專利名稱：一種熱塑性聚氨酯人造革的配方及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人造革的配方及其制造方法，尤其是指一種全環(huán)保型熱塑性聚氨酯(TPU，Thermoplastic Polyurethane)人造革的配方及其壓延制造法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的人造革的生產(chǎn)，主要以PU合成皮及PVC合成皮為主體，用于制造PU合成皮的主要原料為含高溶劑的PU樹脂及稀釋溶劑，用于制造PVC合成皮的主要原料為PVC粉及液體可塑劑，增塑劑采用鄰苯二甲酸酯類，制造方法為涂布法、貼合法、吹膜法或T-模流延法等。傳統(tǒng)的人造革的配方和制造方法有以下缺點(diǎn)(1)當(dāng)以PU合成皮作為主體，采用涂布法制造人造革時(shí)，由于涂布工藝中需要對經(jīng)凝聚、水洗后的半成品進(jìn)行干燥處理，PU樹脂配方中所用的溶劑在干燥過程中將衍生成為廢水、廢氣，污染環(huán)境；并且，PU合成皮的耐水解性較差，如欲改善其耐水解性能時(shí)，其剝離強(qiáng)度及表面耐磨耗強(qiáng)度等性能相對變差，尤其當(dāng)?shù)撞疾捎媚猃埧棽紩r(shí)，剝離強(qiáng)度在0.5Kg/3cm以下，使用于高摩擦撞擊用途場合時(shí)，其表面耐磨耗及剝離強(qiáng)度品質(zhì)難于符合市場要求，實(shí)用性不大。
(2)當(dāng)以PVC合成皮作為主體，采用貼合法制造人造革時(shí)，在混煉壓延過程中，由于長時(shí)間在高溫開放系統(tǒng)中進(jìn)行操作，易產(chǎn)生粉塵和可塑劑揮發(fā)廢氣，對環(huán)境污染很大；并且，PVC制品垃圾焚化時(shí)會(huì)產(chǎn)生有毒氣體戴奧辛(dioxin)、氯氣及重金屬微粒；PVC合成皮的低溫耐屈折及耐沖擊性能差，若欲改善其耐低溫性能則表面極易出現(xiàn)可塑劑或添加助劑吐出的異常現(xiàn)象，
(3)鄰苯二甲酸酯類為有毒試劑，作為增塑劑，使得制成的人造革中含有毒配方，應(yīng)用于日常生活中，危害人們的身體健康。
因此，為了解決上述的種種問題，本發(fā)明提供了一種以熱塑性聚氨酯作為主料的環(huán)保無毒、可降解的人造革配方，以及用于制造該種人造革的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種以熱塑性聚氨酯作為主料的環(huán)保無毒、可降解的人造革配方，以及用于制造該種人造革的方法壓延法。
一種熱塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane，TPU)人造革的配方，由底料、面料和底布復(fù)合而成，組分至少包括熱塑性聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、增塑劑、發(fā)泡安定劑、控泡劑及發(fā)泡劑，其中，增塑劑為多元醇衍生物增塑劑。面料及底料的配方成份及重量比如下面料熱塑性聚氨酯樹脂100丙烯酸樹脂 2----10多元醇衍生物增塑劑 1----50分散劑 0----1強(qiáng)化填充材料0----30硬脂酸 0----1抗氧化劑0----1紫外線吸收劑0----1色料0----5底料熱塑性聚氨酯樹脂100丙烯酸樹脂 2----10多元醇衍生物增塑劑 1----50發(fā)泡安定劑 2----3
控泡劑 0.5---1.5發(fā)泡劑 4----6強(qiáng)化填充材料0----50色料0----5其中，分散劑選用高分子脂肪酸脂分散劑，發(fā)泡安定劑選用Ba/Zn發(fā)泡安定劑，發(fā)泡劑選用發(fā)泡劑AC，多元醇衍生物選用丙二醇酯。
本發(fā)明還提供了一種熱塑性聚氨酯人造革的制法，其采用壓延法制成，包括以下步驟(1)將底布上漿；(2)采用壓延法復(fù)合TPU底料和面料；(3)將底料和面料進(jìn)行復(fù)合，再貼合于底布上；(4)對人造革進(jìn)行后處理，即制成所述熱塑性聚氨酯人造革；其中，在步驟(2)中，采用壓延法制備TPU面料和底料的工藝流程如下攪拌-->密煉-->開煉-->過濾-->壓延-->引取。
