聚氨合成革（Polyurethane Synthetic Leather）屬于聚氨酯彈性體的一類，具有光澤柔和、自然，手感柔軟，真皮感強(qiáng)的外觀，具有與基材粘接性能優(yōu)異、抗磨損、耐撓曲、抗老化等優(yōu)異的機(jī)械性能，同時(shí)還具備耐寒性好、透氣、可洗滌、加工方便、價(jià)格優(yōu)廉等優(yōu)點(diǎn)，是天然皮革的最為理想的替代品。
簡介
聚氨酯合成革（PolyurethaneSynthetic Leather）具有強(qiáng)度高、耐磨、耐寒、透氣、耐老化、耐溶劑、質(zhì)地柔軟、外觀漂亮等優(yōu)點(diǎn)，加工性能也好，是代替天然皮革較為理想的仿革制品，性能比聚氯乙稀革優(yōu)良。聚氨酯合成革廣泛應(yīng)用于服裝、制鞋、箱包、家具等行業(yè)。
發(fā)展歷程
20世紀(jì)70年代，合成革就在歐洲市場上出現(xiàn)；
1953年，德國率先推出聚氨酯合成革的專利；
1962年，日本從德國引進(jìn)該專利技術(shù)；
1963年，美國公司研究成功濕法聚氨酯合成革；
1981年，干法聚氨酯合成革引入我國；
1995年，全國已有聚氨酯革漿料生產(chǎn)廠15家；
2008年，我國聚氨酯合成革產(chǎn)量增長到10.60億米；
國內(nèi)發(fā)展
我國合成革的生產(chǎn)雖然起步晚，但近20年來，發(fā)展極為迅速，已具有相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)業(yè)規(guī)模和競爭實(shí)力。特別是近幾年我國PU革市場的年增長幅度達(dá)17%～29%，己逐漸成為推動全球PU革發(fā)展的主要動力之一，甚至也成為促進(jìn)整個(gè)聚氨酯市場發(fā)展的主要動力。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2007年全國合成革產(chǎn)量為28億㎡，2008年為33.2億㎡，2010年，我國人造革、合成革的生產(chǎn)廠家已達(dá)2600多家，其中規(guī)模以上企業(yè)316家，生產(chǎn)線和產(chǎn)量已占據(jù)世界總產(chǎn)量的73%，合成革產(chǎn)量達(dá)56億㎡。比我國GDP增長率高出近一倍，顯示出我國合成革產(chǎn)業(yè)強(qiáng)勁的增長態(tài)勢。
基本性能
天然皮革由于具有優(yōu)良的天然特性被人們廣泛用于生產(chǎn)大宗商品和工業(yè)品，但隨著人們對皮革的需求倍增，有限的天然皮革早已不能滿足人們的需求。合成皮革的出現(xiàn)，正是彌補(bǔ)了天然皮革的不足。合成革是塑料工業(yè)的一個(gè)重要組成部分，在國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)被廣泛使用。聚氨酯作為一種新興的有機(jī)高分子材料，因其卓越的性能而被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)眾多領(lǐng)域。經(jīng)過20多年的不斷研究開發(fā)，聚氨酯合成革無論在產(chǎn)品質(zhì)量、品種，還是產(chǎn)量上都得到了快速地增長。其性能越來越接近天然皮革，某些性能甚至超過天然皮革，達(dá)到了與天然皮革真假難分的程度，在人類的日常生活中占據(jù)著十分重要的地位。
聚氨酯是由多異氰酸酯與多元醇反應(yīng)形成氨基甲酸酯，是石油化學(xué)制品重要分支。英文縮寫PU。由于含強(qiáng)極性的氨基甲酸酯基，不溶于非極性基團(tuán)，具有良好的耐油性、韌性、耐磨性、耐老化性和粘合性。用不同原料可制得適應(yīng)較寬溫度范圍(-50~150℃)的材料，包括彈性體、熱塑性樹脂和熱固性樹脂。高溫下不耐水解，亦不耐堿性介質(zhì)。
