的各材料组分的质量百分数为：聚氨酯25.7％～27.7％，硬化剂54.7％～56.7％，触媒0.04％～1.04％，溶剂3.4％～5.4％，阻燃剂10.6％～12.6％，颜料0.6％～2.6％；硬化剂为耐黄化硬化剂，触媒为胺系有机酸盐形成的特殊触媒，溶剂为丁酮及其缩聚物，阻燃剂为磷系阻燃剂。

该基布层1为机织布，如化纤、棉纺、织布和水洗布；作为进一步改进，该基布层厚度为600μm～800μm，其质量面密度为180g/m²～220g/m²。

本发明还提供制备该水性聚氨酯复合皮革的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

S1表面层制作，表面层3制作包括配制表面层溶液、表面层溶液脱泡处理、表面层溶液涂覆加工和表面层烘干成型，得到表面层3；该配制表面层溶液的搅拌速度为720rpm～880rpm，搅拌时间为60min～65min，表面层溶液粘度3000cps～5000cps。

作为改进，步骤S1表面层溶液脱泡处理的处理时间为60min～65min。对配制好的表面层溶液用循环脱泡机进行脱泡，充分保证脱泡效果，使循环使用时防止表面层溶液在输送过程中有空气进入，以提高表面层涂覆质量。该表面层溶液涂覆加工的速度为9m/min～11m/min，使用量为75g/m²～125g/m²。该表面层烘干成型温度为100℃～125℃，时间为2min～3min。

S2接着层制作，接着层2制作包括配制接着层溶液、接着层溶液涂覆加工和接着层烘干成型，得到接着层2；该配制接着层溶液的搅拌速度为2300rpm～2500rpm。该接着层溶液涂覆加工的速度为9m/min～11m/min，使用量为153g/m²～187g/m²。该接着层烘干成型温度为125℃～135℃，时间为2.5min～3.5min，接着层烘干度70％～80％。

S3粘接贴合，将步骤S1得到的表面层3、步骤S2得到的接着层2和基布层1粘接贴合在一起，形成复合皮革胚料5；该粘接贴合的速度为8m/min～10m/min，粘接贴合压力0.2MPa～0.3MPa。

S4剥离，将步骤S3复合皮革胚料5从离型纸模上剥离下来，得到复合皮革胚料5；

S5熟化处理，将步骤S4复合皮革胚料5在烘箱中熟化后并冷却，得到熟化的复合皮革胚料；该熟化处理温度为125℃～135℃，时间为2min～10min。

S6表面层处理，对步骤S6熟化复合皮革胚料进行表面层处理，得到表面处理层4；表面层处理包括调制表面处理层液、表面处理层液涂覆加工和烘烤，得到成品复合皮革。该配制表面处理层液的搅拌速度为720rpm～880rpm，搅拌时间为60min～65min，表面处理层液粘度1000cps～2000cps；表面处理层液涂覆加工的速度为13m/min～15m/min，使用量为50g/m²～60g/m²，该表面处理层烘烤成型温度为95℃～130℃，时间为2min～3min。

作为进一步改进，步骤S1～步骤S6的生产环境温度为0℃～40℃，生产环境湿度为20％～80％；

作为进一步改进，步骤S1和步骤S2可以同时制作，也可以先制作步骤S1表面层3，再制作步骤S2接着层2。

实施例1：

本实施例提供的一种水性聚氨酯复合皮革及其制备方法，

先准备好离型纸模和基布层；生产环境温度为0℃～40℃，生产环境湿度为20％～80％；

S1表面层制作，按照该表面层3的各材料组分，选择质量百分数为57.4％聚氨酯、2.8％架桥剂碳化二亚胺、3.0％碱性增粘剂、13.9％无机颜料氧化铁和碳黑、余量为溶解介质水制备表面层溶液；该配制表面层溶液的搅拌速度为720rpm～880rpm，搅拌时间为60min～65min，得到表面层溶液粘度为4800cps；对表面层溶液进行充分脱泡处理，处理时间为60min～65min；表面层溶液涂覆加工的速度为9m/min，使用量为75g/m²～125g/m²；表面层烘干成型，温度为100℃～125℃，时间为2min。

S2接着层制作：按照该接着层2的各材料组分，选择质量百分数为25.7％聚氨酯、54.7％耐黄化硬化剂多元醇聚氨酯、0.4％媒介胺系有机酸盐、3.4％溶剂丁酮、10.6％磷系阻燃剂、1.6％无机颜料氧化铁和碳黑，余量溶解介质为水，制备接着层溶液；该接着层溶液的搅拌速度为2300rpm～2500rpm；该接着层溶液涂覆加工的速度为11m/min，使用量为153g/m²～187g/m²；该接着层烘干成型温度为125℃～135℃，时间为3.5min，接着层烘干度80％。

S3粘接贴合，将步骤S1得到的表面层3、步骤S2得到的接着层2和基布层1粘接贴合在一起，形成复合皮革胚料5；该粘接贴合的速度为8m/min～10m/min，粘接贴合压力0.2MPa～0.3MPa。

