环保型PVC人造革表面消光处理剂的制备与应用

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目前,聚氯乙烯(PVC)人造革的表面消光通常采用溶剂型的表面处理剂,其中含有85~90%的有机溶剂,大量的有机溶剂会随着干燥被排放到环境中,对环境造成了严重的污染,而且溶剂的残留使得最终产品具有难闻的溶剂气味,并进一步地危害消费者的健康。随着环保法规和人们环保意识的加强,以水性聚氨酯(WPU)为成膜物质的环保型PVC人造革表面处理剂成为该领域的研究热点。但是单一的WPU在PVC人造革表面不仅流平性不好、粘合力不足、表面颜色湿擦不合格,而且难以达到深度的消光效果。针对以上技术难点,论文采用共混的改性方法,分别利用聚醋酸乙烯酯乳液(VAE)和苯乙烯丙烯酸酯乳液(ST-MMA)对水性聚氨酯进行改性,系统地研究了WPU/VAE共混乳液和WPU/ST-MMA共混乳液的最佳配比、成膜结构、成膜性能、消光特性和消光机理;以WPU/VAE共混乳液和WPU/ST-MMA共混乳液为成膜剂,优选了流平剂、交联剂和消光粉,制备了性能良好的环保型PVC人造革表面消光处理剂。论文采用共混改性的方法,利用VAE对WPU进行改性,详细地研究了WPU/VAE的配比对共混体系的稳定性、粒度分布、粘度、相容性、成膜结构、成膜性能和消光性能的影响。研究结果表明,VAE和WPU乳液的相容性较差和成膜速度不同,导致WPU/VAE共混乳液成膜表面产生产微观上的起伏不平,从而产生消光效果;WPU/VAE共混乳液在PVC人造革表面具有更好的粘合能力和流平性,但是成膜的力学性能有所降低;WPU/VAE的共混体系有很好的消光效果,但是由于WPU和VAE有一定的不相容性导致共混体系的力学性能有所降低;在WPU/VAE=95/5时,成膜综合性能较好。论文采用共混改性的方法,利用ST-MMA对WPU进行改性,研究了WPU/ST-MMA的配比对共混体系的稳定性、粒度分布、粘度、相容性、成膜结构、成膜性能和消光性能的影响。研究结果表明,WPU/ST-MMA共混乳液中,ST-MMA和WPU的乳液粒子可以形成核壳结构,提高了两种乳液的相容性,成膜具有一定的消光效果,显示出更好的力学性能和耐水性能;ST-MMA和WPU分子链上含有大量的极性基团,分子链之间可以形成氢键,也可以与PVC表面的极性基团形成氢键结合,有效提高了WPU/ST-MMA共混乳液成膜在PVC人造革表面的粘合能力;在WPU/ST-MMA=85/15时,成膜的综合性能最好。论文以WPU/ST-MMA共混乳液为主要成膜物质,对消光粉、流平剂和交联剂的选择以及用量进行了研究,制备了环保型PVC表面消光处理剂。研究结果表明,以气相二氧化硅ST-100消光粉为外加消光剂,随着用量的不同,可以调节PVC人造革表面的光泽度,当用量为0.2%时,体系的光泽度<10%,可以满足深度消光产品的要求;当交联剂4317的加入量在2.0%时,PVC人造革表面颜色的干湿擦牢度>4级,达到了国家标准;当流平剂630的加入量在0.01~0.02%时,可以在各种PVC人造革表面良好流平。综上所述,论文研究结果为环保型PVC人造革表面消光处理剂的制备和应用提供了新的途径和理论依据,解决了PVC人造革表面处理的溶剂污染和溶剂残留问题。
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