在步驟(3)中，底布選用針織布、軋針棉、梭織布、仿里皮、含浸布或無紡布中任意一種。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明一種熱塑性聚氨酯人造革采用了熱塑性聚氨酯彈性體樹脂作為主料，取代了傳統(tǒng)的人造革主料PU合成皮或PVC合成皮，摻合丙烯酸樹脂、增塑劑、分散劑、填充材料等制成，其中，增塑劑由無毒的多元醇衍生物替代了有毒的鄰苯二甲酸酯類，使得制成的人造革具有環(huán)保無毒、可降解的特性。
另外，本發(fā)明采用壓延法制備熱塑性聚氨酯人造革，可應(yīng)用常規(guī)的壓延生產(chǎn)線，不需要用吹膜或T-模流延生產(chǎn)線，這樣，可令原本用于聚氨乙烯(PVC)人造革生產(chǎn)的壓延設(shè)備不會(huì)因PVC基于環(huán)保因素而市場收縮所導(dǎo)致投資損失，且壓延機(jī)不須作任何機(jī)械更改，此生產(chǎn)方法可令TPU人造革的生產(chǎn)成本大大降低，令市場更接受TPU作為環(huán)保料使用。在制備工藝中，主料聚氨酯樹脂與各種添加劑輔料在高速攪拌機(jī)同時(shí)加入，不需預(yù)先加熱，也不需預(yù)先造粒，通過控制添加劑比例及混煉攪拌時(shí)的溫度，應(yīng)用丙烯酸樹脂、分散劑高分子脂肪酸酯以及硬脂酸降低生產(chǎn)過程中原料分子間的磨擦，并降低熔融體的熔融溫度，從而提高熱穩(wěn)定性，且防止熔融體粘在金屬輪面上，降低機(jī)器負(fù)荷，減低電力消耗。


圖1為本發(fā)明一種熱塑性聚氨酯人造革的制備流程圖；圖2為本發(fā)明一種熱塑性聚氨酯人造革的壓延法復(fù)合TPU底料和面料制備流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下進(jìn)一步闡述本發(fā)明熱塑性聚氨酯人造革的配方。
人造革由經(jīng)壓延后的面料和底料與底布相貼合制成，其中，人造革面料和底料均采用熱塑性聚氨酯樹脂作為主料，底料配方中還包括有輔料增塑劑、發(fā)泡安定劑、控泡劑、強(qiáng)化填充材料；面料配方中還包括有輔料增塑劑、分散劑、強(qiáng)化填充材料、抗氧化劑、紫外線吸收劑和色料。在本發(fā)明，增塑劑選用多元醇衍生物增塑劑；分散劑選用高分子脂肪酸脂分散劑；發(fā)泡安定劑選用Ba/Zn發(fā)泡安定劑；發(fā)泡劑選用發(fā)泡劑AC；強(qiáng)化填充材料可選用活性輕質(zhì)碳酸鈣；色料可選用PU型色片；多元醇衍生物可選用丙二醇酯。底布可選用針織布、軋針棉、梭織布、仿里皮、含浸布或無紡布等各種布種。通過色料的選定決定人造革的顏色，可為有色或無色，厚度范圍為0.05mm-5.00mm。
底料的配方如下(重量比)熱塑性聚氨酯 100丙烯酸樹脂 2---10多元醇衍生物增塑劑 1----50發(fā)泡安定劑 2----3控泡劑 0.5---1.5
發(fā)泡劑AC4-----6強(qiáng)化填充材料0-----50色料0-----5面料的配方如下(重量比)熱塑性聚氨酯樹脂 100丙烯酸樹脂 2---10多元醇衍生物增塑劑 1----50分散劑 0----1強(qiáng)化填充材料 0----30硬脂酸 0-----1抗氧化劑 0-----1紫外線吸收劑 0-----1色料 0-----5以下結(jié)合圖1-2具體闡述本發(fā)明的人造革制造方法步驟1)將底布上漿，在漿布機(jī)生產(chǎn)使用的設(shè)備漿布機(jī)、上糊輪(一般用30-60目的凹版輪)、涂刀；工藝流程使用涂刮法用涂刀刮膠并將其涂在底布上，其中，膠水一般使用二液型聚氨酯膠水。
工藝條件烘干溫度120-135℃；烘干時(shí)間1-2分鐘目的使底布與膠料粘貼牢固。
步驟2)采用壓延法復(fù)合TPU底料；使用的設(shè)備高速攪拌機(jī)、密煉機(jī)、開煉機(jī)、過濾機(jī)、4輥壓延機(jī)、引取輪、貼合輪、冷卻輪和卷取輪，其中，壓延法采用常規(guī)的壓延生產(chǎn)線，不需要用吹膜或T-模流延生產(chǎn)線，既可適用于聚氯乙烯(PVC)人造革的制造，又可適用于熱塑性聚氨酯(TPU)人造革的制造。
