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有机硅在皮革加脂和涂饰中的应用

作者:小编 发布时间:2021-01-04 09:15:57 0 次浏览

有机硅在皮革加脂和涂饰中的应用
  随着生活水平的提高和对舒适与“回归大自然”的追求,人们对真皮制品的需求量逐步增加,对皮革产品的质量及性能要求也日益提高,真皮制品已成为生活中的重要高档消费品之一,皮革要求轻、薄、软而有丝绸感,丰满有弹性真皮感强,卫生性能好,手感滑爽,染色牢固等高附加性能,则对应用于皮革的皮化材料要求具有更新更高的性能和质量。

   集众多性能于一身的有机硅产品越来越引起皮革行业的关注,利用有机硅制备和改性皮革化工材料的研究日渐增多,已成为目前皮化材料研究中的一个热点,性能优异的含硅皮化材料不断问世,从制革的湿操作处理到涂饰工序都可以找到有机硅应用的踪迹。

1 含硅皮革加脂剂

   加脂(加油)是皮革生产中的一个重要工序,其目的是通过一定的工艺条件使皮革吸收结合一定量的油脂材料,从而在胶原纤维表面形成一层单分子油膜,并且在纤维之间也吸附适量的油脂,使皮纤维间具有良好的润滑性,从而赋予皮革良好的柔软性、丰满性和延伸性,使皮革具有较好的物理机械性能和使用性能。

   常用的加脂材料主要是天然的动植物油脂和矿物油以及它们的改性产品和合成加脂材料两大类。目前,对皮革加脂材料的要求越来越高,具有多功能的结合型加脂剂最受制革厂家青睐。这种加脂材料与皮纤维结合牢固,在皮革使用过程中不会由于油脂的迁移而引起皮革的老化从而影响其使用性能。多功能性的加脂剂除具有加脂作用外,还能赋予皮革某些特殊的性能,如防水、匀染、丝光感及特殊的柔软滑爽感等。由于有机硅化合物具有较低的表面张力和较好的疏水性,是制备皮革防水加脂剂的首选材料之一。

   有机硅作为加脂剂主要是因为它的润滑性能,同时具有良好的防水效应,经有机硅加脂剂浸渍处理的革纤维分离、润滑,成革柔软、革粒面滑爽细腻,有类似丝绸的舒适手感,能增强革的防水、防霉性能,而且不影响革的透气性。这是因为有机硅只在革纤维表面形成一层极薄的膜,并不将毛孔堵死,尤其适合于服装手套革和鞋面革,也可用于毛皮中。

   含硅加脂剂在国内虽然研究很多,但形成规模的品种还很少,特别是价廉、多功能性的含硅加脂剂比较少。开发适应高档绒面革、毛皮等的加脂所需要的高档丝光加脂剂,赋予特定丝光效应,并同时具备增加染色牢度的功能。

2 有机硅改性皮革涂饰材料

   经过鞣制、染色、加脂、干燥后的皮革都必须根据产品的类别进行表面涂饰,皮革才具有使用性能,即利用合适的化工材料在皮革表面形成一个修饰层,一方面增加皮革的美观,颜色均匀一致,色泽自然、柔和;另一方面使皮革在使用过程中具有手感滋润,并根据不同需要而有绵滑、干滑、蜡感、油滑等,涂层要薄、柔软并具有弹性,同时具有耐热、耐寒、耐干湿擦和耐、碰撞等使用性能。

   常用的涂饰材料主要有蛋白质类、丙烯酸树脂类、聚氨酯类和硝化纤维类。这些涂饰材料要在皮革表面形成良好的修饰层,本身须满足以下要求:涂层美观,要与皮革表面有良好的粘着力,在皮革表面形成的涂层要有很好的延伸性,涂层应有较好的卫生性能,即有良好的透气性和透水气性,以保证穿着的舒适。同时,涂层还要具有一定的耐热、耐寒和耐老化等性能,皮革工业中常将这些涂饰材料称为成膜物质。

   由于有机硅的优良综合性能,其耐热耐寒性好,粘温系数小,耐侯性优良,疏水,耐磨,可以用来改性通常使用的丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、硝化棉等涂饰剂,可提高综合效能,也用作滑爽丝绸手感的滑爽剂、手感剂等,使之成为图示性能更加优良的新型理想的涂饰材料,这类材料或形成-Si-O-C-键或形成-Si-C-键,制备带-Si-O-C-链的共聚物,工艺简单,但不如带Si-C链的共聚物水解稳定性好。再者,因其表面张力小,易于润湿和涂饰,能降低革表面的摩擦系数,所得的涂层光泽鲜艳、光滑,灰尘不易沾染等,故常用于皮革手感剂、皮革滑爽剂、光亮剂、防水剂,还可用于防粘剂,防止皮张之间的粘着。