生產(chǎn)工藝
聚氨酯合成革的工業(yè)化生產(chǎn)方法主要有干法和濕法兩大類。
1.干法聚氨酯合成革
干法生產(chǎn)工藝一般以離型紙為載體,將聚氨酯樹脂漿料刮涂在離型紙上（一般涂刮一至二次），放入烘箱加熱烘干除去樹脂中的溶劑形成連續(xù)均勻的聚氨酯薄膜，然后在薄膜上刮涂黏結(jié)劑，與基布貼合，經(jīng)過烘干固化后利用剝離裝置將離型紙剝離并將成品人造革與離型紙分別成卷。聚氨酯漿料涂層劑、離型紙和基布是干法工藝的三個(gè)組成部分。干法生產(chǎn)的合成革膜層致密、產(chǎn)品強(qiáng)度優(yōu)異、粘接牢固，過程所生產(chǎn)的廢水較少，但產(chǎn)品衛(wèi)生性能相對較差，且生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢氣污染嚴(yán)重。
2濕法聚氨酯合成革
濕法主要通過擠壓使?jié){料充分滲透到非織造布間隙中，然后將該非織造布致于凝固浴中，利用“DMF-H2O”體系混溶使得DMF不斷從樹脂溶液中進(jìn)入凝固浴，同時(shí)水則進(jìn)入基布中使PU逐漸由溶解狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z狀態(tài)最后形成固體膜。在該交換過程中由于助劑的調(diào)節(jié)作用及聚氨酯的收縮會形成大量微細(xì)孔，得到具有連續(xù)多孔層的多層結(jié)構(gòu)體，所以濕法生產(chǎn)的合成革具有良好的透濕、透氣性能，手感柔軟、豐滿、輕盈，更富于天然皮革的風(fēng)格和外觀。
聚氨酯(PU)合成革生產(chǎn)技術(shù)是跨紡織、造紙、皮革與化工四大生產(chǎn)系統(tǒng)的交叉學(xué)科，充分借鑒了各系統(tǒng)的工藝技術(shù)，同時(shí)又發(fā)揮其自身特點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)組合。其制造通常由特殊纖維的制造、纖維的三次元交織體的制造、賦予彈性聚合物、表面整飾等工藝構(gòu)成。PU合成革與真皮不同，它是完全建立在合成材料的基礎(chǔ)上，它的發(fā)展總是伴隨著新技術(shù)、新工藝及新材料的出現(xiàn)。在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，保持優(yōu)良的環(huán)境，保護(hù)地球是不可逆轉(zhuǎn)的潮流。
隨著中國加入WTO，國內(nèi)企業(yè)逐漸參與國際競爭，客觀上也要求生產(chǎn)和使用無公害的產(chǎn)品，消除國際上“綠色貿(mào)易壁壘”對中國產(chǎn)品的非貿(mào)易壁壘限制。因此從源頭上杜絕污染，對于聚氨酯合成革行業(yè)來說已經(jīng)迫在眉睫。由于水無毒、無污染、節(jié)能，是溶劑的理想替代品。因此，開發(fā)水性聚氨酯合成革漿料成為聚氨酯樹脂的主攻方向。
聚氨酯合成革基本配方及工藝條件：
面料：PU100；干燥溫度：90-l00℃
MEK：丁酮[tóng]20干燥時(shí)間1分鐘
DMF：二甲基甲酞胺20
著色劑12
底料：聚氯乙稀100
DOP：55
DBP：12；塑化溫度：200℃
碳酸鈣：10；塑化時(shí)間：1分鐘
穩(wěn)定劑：3
氧化鋅：5
發(fā)泡劑AC：3
顏料：1
影響PU合成革質(zhì)量的因素主要有：樹脂、溶劑、離型紙、布基、著色劑的選擇，另外工藝條件如：固含量、粘度、涂飾量、溫度、烘箱中風(fēng)量、生產(chǎn)速度、貼布聞隙、環(huán)境的溫度、濕度、灰塵含量等均影響PU革的質(zhì)量。
提高方法
