无溶剂聚氨酯合成革技术的研究进展

无溶剂聚氨酯合成革技术的研究进展

徐韫欢

福鼎市质量计量检测所 福建 宁德 355200

摘要：无溶剂聚氨酯的融合不需要在生产和加工过程中添加有害溶剂。与水溶性聚氨酯相比，它更安全环保。然而，转化为未溶解的聚氨酯的范围受到相关问题的限制，例如原料反应速度难以控制，以及产品物理性能下降。因此，必须改进无溶剂聚氨酯生产工艺，提高产品性能。概述了聚氨酯单体形成的现状和主要特点，重点介绍了国内外聚氨酯单体形成的合成工艺、高物理性能和阻燃性能的研究现状。研究了无溶剂聚氨酯的形成趋势。

关键词：无溶剂聚氨酯；合成工艺；阻燃性；高物性

前言

聚氨酯是一种广泛用于社会所有生产部门的材料。由于具有良好的抗擦伤和撕裂强度，外观与天然皮革相似，已成为日常生活中常见的消费品。由于技术限制，合成皮革产品的质量普遍较差，其中含有大量有害物质，影响了这些产品的出口。因此，需要使用新的环保材料来取代这种可溶性聚氨酯树脂，提高产品性能，实现工业现代化。可生产水溶性或非溶剂和热塑性聚氨酯。

1 无溶剂聚氨醋合成革制造的基本原理和特点

人工革是将合成树脂以某种方式（如涂覆、贴合等）与基材结合在一起得到的天然皮革的替代品，主要产品有人造革、合成革和超细纤维合成革，可用于制鞋类、箱包、家具、汽车内饰、子弹等。在通常的分类中，人造革是一种皮革材料，由用聚合物板制成的织物制成。聚氯乙烯(PVC)主要用作涂层剂，通常称为PVC人造革；合成皮革是一种仿皮，它是一种非织造布、聚合物材料浸渍和覆盖的皮革。大多数使用聚氨酯(PU)作为浸渍材料和涂层剂，通常称为PU合成革；超细纤维合成革，简称超纤革，是超细纤维通过梳理、针刺或水刺制成具有三维网络结构的无纺布，再经聚氨酯湿法含浸、减量、磨皮、染整等工艺最终形成的仿革产品。具有优异的机械性能，是高端皮革工业产品的结合。

近年来开发的无溶剂聚氨酯融合技术是一种新的快速反应RM制造工艺，它使用两种或多种预加工的液体聚氨酯，在一定比例上装入搅拌头，在压力下混合，注入到基本材料中，并用挤出机涂膜。进入干燥路径后，预液聚合物反应迅速，从而迅速增加聚合物的分子量，并产生具有新特征的聚合结构。无溶剂聚氨酯的生产工艺以液体原料的运输、测量、快速反应和成型特性为基础。其他危险物质，如有机溶剂和无机溶剂，并未添加到生产过程中，而是以无害环境的方式生产。无溶剂聚氨酯的融合有许多好处:首先，原料和加工不需要挥发性有机溶剂，固体含量接近100%，没有燃烧爆炸，因此没有对生态环境造成损害，也没有职业健康风险；其次，无溶剂聚氨酯合成革不仅具有与可溶性聚氨酯产品相同的机械强度、耐磨性、时效强度、灵活性和后处理能力，而且具有无毒溶剂污染的优点此外，生产过程更简单，机械自动化程度更高，大大提高了企业生产力，使企业能够节约成本，节省更多空间。

2 无溶剂聚氨酯合成革成型过程中发生的化学反应

许多化学反应与未溶解聚氨酯的形成有关，包括链扩张、气泡和化合物，其中一些与材料结构、功能组和分子量有关。例如，泡沫反应在无溶剂聚氨酯制造过程中非常重要，气泡孔的结构直接影响手感觉和产品的弯曲。为了获得与天然皮革相似的外观，可以使用以下蒸发方法:利用反应热将低沸点的碳氢化合物蒸发，以达到气泡的目标。此外，水和预聚合物的化学反应可能在反应过程中产生二氧化碳，从而产生气泡。

3 无溶剂聚氨酯合成革的研究进展

3.1合成与工艺

合成无溶剂聚氨酯时，多元醇与异氰酸酯反应太快，反应体系粘度往往增长较快，导致粘结刀与抓痕不一致，导致最终产品不合格。为解决无溶剂聚氨酯合成中反应速度过大的问题，密封剂的闭包反应和时滞催化剂t-酸络合催化体系成为研究热点。在含有异氰酸酯末端基的预聚酯中添加密封剂会引起密封反应，从而丧失反应活性。然后混合组合材料。均匀混合后，随着温度升高，闭包反应逐渐发生，异氰酸酯基组逐渐释放，发展成胶合成聚氨酯。从理论上讲，含有活性氢的化合物可用作异氰酸酯封头反应的密封剂，但仍需考虑一些因素，如封层和封层反应速度、解锁温度、兼容性和环境保护最常用的封闭产品是醋酸和乳膏，它们对异氰酸酯具有明显的封闭作用。

3.2高物性

合成聚氨酯无溶剂皮革在薄膜形成过程中迅速凝固，容易导致泡沫层和相对密集的表面、手感、不透气性和低透气性，极大地影响了合成皮革的用户体验和健康性能，因此，有必要通过物理或化学变化对聚氨酯涂层的高物理性能来纠正工艺缺陷。

3.3阻燃性

聚氨酯广泛应用于沙发皮革、汽车皮革、服装皮革等领域。与此同时，燃烧作为一种易燃材料，产生大量有害气体，其使用具有很大风险。因此，迫切需要改进无溶剂制革的阻燃性能，同时满足市场对制革产品功能和多样化的要求。为了使无溶剂聚氨酯能够阻燃，必须机械地切断所有燃烧途径，通常是添加特定的阻燃剂。然而，无溶剂聚氨酯的点火机制可能因阻燃剂而异。根据点火机制，可大致分为气相阻燃剂、冷凝相点火覆盖效应和吸收相阻燃剂三类。磷是一种阻燃剂，在高温下凝结，分解为磷酸盐或醋酸酐，可促进碳的形成，并形成无机玻璃材料的氧绝缘物，即固相点火机制。它还可以蒸发到空气中，形成无磷自由基(PO2、PO等)。在空气中，它可以捕获燃烧的自由基，减少甚至停止燃烧反应，也是一种气体相点火机制。

此外，还使用FTIR、SEM和XPS对热降解残留物进行了分析。结果表明，HAPP的残馀形成能力高于APP，能够在高温下形成稳定的残馀物，而且更具兼容性。同时，由于NH3不可燃气体在气相中作为阻燃剂的产生，更明显的是磷是由气相和冷凝相的点火机制协调的阻燃剂，纳米无机阻燃剂可以作为有效绝缘的屏障。

结束语

无溶剂聚氨酯的融合作为一种无害环境产品的具有独特和明显的优势，今后在市场上的应用前景广阔。在原料、合成制造、产品性能等方面，我国的聚氨酯合成皮革仍与发达国家存在一定差距，但它发展迅速。因此，需要通过快速反应成型工艺和生产线的精确组合，实现高质量的合成革制造。

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