工藝流程攪拌-->密煉-->開煉-->過濾-->壓延-->引取制備步驟如下所述步驟21)按上述配比向高速攪拌機(jī)中投底料(聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、多元醇衍生物增塑劑、Ba/Zn發(fā)泡安定劑、控泡劑、強(qiáng)化填充材料)，并進(jìn)行高速攪拌混勻；工藝條件先低速攪拌30秒，后高速攪拌5-6分鐘，溫度范圍102-108℃。
目的充分混合各種材料。
步驟22)高速攪拌混勻后的底料落入密煉機(jī)，待高速攪拌機(jī)中落料一半后投入發(fā)泡劑AC及色料，然后繼續(xù)投完底料；工藝條件密煉時(shí)間4.5-5.5分鐘目的將材料進(jìn)一步混合并初步膠化。
步驟23)將經(jīng)過密煉的底料依序投入開煉機(jī)A、B中，經(jīng)過兩次開煉處理；工藝條件開煉溫度110-130℃目的將材料完全膠化并供料。
步驟24)將經(jīng)過開煉的底料放入過濾機(jī)進(jìn)行過濾，去除雜質(zhì)；工藝條件模頭溫度90-130℃；過濾網(wǎng)目為8目×20目目的將雜質(zhì)去除。
步驟25)將經(jīng)過過濾的底料放入4輥壓延機(jī)進(jìn)行壓延；工藝條件壓延溫度115-145℃目的將膠料壓成片狀并調(diào)校厚度。
步驟26)將壓延后的底料送入引取輪；工藝條件溫度為120-145℃目的通過引取輪拉伸調(diào)校出薄膜理想厚度。
步驟3)采用壓延法復(fù)合TPU面料；使用的設(shè)備和工藝流程和復(fù)合TPU底料的相同。
制備步驟如下所述步驟31)按上述配比向高速攪拌機(jī)中投面料(聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、多元醇衍生物增塑劑、高分子脂肪酸脂分散劑、硬脂酸、抗氧化劑及紫外線吸收劑)，并進(jìn)行高速攪拌混勻；工藝條件先低速攪拌30秒，后高速攪拌5-6分鐘目的充分混合各種材料。
步驟32)高速攪拌混勻后的面料落入密煉機(jī)，再投入色料；工藝條件密煉時(shí)間4.5-5.5分鐘目的將材料進(jìn)一步混合并初步膠化。
步驟33)將經(jīng)過密煉的面料依序投入開煉機(jī)A、B中，經(jīng)過兩次開煉處理；工藝條件開煉溫度110-130℃目的將材料完全膠化并供料。
步驟34)將經(jīng)過開煉的面料放入過濾機(jī)進(jìn)行過濾，去除雜質(zhì)；工藝條件模頭溫度90-130℃；過濾網(wǎng)目為20×40×80目目的將雜質(zhì)去除。
步驟35)將經(jīng)過過濾的面料放入4輥壓延機(jī)進(jìn)行壓延；工藝條件壓延溫度140-165℃目的將膠料壓成片狀并調(diào)校厚度。
步驟36)將壓延后的面料送入引取輪；工藝條件溫度為140-165℃目的通過引取輪拉伸調(diào)校出薄膜理想厚度。
步驟4)將底料和面料進(jìn)行復(fù)合，再貼合于底布上；此時(shí)，將經(jīng)過壓延并引取出來的底料和面料連同底布一并送至貼合輪在常溫條件下進(jìn)行壓合成人造革，厚度為0.05mm-5.00mm，然后將該人造革半成品經(jīng)過冷卻輪冷卻，最后由卷取輪取出；步驟5)對人造革進(jìn)行發(fā)泡處理；使用的設(shè)備發(fā)泡爐。發(fā)泡爐一般有3-5個(gè)加熱區(qū)，當(dāng)使用3個(gè)加熱區(qū)發(fā)泡時(shí)，因爐體供熱少則加熱時(shí)間更長；當(dāng)使用5個(gè)加熱區(qū)發(fā)泡時(shí)因爐體供熱多則加熱時(shí)間更短。本發(fā)明以4個(gè)加熱區(qū)完成發(fā)泡過程。
4區(qū)油加熱發(fā)泡爐1#區(qū)180-210℃2#區(qū)190-220℃3#區(qū)180-190℃4#區(qū)170-180℃速度12-22mpm步驟6)對人造革進(jìn)行表面處理；使用的設(shè)備處理機(jī)，網(wǎng)目80-120目表面處理劑聚氨酯系表面處理劑步驟7)最后，將人造革裁剪后包裝分卷，即為熱塑性聚氨酯人造革成品。
以下通過一個(gè)實(shí)施例具體說明本發(fā)明一種熱塑性聚氨酯人造革的制造方法。
TPU人造革的規(guī)格要求壓紋DN2(淺皮紋)色號U5175(黑色)光度T6W1(止滑感)品名TPU黑色130g軋針棉 厚度1.4mm寬度1370mm 訂造數(shù)量500碼 用途棒球手套制造步驟如下步驟1)使用二液聚氨酯膠水將底布上漿；