S4剥离，将步骤S3复合皮革胚料5从离型纸模上剥离下来，得到复合皮革胚料5；

S5熟化处理，将步骤S4复合皮革胚料5在烘箱中熟化后并冷却，得到熟化的皮革胚料；该熟化处理温度为125℃～135℃，时间为2min～10min。

S6表面层处理：按照该表面处理层4的表面处理层液各材料组分，选择质量百分数为88.7％聚氨酯、1.7％架桥剂碳化二亚胺、0.5％碱性增粘剂、7.1％平滑剂硅，余量溶解介质为水，制备表面处理层液；该表面处理层液的搅拌速度为720rpm～880rpm，搅拌时间为60min～65min，表面处理层液粘度1500cps；该表面处理层液涂覆加工的速度为13m/min，使用量为50g/m²～60g/m²，该表面处理层烘烤成型温度为95℃～130℃，时间为3min。

按照上述方法制备的水性聚氨酯复合皮革进行性能检测，结果参见表1。从表1中的对比例可以看出，本发明的水性聚氨酯复合皮革性能得以大幅度提高，其中在相同变形量条件下，该水性聚氨酯复合皮革强度增加近一倍，而横向破断强度增加3倍多，竖向破断强度增加一倍多，横向破断伸长率增加30％。

实施例2：

本实施例提供的另一种水性聚氨酯复合皮革及其制备方法，与实施例1的区别在于：

S1表面层制作，按照该表面层3的各材料组分，选择质量百分数为50.4％聚氨酯、1.7％架桥剂碳化二亚胺、8.0％碱性增粘剂、16.5％无机颜料氧化铁和碳黑、余量为溶解介质水制备表面层溶液；该配制表面层溶液的搅拌速度为720rpm～880rpm，搅拌时间为60min～65min，得到表面层溶液粘度为4500cps；对表面层溶液进行充分脱泡处理，处理时间为60min～65min；表面层溶液涂覆加工的速度为11m/min，使用量为75g/m²～125g/m²；表面层烘干成型，温度为100℃～125℃，时间为2.5min。

S2接着层制作：按照该接着层2的各材料组分，选择质量百分数为26.7％聚氨酯、55.7％耐黄化硬化剂多元醇聚氨酯、1.04％媒介胺系有机酸盐、4.4％溶剂丁酮、11.6％磷系阻燃剂、0.6％无机颜料氧化铁和碳黑，余量溶解介质为水，制备接着层溶液；该接着层溶液的搅拌速度为2300rpm～2500rpm；该接着层溶液涂覆加工的速度为10m/min，使用量为153g/m²～187g/m²；该接着层烘干成型温度为125℃～135℃，时间为2.5min，接着层烘干度75％。

S6表面层处理：按照该表面处理层4的表面处理层液各材料组分，选择质量百分数为90.7％聚氨酯、3.7％架桥剂碳化二亚胺、1.5％碱性增粘剂、8.1％平滑剂硅，余量溶解介质为水，制备表面处理层液；该表面处理层液的搅拌速度为720rpm～880rpm，搅拌时间为60min～65min，表面处理层液粘度2000cps；该表面处理层液涂覆加工的速度为12m/min，使用量为50g/m²～60g/m²，该表面处理层烘烤成型温度为95℃～130℃，时间为2min。

按照上述方法制备的水性聚氨酯复合皮革进行性能检测，结果参见表1。

实施例3：

本实施例提供的再一种水性聚氨酯复合皮革及其制备方法，与实施例1的区别在于：

S1表面层制作，按照该表面层3的各材料组分，选择质量百分数为47.8％聚氨酯、3.7％架桥剂碳化二亚胺、2.0％碱性增粘剂、9.9％无机颜料氧化铁和碳黑、余量为溶解介质水制备表面层溶液；该配制表面层溶液的搅拌速度为720rpm～880rpm，搅拌时间为60min～65min，得到表面层溶液粘度为4500cps；对表面层溶液进行充分脱泡处理，处理时间为60min～65min；表面层溶液涂覆加工的速度为9m/min，使用量为75g/m²～125g/m²；表面层烘干成型，温度为100℃～125℃，时间为3min。

S2接着层制作：按照该接着层2的各材料组分，选择质量百分数为27.7％聚氨酯、56.7％耐黄化硬化剂多元醇聚氨酯、0.65％媒介胺系有机酸盐、5.4％溶剂丁酮、12.6％磷系阻燃剂、2.6％无机颜料氧化铁和碳黑，余量溶解介质为水，制备接着层溶液；该接着层溶液的搅拌速度为2300rpm～2500rpm；该接着层溶液涂覆加工的速度为9m/min，使用量为153g/m²～187g/m²；该接着层烘干成型温度为125℃～135℃，时间为2min，接着层烘干度70％。

S6表面层处理：按照该表面处理层4的表面处理层液各材料组分，选择质量百分数为89.7％聚氨酯、2.7％架桥剂碳化二亚胺、0.75％碱性增粘剂、6.1％平滑剂硅，余量溶解介质为水，制备表面处理层液；该表面处理层液的搅拌速度为720rpm～880rpm，搅拌时间为60min～65min，表面处理层液粘度2000cps；该表面处理层液涂覆加工的速度为15m/min，使用量为50g/m²～60g/m²，该表面处理层烘烤成型温度为95℃～130℃，时间为2.5min。

按照上述方法制备的水性聚氨酯复合皮革进行性能检测，结果参见表1。

表1水性聚氨酯复合皮革的性能检测表

通过上述实施例，我们可知，本发明的水性聚氨酯复合皮革性能得以大幅度提高，其中在相同变形量条件下，该水性聚氨酯复合皮革强度增加近一倍，而横向破断强度增加3倍多，竖向破断强度增加一倍多，横向破断伸长率增加30％。具有广阔的应用前景。

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。