CN115287911B - 一种防水透气有机硅皮革及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防水透气有机硅皮革及其制备方法，涉及皮革制备技术领域。该有机硅皮革包括从内到外依次粘合固定的革基布、微多孔底层和微多孔面层，微多孔底层和微多孔面层中均形成有若干个用于透气的微型通道，微型通道的孔径为0.2～5μm，该皮革具有良好的防水性、透气性和耐候性，且皮革在燃烧过程中不存在熔滴和毒性气体的释放，整个配方体系使用的均为环保材料，本发明主要通过控制烘干温度，使得酒精或带有羟基烷基的溶剂率先挥发，打开挥发通道，同时析出微粒水珠，再快速升温，使得硅胶在固化的同时其中的水分挥发形成微型通道，微型通道的尺寸能让空气通过而阻隔空气中的水珠，即可让皮革具备防水透气功能。
Description
技术领域
本发明涉及皮革制备技术领域，特别是涉及一种防水透气有机硅皮革及其制备方法。
背景技术
皮革一般指的是经脱毛和鞣制等物理、化学加工所得到的已经变性、不易腐烂的动物皮。而人造革是一种外观、手感似皮革并可代替其使用的塑料制品，也是皮革的一种。目前市场上皮革种类较多，有聚氨酯皮革(PU)、聚氯乙烯皮革(PVC)、天然皮革等，皮革的生产工艺有干法、湿法、压延等。
合成革干法生产是将PU树脂涂覆于离型纸上再贴合革基布，烘烤使PU中溶剂挥发并使PU树脂交联成膜，将皮革和离型纸分离便制成PU革。干法生产使用的PU树脂中含有溶剂甲苯或DMF，对操作人员的身体健康和环境影响较大，同时产品不透气。
湿法聚氨酯合成革的生产方法是在聚氨酯湿法树脂中加入DMF溶剂及其它填料、助剂制成混合液，经过真空机脱泡后，浸渍或涂覆于基布上，然后放入与溶剂(DMF)具有亲和性、与聚氨酯树脂不亲和的水中，溶剂(DMF)被水置换，聚氨酯树脂逐渐凝固，从而形成多孔性皮膜。湿法工艺皮革透气好但使用大量溶剂对环境影响较大。同时PVC革使用过程中增塑剂会迁移，对人体有危害，制成的产品不透气，燃烧时还会释放有毒性气体。
干法、湿法生产的PU合成革，生产过程都使用了大量的溶剂，其中的甲苯和丁酮(DMF)具有致癌性，影响操作人员健康，排放的废气会造成环境污染。随着环保意识的提高，开发原料环保、生产环保的皮革尤为重要。
发明内容
本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种防水透气有机硅皮革及其制备方法。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种防水透气有机硅皮革及其制备方法。
技术效果：提供了一种有机硅皮革和它的制备方法，该皮革具有良好的防水性、透气性和耐候性，且皮革在燃烧过程中不存在熔滴和毒性气体的释放，整个配方体系使用的均为环保材料，本发明主要是通过控制烘干温度，使得酒精或带有羟基烷基的溶剂率先挥发，打开挥发通道，同时析出微粒水珠，再快速升温，使得硅胶在固化的同时其中的水分挥发形成微型通道，微型通道的尺寸能让空气通过而阻隔空气中的水珠，即可让皮革具备防水透气功能。
本发明进一步限定的技术方案是：一种防水透气有机硅皮革的制备方法，包括如下步骤：
S1，胶料制备：取一定量的水，以及一定量酒精，将酒精加入水中并搅拌均匀形成溶液，在溶液中加入一定量的十甲基环五硅氧烷，以200～400rpm的速度充分搅拌15～30min形成混合溶液，直至液体无分层现象后，将混合溶液和有机硅色浆加入液态有机硅胶料内，真空搅拌20～30min使硅胶与混合溶液充分混合，静置30～60min得到胶料；
S2，微多孔面层制备：取一定量的胶料，按克重要求均匀涂覆在离型纸表面，并送入烘箱内，二段加热后形成固化的微多孔面层，微多孔面层内形成有若干个微型通道；
S3，微多孔底层制备：取一定量的胶料，均匀涂覆在微多孔面层上，形成微多孔底层，并在微多孔底层上贴合革基布，送入烘箱内，二段加热后固化成型，得到熟皮革，并在微多孔底层内形成若干个微型通道；
S4，离型膜剥离：将烘熟后的熟皮革从烘箱中取出，剥去离型纸，卷取得到有机硅皮革成品。
进一步的，步骤S1中，包括如下重量组份物质：
所述微多孔底层采用的液态有机硅胶料为液态无溶剂型有机硅胶，所述微多孔面层采用的液态有机硅胶料为耐磨型无溶剂有机硅胶。