水性聚氨酯具有非常多的優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用在：涂料、油墨、膠粘劑、皮革涂飾劑、人造革、手套潤滑劑等方面。以皮革涂飾劑為例：涂飾是皮革制造過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。它可增加皮革的美觀和耐用性能，提高檔次，增加花色品種、擴(kuò)大使用范圍。其中聚氨酯類涂飾劑的成膜性能好、遮蓋力強(qiáng)、粘結(jié)牢固，涂層的物理性能優(yōu)異，可大大提高成革的等級，為此受到高度重視和廣泛的關(guān)注。
目前大多數(shù)水性PU主要是由自乳化法制備，以含親水性基團(tuán)的PU為主要固化成分，涂膜干燥時(shí)若親水成分不能有效的進(jìn)入交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，干燥形成的涂膜遇水易溶脹。另外其缺少像雙組分溶劑型PU涂膜所能得到的交聯(lián)密度和高相對分子質(zhì)量，因而這些水分散體涂膜的耐水性、耐溶劑性、耐熱性和光澤性較差，嚴(yán)重地限制了其使用的范圍。因此，常采用提高涂膜的交聯(lián)密度來改善乳液涂膜的耐水性。常用的交聯(lián)方法有兩種：一種是在合成PU預(yù)聚物時(shí)，加入官能度大于2的多羥基化合物，直接生成交聯(lián)PU預(yù)聚物，將上述預(yù)聚物很好地分散在水中，并擴(kuò)鏈形成大分子，最后形成乳液。這種方法也叫前交聯(lián)法，缺點(diǎn)是易使預(yù)聚物黏度增大，較難分散在水中，影響乳液的穩(wěn)定性。近年來新型交聯(lián)劑和多官能團(tuán)擴(kuò)鏈劑的篩選與合成的研究相當(dāng)活躍，已成為提高水性PU物理機(jī)械性能和耐水性能的主要途徑之一。另一種方法為外交聯(lián)法，采用帶羧的陰離子PU乳液進(jìn)行交，交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生在PU分子的羧基上，有氮丙、碳化亞胺以及金屬鹽類化合物，在室溫條件下進(jìn)行交聯(lián)。這類交聯(lián)劑一般在使用PU乳液時(shí)加入，因其交聯(lián)反應(yīng)速率很快，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生凝膠而破乳。外交聯(lián)法可成功解決PU乳液涂膜的親水性問題，但因外加交聯(lián)劑，組成雙組分涂飾劑給施工帶來不便，此方法使用較少。
現(xiàn)將一系列的改性有機(jī)硅樹脂引入到聚氨酯皮革、聚氨酯涂飾劑、聚氨酯粘合劑、鞋底料、聚氨酯涂料、油墨中去，可解決目前水性PU和油性PU產(chǎn)品存在的種種問題。
⑴粘合劑：改性有機(jī)硅化物交聯(lián)劑，可以增強(qiáng)合成革用不同底材與聚氨酯涂層材料之間的粘合性，從而相應(yīng)提高涂飾性和附著力，同時(shí)帶來耐水解及爽滑的感覺?？纱嬗卸镜亩?a href="/hebeideji/7692836050513335474.html">氮丙啶交聯(lián)劑。
⑵潤濕劑：用于改善聚氨酯涂層材料之間及聚氨酯涂層材料和不同底材之間的潤濕性，同時(shí)也可作為聚氨酯合成革的泡孔調(diào)節(jié)劑及流平劑。
⑶勻孔劑：主要用于增進(jìn)涂層的成肌性，從而改善皮革的最終手感和表面流動性。該系列產(chǎn)品不含羥基，可以作為一個(gè)有效的潤濕劑和勻孔劑。
⑷流平劑：可以賦予聚氨酯合成革表面平整性。濕法工藝中提高貝斯的表面透濕性、流平性；干法工藝中，提高PU革的防粘性、并有絲滑手感。
⑸泡孔調(diào)節(jié)劑：用于濕法聚氨酯漿料成革過程中的泡孔控制，泡孔結(jié)構(gòu)從豎長型到均一圓孔型。同時(shí)還有消泡作用，提供光潔的表皮層或貝斯層。
