无溶剂聚氨酯合成革技术的研究进展

　　摘要：无溶剂聚氨酯合成革在生产加工中无需加入有害溶剂，相较于溶剂型聚氨酯而言，其对环境更安全、生态更友好;比水性聚氨酯合成革更节能环保。但由于原料反应速度过快、不易控制，产品物性下降等方面的相关问题，导致其应用范围受限，因此完善无溶剂聚氨酯合成革生产工艺及提高产品的使用性能具有重要意义。通过对无溶剂聚氨酯合成革的发展现状和主要特点进行概述，着重总结了无溶剂聚氨酯合成革在合成工艺、高物性和阻燃性能等方面的国内外研究进展，并探讨了无溶剂聚氨酯合成革的发展趋势。

　　关键词：无溶剂聚氨酯;合成工艺;阻燃性;高物性

　　作者：石磊

　　聚氨酯合成革是聚氨酯弹性体中的一种，主要是利用聚氨酯树脂材料在基布上采用干法贴面或湿法加工等工序制备而成，一般由基布层、发泡层和面层三层结构组成。聚氨酯树脂一般作为皮革的面层或者黏结面层与基布的发泡层(黏结层)，基布层通常为非织造布，如图1中所示。由于聚氨酯具有特殊的软硬段结构以及发泡、凝胶等特性，因此聚氨酯合成革具有众多优异的性能，如光泽柔和、手感柔软、抗磨损、耐揉曲、抗老化以及黏结性能好等，故使得聚氨酯合成革在传统革领域里发挥了其他材料无可比拟的优势，成为天然皮革最完美的替代品[1]。一般来讲，可以通过由多异氰酸酯与扩链剂组分所组成的硬段来调节合成革的拉伸强度、断裂伸长率;也可通过由多元醇等组分所组成的软段来调节合成革的弹性以及低温性能;还可通过配方配比调节合成革的耐油、耐酸、耐高温等特殊性能。简而言之，通过原料配方的调节和工艺上的改善，可制备具有不同性能的聚氨酯合成革，从而使其可适用于箱包、制鞋、家具、服装等不同的领域。

　　目前市场上聚氨酯合成革主要可分为三大类：溶剂型聚氨酯合成革、水性聚氨酯合成革和无溶剂聚氨酯合成革。其中市场份额最大的是溶剂型聚氨酯合成革，该产品性能优异，且成本低廉。但溶剂型聚氨酯合成革在制备过程中需要加入大量有害的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，而且溶剂难以完全回收;水性聚氨酯合成革虽然以水取代有机溶剂作为分散介质可避免大量有害有机溶剂的引入，但后期水介质的除去需耗费大量能量，导致生产成本大幅提高，同时合成革的物理性能也会有所降低;无溶剂聚氨酯合成革在生产加工中无需加入溶剂，通过直接挤出反应成型，对环境友好，低挥发性有机化合物(VOC)排放，符合未来“绿色化工”的发展需求[2]。尽管当前无溶剂聚氨酯合成革的市场份额不算很大，但市场正处于快速成长期。因此本文针对目前无溶剂聚氨酯合成革的发展现状和研究进展进行概述，特别聚焦于国内外有关无溶劑聚氨酯合成及改性方面的研究。希望以此对无溶剂聚氨酯合成革产业的发展与创新提供参考与借鉴。

　　1无溶剂聚氨酯合成革的发展现状

　　2010年5月，德国BSAF公司制备的无溶剂合成革样品(无溶剂面层+超纤基材)在深圳第八届中国国际聚氨酯展览会上首次展出。此后，无溶剂聚氨酯合成革制造技术得以快速发展，无溶剂聚氨酯树脂、无溶剂聚氨酯配套原材料、合成革工艺以及加工设备等也相继跟进，取得了比较大的进步[3]。例如，苏州瑞高新材料有限公司利用巴斯夫公司的ElastollanB50A12CF热塑性聚氨酯(TPU)制造的合成革，通过无溶剂技术直接挤出到面料上，实现了聚氨酯层和面料的紧密贴合，从而可大幅简化合成革生产工艺、提高生产效率。德国BAYER亦推出了无溶剂聚氨酯合成革技术。该技术采用Impranil分散体制成，可在不使用任何有害化合物的情况下生产聚氨酯合成革。此外，作为起步较早的日本、韩国合成革体系，也相继与国内合成革公司合作，成功开发了无溶剂合成革树脂。虽然国外公司生产的无溶剂树脂能满足国内市场需求，但其核心技术仍掌握在国外公司手中，价格昂贵。随着中国企业对无溶剂合成革技术的重视和不断探索，无溶剂聚氨酯合成革相关核心技术专利不断涌现，并在某些方面有了突破。例如，浙江禾欣新材料有限公司设计开发出了环保型无溶剂聚氨酯上料装置，可以有效解决低温条件下物料黏度升高或结晶而造成物料输送困难的问题[4]。安徽安利材料科技股份有限公司设计开发出了一种高耐久耐用无溶剂压花吸纹聚氨酯合成革，可以明显提高无溶剂合成革的耐用性能[5]。目前，国内无溶剂聚氨酯合成革的产量约为3000t/年，其环保特性优异，销售价格较高，主要用于高端沙发革、汽车革、服装革，具有良好的生产效益。

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文章名称： 无溶剂聚氨酯合成革技术的研究进展

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