前所述的一种防水透气有机硅皮革的制备方法，步骤S2中，二段加热的温度和时间分别为，第一段加热温度为70～95℃，加热时间为0.5～1.5min，第二段加热温度为120～160℃，加热时间为0.5～1.5min。
前所述的一种防水透气有机硅皮革的制备方法，步骤S3中二段加热的温度、时间与步骤S2中二段加热的温度、时间均相同。
前所述的一种防水透气有机硅皮革的制备方法，步骤S1中的液态有机硅胶料为加成型有机硅，克重要求在50～300GSM之间，醇类溶剂为酒精。
前所述的一种防水透气有机硅皮革的制备方法，步骤S3中革基布为针织针革基布、机织革基布、超纤革基布中的一种，克重要求为60～300GSM之间，革基布材质为涤棉混织基布、纯涤基布、纯棉基布、涤纶粘胶纤维混织基布中的一种。
前所述的一种防水透气有机硅皮革的制备方法，步骤S2和步骤S3中形成为微型通道直径为0.2～5μm。
前所述的一种防水透气有机硅皮革的制备方法，步骤S4中形成的有机硅皮革成品内，微多孔底层将革基布与微多孔面层紧密粘合，微多孔面层与基布之间经纬向剥离强度大于17N/50mm。
本发明还提供一种防水透气有机硅皮革，由上述任意一种防水透气有机硅皮革的制备方法制得，包括从内到外依次粘合固定的革基布、微多孔底层和微多孔面层，微多孔底层和微多孔面层中均形成有若干个用于透气的微型通道，微型通道的孔径为0.2～5μm。
本发明的有益效果是：
(1)本发明中，整个过程中使用的添加剂均为无毒无害的物质，且有机硅本身即为环保材料，因此应用本方法制备所得的皮革面料符合环保要求，且面料固含量达到100％的有机硅，环保性极佳；另外，在本方法的制造过程和调胶过程中均无添加有害助剂，相对于常规皮革的制作方式，更加有利于环保要求，并保护操作人员的身体健康；
(2)本发明中，通过全新的配方体系设计和工艺温度控制，能够在皮革的胶层中形成微多孔，即微型通道，能够使得有机硅皮革具备良好的防水透气性能；
(3)本发明中，在胶液中加入酒精或其他醇类溶剂，由于酒精或其他醇类溶剂能溶于水，因此能混合在胶液内，且本发明通过二段加热制作涂层，在第一次加热时，将温度加热到酒精或醇类溶剂的挥发温度，能够使得胶液中的酒精或其他醇类溶剂挥发，暴露出包覆其中的水，再将温度快速升高，水分蒸发后即可在胶液内形成微型通道，同时胶液固化称为涂层，如此形成的微型通道的孔径在0.2～5μm之间，而于水中最小直径的雾粒直径为20μm，能够阻隔雾粒进入；水蒸气分子最小直径0.0004μm，能够让水蒸气和空气通过；有机硅皮革表面微型通道的孔径介于二者之间，因此能够达到防水和透气的效果；
(4)本发明中，制得的皮革比传统PU、PVC皮革更具耐候性、材料环保、还具有透气性，且皮革在燃烧过程中不存在熔滴和毒性气体的释放，整个配方体系使用的均为环保材料，本发明主要是通过控制烘干温度，使得酒精或带有羟基烷基的溶剂率先挥发，打开挥发通道，同时析出微粒水珠，再快速升温，使得硅胶在固化的同时其中的水分挥发形成微型通道，微型通道的尺寸能让空气通过而阻隔空气中的水珠，即可让皮革具备防水透气功能。
附图说明
图1为实施例1的结构图。
其中：1、革基布；2、微多孔底层；3、微多孔面层；4、微型通道。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本实施例提供的一种防水透气有机硅皮革，结构如图1所示，包括从内到外依次粘合固定的革基布1、微多孔底层2和微多孔面层3，微多孔底层2和微多孔面层3中均形成有用于透气的微型通道4，微型通道4的孔径为0.2～5μm。
革基布1为针织针革基布、机织革基布、超纤革基布、无纺布或其它可以作为人造皮革的基布中的一种，其克重要求在60～300GSM之间，优选130～180GSM。革基布1材质为涤棉混织基布、纯涤基布、纯棉基布、涤纶粘胶纤维混织基布中的一种。
本实施例还提供一种防水透气有机硅皮革的制作方法，主要用于形成微型通道4，提升有机硅皮革的防水透气性能；同时用料均符合环保要求，提升皮革的环保性能和保护操作人员的身体健康。
该有机皮革的微多孔底层2和微多孔面层3均由有机硅胶料制作而成，有机硅胶料由水、酒精或类似带有羟基烷基的能溶于水的溶剂、十甲基环五硅氧烷、液态有机硅胶组成。