⑹PU樹脂改性劑：含有活性基團(tuán)，為聚醚多元醇封端或者羥基封端的有機(jī)硅化物改性劑，可直接參與漿料合成反應(yīng)，也可作為功能性添加劑添加，賦予聚氨酯合成革貝斯和面層更好的透濕性、透氣性，更好的低溫?fù)锨裕玫姆勒承裕叩哪湍バ裕瑑?yōu)良的表面平整性、泡孔穩(wěn)定性或優(yōu)良的加工性。同時(shí)與極性溶劑、非極性溶劑、多元醇和異氰酸酯中有很好的相溶性。
PU革產(chǎn)生已形成其獨(dú)特風(fēng)格，高檔產(chǎn)品已可以和真皮媲美。PU革產(chǎn)品開發(fā)除了包含技術(shù)因素以外，還有時(shí)尚性問題。因此要求開發(fā)人員應(yīng)根據(jù)國內(nèi)外欣賞特點(diǎn)，以藝術(shù)眼光，設(shè)計(jì)外觀更具品位和魅力的產(chǎn)品。紡織、化工及PU革本身工藝技術(shù)不斷進(jìn)步，將大大推動PU革產(chǎn)品的發(fā)展。
發(fā)展方向
自20世紀(jì)50年代起，世界人造革、合成革主產(chǎn)地逐漸由歐美向亞洲地區(qū)轉(zhuǎn)移。從行業(yè)發(fā)展趨勢來看，我國漸成生產(chǎn)人造革、合成革產(chǎn)品的制造中心。一方面是因?yàn)槲覈鴵碛袆趧恿Y源優(yōu)勢，另一方面則是下游需求的增長。
近幾年來，國內(nèi)人造革、合成革行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷得到優(yōu)化，行業(yè)升級速度加快。在發(fā)展過程中，高端產(chǎn)品的市場需求缺口較為突出。一方面，聚氯乙稀人造革和PU合成革產(chǎn)品比重過大且以普通產(chǎn)品為主，種類單一，同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，產(chǎn)品附加值低，呈現(xiàn)出明顯的供過于求狀況，企業(yè)以價(jià)格競爭作為主要競爭手段。行業(yè)內(nèi)企業(yè)整體議價(jià)能力較弱，不能有效轉(zhuǎn)嫁快速增加的原材料成本，整體利潤水平呈下降趨勢。另一方面，盡管國內(nèi)超細(xì)纖維合成革技術(shù)發(fā)展迅速，但是目前只有少數(shù)企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，且差異性、功能化和高端產(chǎn)品產(chǎn)量有限，而市場需求卻在高速增長，產(chǎn)品供不應(yīng)求，每年即使從日本、韓國和我國臺灣地區(qū)大量進(jìn)口，也不能滿足市場需求。
聚氨酯合成革業(yè)在生產(chǎn)過程中，大多數(shù)采用有機(jī)溶劑型的聚氨酯樹脂作為生產(chǎn)各品基層和面層的基本原料，這種類型的聚氨酯樹脂均通過甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、乙酸乙酯和二甲基甲胺等作為主要溶劑以溶液聚合法制得。溶劑的用量大約占樹脂用量的60%以上，濕法漿料DMF的用量達(dá)到70%以上。這些溶劑都是有害溶劑，對人體的危害是多方面的。其中，甲苯等芳香烴溶劑對人體的造血系統(tǒng)具有危害性，在高濃度環(huán)境中長期接觸，可能發(fā)生急性中毒而休克，慢性中毒將出現(xiàn)血小板和白細(xì)胞減少，并出現(xiàn)相應(yīng)的病癥。其它溶劑丙酮、丁酮、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺等溶劑雖然較甲苯、二甲苯的毒性低，但長期接觸也會產(chǎn)生較大的毒副作用，其中乙酸乙酯對眼睛和粘膜有刺激性，并有麻醉性；二甲基甲酰胺對皮膚、眼睛粘膜有較強(qiáng)的刺激性，吸入高濃度的蒸氣時(shí)，會刺激咽部引起惡心，經(jīng)常接觸，經(jīng)皮膚吸入，會導(dǎo)致肝功能障礙，且有機(jī)溶劑對女性孕育下一代將產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響。
