马兴元合成革工艺学 3-第三章 湿法贝斯工艺与原理.pptx

合成革工艺学

陕西科技大学

马兴元教授博士

maleather@163.com

1聚氨酯湿法凝固的机理

湿法浆料的配方设计

3湿法贝斯工艺与设备

4湿法生产线的操作与控制

第三章湿法贝斯工艺与原理

通常情况下，将浸渍过聚氨酯或带有聚氨酯微孔涂层的基布习惯上称

为贝斯(英文Base的译音),其含意是基材(半成品革)的意思，贝斯经过干

法贴面或表面整饰才能成为合成革成品。

第三章湿法贝斯工艺与原理

以DMF稀释溶剂型聚氨酯(PU)配成浆料，涂覆在基布表面或者浸渍基布，

然后进入“H₂O-DMF”凝固浴，使PU凝固而形成具有微孔结构的薄膜或填充

体。由于这种成型过程需要在含水的凝固液中凝固，所以被称为“湿法”。

柔软弹性

×300300um

多孔吸湿透气

可压花可保型

1.2聚氨酯湿法凝固的工艺形式

需形孔

柔软弹性

多孔丰满透气

平整可压花

1.2聚氨酯湿法凝固的工艺形式

聚氨酯湿法凝固采用的浆料以溶

剂型聚氨酯和DMF为主，湿法凝固其实就是将非溶剂(H₂O)引入溶剂型聚氨酯体系引起相分离而出现成膜的工艺，基本原理为“水致相分离”。

1.3聚氨酯湿法凝固的基本原理

Water

图3.PU/DMF/H₂O三相体系的三相成膜过程图

PU/DMF/H₂OTernaryFigure

在聚氨酯湿法凝固中，由于DMF和H₂

O的无限互溶、而PU与H₂O不相容，使得PU/DMF体系由于H₂O的进入，DMF与H₂O之间相互置换，使得DMF被H₂O萃取出来，PU大分子随着DMF的不断减少而凝固。DMF与水的双向扩散最终使得PU形成连续的微孔膜或填充体。

H₂O和DMF双向扩散

PU/DMF/H₂O体系相分离

PU在凝胶富相中凝固

固体PU脱液收缩产生微孔烘干DMF和H₂O留下微孔

1.3聚氨酯湿法凝固的基本原理

两相区

.C

非溶剂

高聚物

浊点曲线

图5-7聚合物/溶剂/非溶剂体系的相分离示意图

B

临界点

均相区溶剂

凝固曲线

凝胶区域

A

S

图5-8PU/DMF/H₂O体系的相分离示意图

DeltaT₁DeltaT₂

H₂O分量

低模量

手感软凝固慢强度低

凝固调节剂

相关性

阴离子OT-70

具有亲水性降低表面张力

提高DMF的交换速度

加快凝固速度

表面致密孔壁薄内孔大

非离子S-80

具有疏水性降低表面张力

降低DMF的交换速度

降低凝固速度

表面细密通孔壁厚内孔小

1.4影响PU湿法凝固的主要因素

降低成本，改善凝固效果，但是会降低剥离强度。

1.4影响PU湿法凝固的主要因素

相关性

低温

泡孔小

手感变硬

强度增加

高温

泡孔大

手感变软强度减小

1.4影响PU湿法凝固的主要因素

凝固温度

凝固浴DMF浓度

相关性

DMF浓度小

微孔增大

凝固速度减缓

强度减小

DMF浓度大

微孔减小

凝固速度增加

强度增加

1.4影响PU湿法凝固的主要因素

浆料中PU含量

相关性

PU含量大

微孔减小膜内小孔强度增加

PU含量小

微孔增大膜内大孔强度减小

1.4影响PU湿法凝固的主要因素

湿法聚氨酯浆料

综合平衡

树脂颜料填料溶剂助剂

2湿法聚氨酯浆料的配方设计

原料名称

材料用量(质量分数)

用量与贝斯性能的关系

湿法聚氨酯树脂

100

模量大硬，模量小软

DMF

150~400

用量大软，用量小硬

非离子凝固调节剂

0.5~1.5

依据制品要求添加

阴离子凝固调节剂

0~1.5

依据制品要求添加

填料(木粉)

0~10

用量大硬，用量小软

着色剂(色片)

0~3

依据产品着色要求而定

注：湿法浸渍浆料的黏度通常在200~1000mPa·s之间；

单位换算：1000mPa·s=1Pa·s=1000cps。

原料名称

材料用量(质量分数)

用量与贝斯性能的关系

聚氨酯树脂(成膜剂)

100

模量大硬，模量小软

DMF(溶剂)

35~150

用量大软，用量小硬

阴离子凝固调节剂

0.5~2.5

依据制品要求添加

非离子凝固调节剂

0.5~1.5

依据制品要求添加

消泡剂

0.1~0.5

硬质用量少，软质用量大

流平剂

0.5~1.0

硬质用量少，软质用量大

填料

0~60

用量过大，力学性能大幅下降

色浆

0~15

依据产品着色要求而定

注：