该有机硅胶料的具体组成包括以下重量组份的物质：
其中，微多孔底层2采用的液态有机硅胶料为无溶剂型100％固含量的有机硅胶，克重为50～300GSM，优选170～230GSM，所形成的微型通道的直径为0.2～5μm；微多孔面层3采用的液态有机硅胶料为耐磨型无溶剂100％固含量的有机硅胶，克重为50～200GSM，优选100～150GSM，形成的微型通道直径也为0.2～5μm。
微多孔底层2和微多孔面层3的制作均通过上述物质组份比例以及下述配置步骤进行调配制备。
该有机硅胶料的配置步骤为：
步骤一，取5～15份的水，可以为5～15份之间的任意份数，优选为7～10份；取酒精或其他类似酒精的带有羟基和烷基的溶剂，溶剂份数为10～20份之间任意份数，优选范围为13～17份；取10～20份之间任意份数的十甲基环五硅氧烷，优选份数为12～16份；取45～75份之间任意份数的液态有机硅胶料，优选份数为50～65份；以及一定量的有机硅色浆，有机硅色浆按照产品颜色需求添加，一般取0.5～2份。
步骤二，将上述酒精或其他类似酒精的带有羟基和烷基的溶剂加入水中，充分搅拌形成均匀溶液后，加入十甲基环五硅氧烷，以200～400rpm的搅拌速率充分搅拌15～30min，搅拌至液体无分层现象后形成混合溶液；再将该混合溶液倒入液态有机硅胶料和有机硅色浆中，以真空搅拌的方式搅拌20～30min，直至混合液与硅胶溶成一体，再静置30～60min得到需要的有机硅胶料。
制得微多孔底层2和微多孔面层3的有机硅胶料后，即可对有机硅皮革进行制备，具体制备方法如下：
步骤1，将制得的微多孔面层的有机硅胶料按克重要求均匀涂覆在离型纸表面。完成微多孔面层的上胶，将该胶层和离型纸送入烘箱内二段加热烘熟涂层，以制得微多孔面层。第一段加热的温度为70～95℃，加热时间为0.5～1.5min；第二段加热的温度为120～160℃，加热时间为0.5～1.5min。
步骤2，取出已固化的微多孔面层，并取定量微多孔底层的有机硅胶料，在固化的涂层上均匀施涂，形成微多孔底层，并在该涂层背面贴合基布。
步骤3，将贴合好基布的离型纸和涂层置于烘箱内，以二段加热的方式烘熟微多孔底层。第一段加热的温度为70～95℃，加热时间为0.5～1.5min；第二段加热的温度为120～160℃，加热时间为0.5～1.5min。
步骤4，在烘熟时间结束后将物料从烘箱中取出，剥除离型纸，卷取得到有机硅皮革，从而完成有机硅皮革的制作。
本发明中，以最佳物质配比和制备条件制得的皮革为实施例1，以普通有机硅胶料配比制备形成的皮革为对比例1，对二者进行透气度、透湿性和防水性测试并对比。具体的制备条件如下：
实施例1
选用200克/平方米的针织布做为基布，材质：涤纶；
选用DE90的纹路纸作为离型纸；
添加剂选用酒精和十甲基环五硅氧烷；
微多孔底层选用有蓝星机硅TCS7776，添加量60％，酒精添加量15％，水添加量10％，十甲基环五硅氧烷添加量14％，有机硅黑色浆添加量1％。
微多孔面层选用蓝星有机硅TCS7757，添加量60％，酒精添加量15％，水添加量10％，十甲基环五硅氧烷添加量14％，有机硅黑色浆添加量1％。
按下以步骤配制涂层胶料：将水与酒精充分搅拌形成均匀溶液，加入十甲基环五硅氧烷充分搅拌均匀至液体无分层现象，再将混合溶液倒入有机硅胶料中和有机硅色浆中，真空搅拌30分钟至混合液和硅胶溶成一体，静置30分钟。
将微多孔面层胶料涂覆于DE90的纹路纸上形成微多孔面层，涂层克重150克/平方米，一段加热进入烘箱温度设置为80℃，时间1分钟；二段加热温度为120～160℃，时间1分钟；
将微多孔底层胶料涂覆于微多孔面层上，涂层克重200克/平方米，将针织布贴合于微多孔底层胶料上，一段加热进入烘箱温度设置为80℃，时间1分钟；二段加热温度为120～160℃，时间1.5分钟，完成后分离有机硅皮革和离型纸并卷取，得到的有机硅皮革记作实施例1样品。
对比例1
选用200克/平方米的针织布做为基布，材质：涤纶；
选用DE90的纹路纸为离型纸；
底层选用有蓝星机硅TCS7776，添加量99％，有机硅黑色浆添加量1％。
面层选用蓝星有机硅TCS7757，添加量99％，有机硅黑色浆添加量1％。