工藝條件烘干溫度135℃上漿輪目40目上漿次數(shù)2次生產(chǎn)線速25mpm步驟2)復(fù)合TPU底料(貼膠厚度0.42mm；貼膠寬度1422mm)步驟21)按如下底料的配比向高速攪拌機(jī)中投料，并進(jìn)行高速攪拌混勻；工藝條件先低速攪拌30秒，后高速攪拌5分鐘，溫度達(dá)到105℃。
底料配比(重量比)熱塑性聚氨酯樹脂 100kg丙烯酸樹脂2.3kg多元醇衍生物 20kgBa/Zn發(fā)泡安定劑 2.3kg控泡劑1.2kg強(qiáng)化填充材料 35kg黑色片0.35kg步驟22)高速攪拌混勻后的底料落入密煉機(jī)，待高速攪拌機(jī)中落料一半后投入發(fā)泡劑AC5.8kg及色料黑色片0.35kg，然后繼續(xù)投完剩下的底料；工藝條件密煉時(shí)間5分鐘；落料電流352A步驟23)將經(jīng)過密煉的底料依序投入開煉機(jī)A、B中，經(jīng)過兩次開煉處理；工藝條件開煉溫度120℃步驟24)將經(jīng)過開煉的底料放入過濾機(jī)進(jìn)行過濾，去除雜質(zhì)；工藝條件模頭溫度110℃；過濾網(wǎng)目為8目×20目步驟25)將經(jīng)過過濾的底料放入4輥壓延機(jī)進(jìn)行壓延；工藝條件前輪溫度134℃；上輪溫度134℃；中輪溫度126℃；下輪溫度126℃步驟26)將壓延后的底料送入引取輪；工藝條件溫度為128℃
步驟3)采用壓延法復(fù)合TPU面料；使用的設(shè)備和工藝流程和復(fù)合TPU底料的相同。(貼膠厚度0.18mm；貼膠寬度1422mm)制備步驟如下所述步驟31)按如下面料的配比向高速攪拌機(jī)中投料，并進(jìn)行高速攪拌混勻；工藝條件先低速攪拌30秒，后高速攪拌6分鐘；溫度達(dá)到102℃面料配比(重量比)熱塑性聚氨酯樹脂 100kg丙烯酸樹脂11.6kg多元醇衍生物 20kg高分子脂肪酸脂0.58kg強(qiáng)化填充材料 28kg黑色片1.6kg步驟32)將高速攪拌混勻后的面料落入密煉機(jī)，再投入色料黑色片1.6kg；工藝條件密煉時(shí)間4分鐘；落料電流281A步驟33)將經(jīng)過密煉的面料依序投入開煉機(jī)A、B中，經(jīng)過兩次開煉處理；工藝條件開煉溫度120℃步驟34)將經(jīng)過開煉的面料放入過濾機(jī)進(jìn)行過濾，去除雜質(zhì)；工藝條件模頭溫度120℃；過濾網(wǎng)目20×40×80目步驟35)將經(jīng)過過濾的面料放入4輥壓延機(jī)進(jìn)行壓延；工藝條件前輪溫度160℃；上輪溫度160℃；中輪溫度154℃；下輪溫度154℃步驟36)將壓延后的面料送入引取輪；工藝條件溫度為154℃步驟4)將底料和面料進(jìn)行復(fù)合；此時(shí)，將經(jīng)過壓延并引取出來的底料和面料一并送至貼合輪在常溫條件下進(jìn)行壓合人造革，然后將該人造革半成品經(jīng)過冷卻輪冷卻，最后由卷取輪取出。
步驟5)對人造革進(jìn)行發(fā)泡處理；使用的設(shè)備發(fā)泡爐4區(qū)油加熱發(fā)泡爐1#區(qū)200℃ 壓花輪DN22#區(qū)200℃ 速度20.6mpm3#區(qū)1 90℃壓 力2kgf/cm24#區(qū)188℃步驟6)對人造革進(jìn)行表面處理；使用的設(shè)備處理機(jī)表面處理劑止滑感聚氨酯表面處理劑網(wǎng)目80目處理次數(shù)1次步驟7)最后，將人造革裁剪后包裝分卷，即為熱塑性聚氨酯人造革成品。