2.1有机硅改性丙烯酸树脂涂饰材料

   丙烯酸树脂乳液是皮革生产中用量较大、使用较早的一类成膜物质,其优点是:粘着力较强,薄膜透明、柔软而富有弹性,涂层耐光、耐干湿擦、耐老化,卫生性能优于硝化纤维和聚氨酯涂饰材料。但由于丙烯酸树脂一般为链状的线型结构,属于热塑性材料,对温度极为敏感,温度上升发软变黏,温度太低又逐渐变脆,即所谓的热黏冷脆,涂层经不起冬夏季节的气候变化。另外,丙烯酸树脂形成的薄膜不耐有机溶剂的作用。用有机硅改性丙烯酸树脂可有效地利用有机硅化合物耐寒、耐热和抗有机溶剂性强等性能,从而改变丙烯酸树脂的上述缺陷。因此,丙烯酸树脂经有机硅改性后,可成为较理想的皮革涂饰材料。

2.2 有机硅改性聚氨酯皮革涂饰材料

   聚氨酯皮革涂饰剂是一种新兴的涂饰材料,我国对聚氨酯的研制开始于20世纪70年代,而在皮革上大规模应用则始于20世纪90年代,是目前应用最多的一类皮革涂饰材料。它是由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物作用而成的高分子化合物的总称。聚氨酸涂饰材料在皮革表面形成的薄膜光洁平滑,耐摩擦、耐候性优良,薄膜柔软富有弹性,与皮革表面粘着牢固。但水性聚氨酯因其大分子链上含有较多的亲水基团,使薄膜耐水性能较差;溶剂性聚氨酯薄膜则透气性较差。而有机硅具有较好的耐水性能,其薄膜具有滑爽、细腻的手感,但由于有机硅化合物的薄膜与皮革的粘结性差,不宜单独使用。有机硅化合物与聚氨酯进行结合,可扬长避短,用有机硅化合物对聚氨酯进行改性,有希望获得较理想的涂饰材料。

3 功能性有机硅类皮革助剂

   功能性有机硅类皮革助剂主要有手感剂、柔软剂、防水剂。这类助剂可归于有机硅化合物中的含硅表面活性剂一族,主要是基于含硅表面活性剂所具有的独特的优点,例如表面张力低、润湿性能好和乳化作用强等。

3.1皮革手感剂

   手感是衡量皮革成品的重要特性指标之一,蜡和有机硅是手感剂的核心材料,手感剂在皮革化学品生产中虽没有鞣剂、加脂剂那样历史悠久,然而发展迅速,手感剂的开发除保留柔软、滑爽等基本性能外,衍生出更多的手感,如干滑、油滑、油蜡、绵滑、绵蜡等综合手感,赋予皮革多功能的手感。

3.2皮革柔软剂

   聚硅氧烷的主链十分柔软,围绕Si-O键旋转所需的能量几乎为零,这个特性决定了聚硅氧烷可成为最优良的织物柔软剂。同时,有机硅柔软剂不仅使织物具有柔软、滑爽的性能,还能增加织物表面的光泽和弹性,因此有机硅类柔软剂在纺织行业得到了普遍的应用。受其影响,自20世纪80年代开始,制革工作者开始了有机硅类皮革助剂的研究,近几年取得了较大的进展。

3.3皮革防水剂

   有机硅具有很低的表面能,处理皮革后能大大皮革的表面张力而使皮革具有很好的防水性能,有机硅的极性基团与皮革纤维结合,疏水的烷基沿皮革纤维向外排列,不填满纤维的空隙,在皮革纤维表面形成一层永久性的防水透气薄膜,基本上不影响革的透气性能和透水汽性。

   随着人民生活水平的不断提高,消费者对皮革制品的质量及性能提出了更高的要求,例如真皮感更强、卫生性能更好、手感更加滑爽以及材质更加薄、轻、软等,同时在耐洗、防水、防污、抗菌和防霉等方面也提出了新的要求,要满足这些要求,就需要各种新型的皮革化工材料。中国加入WTO后,国内皮化材料在日趋激烈的市场竞争中将面临严峻的考验,综合性能优异、无污染的皮化材料将成为主流。有机硅化合物综合性能优异,对环境无污染,对提高皮化材料的质量、增加皮化材料的种类具有重要作用。今后几年,有机硅化合物在以下几个方面将会有更大的发展:高效、无毒、多功能有机硅表面活性剂的研究与开发。随着有机硅工业的发展,适合皮革工业使用的有机硅化合物品种与数量将不断增加,在皮革工业上的应用前景将更加广阔