按下以步骤配制涂层胶料：将有机硅胶料和有机硅色浆混合，真空搅拌20～30分钟，直至混合液和硅胶溶成一体。
将面层胶料涂覆于DE90的纹路纸上，涂层克重90克/平方米，进入烘箱温度设置为80℃，时间1分钟，120～160℃，时间1分钟
将底层胶料涂覆于面层上，涂层克重120克/平方米，将针织布贴合于底层胶料上，一段加热进入烘箱温度设置为80℃，时间1分钟；二段加热温度为120～160℃，时间1.5分钟，完成后分离有机硅皮革和离型纸并卷取，得到的有机硅皮革记作对比例1样品。
对实施例1样品和对比例1样品进行测试，得到的数据如表1所示。
表1实施例1样品与对比例1样品性能测试表
由表1可知，使用本发明中制备方法制得的实施例1样品，其透气度、透湿性均远强于以现有配比制得的对比例1样品，因此以本发明方案完成的有机硅皮革可以给消费者提供更好的使用体验。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种防水透气有机硅皮革的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，胶料制备：取一定量的水，以及一定量的酒精，将酒精加入水中并搅拌均匀形成溶液，在溶液中加入一定量的十甲基环五硅氧烷，以200～400rpm的速度充分搅拌15～30min形成混合溶液，直至液体无分层现象后，将混合溶液和有机硅色浆加入液态有机硅胶料内，真空搅拌20～30min使硅胶与混合溶液充分混合，静置30～60min得到胶料；
S2，微多孔面层制备：取一定量的对应胶料，按克重要求均匀涂覆在离型纸表面，并送入烘箱内，二段加热后形成固化的微多孔面层，微多孔面层内形成有若干个微型通道；
S3，微多孔底层制备：取一定量的对应胶料，均匀涂覆在微多孔面层上，形成微多孔底层，并在微多孔底层上贴合革基布，送入烘箱内，二段加热后固化成型，得到熟皮革，并在微多孔底层内形成若干个微型通道；
S4，离型膜剥离：将烘熟后的熟皮革从烘箱中取出，剥去离型纸，卷取得到有机硅皮革成品；
所述步骤S1中，包括如下重量组份物质：
所述液态有机硅胶料为加成型有机硅胶，克重要求在50～300GSM之间；
所述步骤S2中，二段加热的温度和时间分别为，第一段加热温度为70～95℃，加热时间为0.5～1.5min，第二段加热温度为120～160℃，加热时间为0.5～1.5min；
所述微多孔底层采用的液态有机硅胶料为液态无溶剂型有机硅胶，所述微多孔面层采用的液态有机硅胶料为耐磨型无溶剂有机硅胶。
2.根据权利要求1所述的一种防水透气有机硅皮革的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中二段加热的温度、时间与步骤S2中二段加热的温度、时间均相同。
3.根据权利要求1所述的一种防水透气有机硅皮革的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中革基布为针织针革基布、机织革基布、超纤革基布中的一种，克重要求为60～300GSM之间，革基布材质为涤棉混织基布、纯涤基布、纯棉基布、涤纶粘胶纤维混织基布中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种防水透气有机硅皮革的制备方法，其特征在于：所述步骤S2和步骤S3中形成为微型通道直径为0.2～5μm。
5.根据权利要求1所述的一种防水透气有机硅皮革的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中形成的有机硅皮革成品内，微多孔底层将革基布与微多孔面层紧密粘合，微多孔面层与基布之间经纬向剥离强度大于17N/50mm。
6.一种防水透气有机硅皮革，其特征在于：由权利要求1～5中任意一种防水透气有机硅皮革的制备方法制得，包括从内到外依次粘合固定的革基布(1)、微多孔底层(2)和微多孔面层(3)，所述微多孔底层(2)和微多孔面层(3)中均形成有若干个用于透气的微型通道(4)，微型通道(4)的孔径为0.2～5μm。
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