以上所揭露的僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請專利范圍所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種熱塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane，TPU)人造革的配方，由底料、面料和底布復(fù)合而成，其特征在于組分至少包括熱塑性聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、增塑劑、發(fā)泡安定劑、控泡劑及發(fā)泡劑，其中，增塑劑為多元醇衍生物增塑劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱塑性聚氨酯人造革的配方，其特征在于面料及底料的配方成份及重量比如下面料熱塑性聚氨酯樹脂 100丙烯酸樹脂2----10多元醇衍生物增塑劑1----50分散劑0----1強(qiáng)化填充材料 0----30硬脂酸0----1抗氧化劑 0----1紫外線吸收劑 0----1色料 0----5底料熱塑性聚氨酯樹脂 100丙烯酸樹脂2----10多元醇衍生物增塑劑1----50發(fā)泡安定劑2----3控泡劑0.5---1.5發(fā)泡劑4----6強(qiáng)化填充材料0----50色料0----5
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熱塑性聚氨酯人造革的配方，其特征在于分散劑選用高分子脂肪酸脂分散劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熱塑性聚氨酯人造革的配方，其特征在于發(fā)泡安定劑選用Ba/Zn發(fā)泡安定劑，發(fā)泡劑選用發(fā)泡劑AC(Azodicarbonamide)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熱塑性聚氨酯人造革的配方，其特征在于多元醇衍生物選用丙二醇酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種熱塑性聚氨酯人造革的配方，其特征在于面料及底料的配方成份及重量比如下面料熱塑性聚氨酯樹脂100丙烯酸樹脂 11.6多元醇衍生物增塑劑 20高分子脂肪酸脂分散劑0.58強(qiáng)化填充材料28黑色片 1.6底料熱塑性聚氨酯樹脂100丙烯酸樹脂 2.3多元醇衍生物增塑劑 20Ba/Zn發(fā)泡安定劑 2.3控泡劑 1.2發(fā)泡劑AC5.8強(qiáng)化填充材料35黑色片 0.35
7.一種熱塑性聚氨酯人造革的制法，其特征在于包括以下步驟(1)將底布上漿；(2)復(fù)合TPU底料和面料；(3)將底料和面料進(jìn)行復(fù)合，再貼合于底布上；(4)對人造革進(jìn)行后處理，即制成所述熱塑性聚氨酯人造革。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種熱塑性聚氨酯人造革的制法，其特征在于所述熱塑性聚氨酯人造革的制法為壓延法。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種熱塑性聚氨酯人造革的制法，其特征在于底布選用針織布、軋針棉、梭織布、仿里皮、含浸布或無紡布中任意一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種熱塑性聚氨酯人造革的制法，其特征在于在步驟2)中，制備TPU面料和底料的工藝流程如下攪拌-->密煉-->開煉-->過濾-->壓延-->引取。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種熱塑性聚氨酯人造革的配方，其采用了熱塑性聚氨酯彈性體樹脂作為主料，取代了傳統(tǒng)的人造革主料PU或PVC合成皮，摻合丙烯酸樹脂、增塑劑、分散劑、填充材料等制成，其中增塑劑由無毒的多元醇衍生物替代了有毒的鄰苯二甲酸酯類，使得制成的人造革具有環(huán)保無毒、可降解的特性。本發(fā)明還提供了一種熱塑性聚氨酯人造革的制法，其采用壓延法制成，包括以下步驟(1)將底布上漿；(2)采用壓延法復(fù)合TPU底料和面料；(3)將底料和面料進(jìn)行復(fù)合，再貼合于底布上；(4)對人造革進(jìn)行后處理，即制成所述熱塑性聚氨酯人造革，本發(fā)明所應(yīng)用的壓延法可應(yīng)用常規(guī)的壓延生產(chǎn)線，不需要用吹膜或T－模流延生產(chǎn)線。
文檔編號D06N3/14GK101021046SQ200610035730
公開日2007年8月22日 申請日期2006年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者葉志成 申請人:葉志成