在合成革生產(chǎn)過程中，占溶劑性聚氨酯樹脂總用量60%以上的是溶劑，雖然濕法生產(chǎn)線中85%的溶劑被回收重新利用，但濕法生產(chǎn)線中仍有15%左右、干法生產(chǎn)線中95%的溶劑無法回收，將通過水和空氣排放到周邊的河流和空氣中，勢必會嚴(yán)重污染當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境，對人體生命健康造成威脅。由于苯、甲苯等有害溶劑易燃、易爆，極易引發(fā)火災(zāi)，造成傷殘，甚至死亡。
許多廠家和化工院多都在進(jìn)行水性聚氨酯樹脂的研究，也開發(fā)出許多的水性聚氨酯樹脂牌號，但規(guī)模都較小，最大規(guī)模也只有幾噸左右的規(guī)模。并且應(yīng)用范圍比較狹窄，并且在性能上還不完善。
其他相關(guān)
水性聚氨酯合成革
一般來說合成革用水性聚氨酯需要具備以下幾方面的性能：
(1)合成革用水性聚氨酯分散液必須與同各種助劑、色漿等有良好的相溶性和配伍性，易于使用；配置好的的漿料在貯存期內(nèi)不能有分層或破乳現(xiàn)象而且必須有較長的存放期。這就要求水性聚氨酯必須高度穩(wěn)定。
(2)合成革用水性聚氨酯的抗粘防粘性必須優(yōu)良，以防造成成膜剝離困難和產(chǎn)品堆放時(shí)局部發(fā)生粘結(jié)而影響品質(zhì)。對樹脂的具體要求就是將制作好的膠膜放在50℃的烘箱內(nèi)壓50g重法碼，24小時(shí)內(nèi)不發(fā)生粘連即可。
(3)合成革用水性聚氨酯的流平性、鋪展性必須良好，否則漿料刮涂在離型紙上后會有條紋或穿孔等不良現(xiàn)象從而導(dǎo)致烘干后的膠膜上留有裂紋、縮孔、針眼等瑕疵。影響產(chǎn)品的美觀。
(4)合成革用水性聚氨酯必須具有優(yōu)良的耐水性，這就要求聚氨酯膜浸在水中不會發(fā)生變形、泛白等。對于合成革來說，特別是用來制作鞋、服裝、手套等易接觸到水性物質(zhì)（雨水、自來水等）的制品的合成革，如果所使用的水性聚氨酯膜遇水就變形、發(fā)白甚至是力學(xué)性能下降，那么產(chǎn)品就達(dá)不到實(shí)際消費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)也就失去了實(shí)際的應(yīng)用意義。而且合成革在生產(chǎn)過程中大部分服裝革、箱包革等要經(jīng)歷水揉紋操作，如果涂飾的聚氨酯膜的耐水性能不好，輕則花紋不飽滿外觀不理想影響仿真效果，嚴(yán)重則會導(dǎo)致破皮等問題。
(5)合成革用水性聚氨酯需要能滿足機(jī)械化大生產(chǎn)的要求，合成革的生產(chǎn)是連續(xù)性的流水線操作，這就要求所使用的樹脂不但具有良好的黏度和相對持久的粘接性能，同時(shí)要易于干燥，這樣才能保證樹脂與基材的貼合不影響生產(chǎn)效率又易于工藝控制。干燥速度控制對水性聚氨酯合成革生產(chǎn)是一大難點(diǎn)，因?yàn)樗膿]發(fā)速度比大多數(shù)有機(jī)溶劑慢，并且生產(chǎn)中干燥溫度不能過高，否則會影響膜的表面平整性。這就對合成革用水性聚氨酯的材料選擇、工藝配套及生產(chǎn)設(shè)備提出更高的要求。
參考資料 >
全球與中國聚氨酯合成革市場現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢.知乎.2021-11-04