一种高阻燃皮革及其制备方法与流程

文档序号:21200172发布日期:2020-06-23 19:13阅读:193来源:国知局
本发明涉及皮革领域,更具体地说,它涉及一种高阻燃皮革。
背景技术
:皮革行业在近几十年中得到快速发展,人们对皮革的需求日益增长,进而对皮革的安全性能要求越来越高。皮革作为一种天然的高聚物,含有c、h、o、n等元素,皮革燃烧可以释放出co、co2、氮的氧化物等,尤其是在空难、火灾等场景下,皮革燃烧产生的烟气将极大地威胁人们的生命安全,因此增强皮革的阻燃性能,能够为人门紧急逃生、撤离火场和火灾救援中争取宝贵的时间。现有技术中,大多数人会采用添加一些阻燃性材料的方式来使得皮革获得阻燃性,例如授权公告号为cn104364439b的一件pct国际申请,即公开了一种具有阻燃性的合成皮革,其表皮树脂内含有一种有机磷化合物,使得合成皮革获得较好的阻燃性。申请公布号为cn109705307a的中国发明专利,公开了一种荧光阻燃水性聚氨酯、膜及其制备方法,其技术方案要点在于提供了一种用水性聚氨酯作为成膜试剂的表面涂饰层,阻燃效果依旧是通过有机磷系阻燃剂来获得。而授权公告号为cn106632958b的中国发明专利,提供了一种基于反应型石墨烯阻燃剂的阻燃水性聚氨酯,采用这种聚氨酯作为皮革的涂饰材料,主要是利用了石墨烯的阻燃性来使整个皮革获得较好的阻燃效果。从上述的现有技术中,可以看出现有技术研究方向大致有两个,其中一个研发方向就是研发新型的阻燃剂添加到皮革表面涂饰剂中,另外一个研发方向是将已有的一些阻燃剂改良应用到一些更为环保,更为符合性能要求的成膜剂中。存在这样现象的原因主要是人们普遍认为,皮革涂饰层需要采用成膜性能较好的树脂作为皮革的涂饰剂,这样的技术偏见阻碍了人们对阻燃皮革的研究。技术实现要素:针对现有技术存在的不足,本发明的目的之一在于提供一种高阻燃皮革,采用硅胶作为涂饰剂,不需要使用阻燃剂的情况下,即可使皮革获得较好的阻燃性能。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种高阻燃皮革,包括由外到里依次设置的涂饰层、粘结层以及皮革层,所述涂饰层由硅胶材质制得。通过采用上述技术方案,硅胶材质不可燃烧,并且不能透气,在火焰不旺只有火苗的时候,硅胶材质的涂饰层能够最大限度地隔绝空气中的氧气与皮革接触,在火焰较旺,温度较高的时候,硅胶材质在受热熔融后将皮革层的孔隙填充,极大地延缓了皮革燃烧,大大地增加了皮革的阻燃性。优选的,所述涂饰层的硅胶材质由以下质量百分数的各组分制备而得:含氢硅油10-25%;铂金催化剂0.6-1%;色料1-2%;余量为生胶。通过采用上述技术方案,含氢硅油、生胶是制备硅胶的必备材料,铂金催化剂是能够引发硅胶交联的引发剂,色料能够赋予涂饰层各种不同的颜色和光泽,提高该高阻燃皮革的美观度。如此配比得到的硅胶材料制作,涂覆性能好,能够较好地作为皮革的涂饰层。优选的,所述生胶由以下质量百分数的各组分制备而得:气相二氧化硅25-30%;硅烷偶联剂6-8%;铂金催化剂0.6-1%;余量为甲基乙烯基硅油。通过采用上述技术方案,硅烷偶联剂是用于将无机硅与有机硅交联的试剂,铂金催化剂是用于使甲基乙烯基硅油聚合在一起的试剂,气相二氧化硅作为无机骨料,与甲基乙烯基硅油交联之后能够一定程度提高硅胶材料涂饰层的耐磨性能,甲基乙烯基硅油含有既含有较大量的较为惰性的甲基,也含有较为活泼的乙烯基,乙烯基与具有一定的粘结性能,能够提高整个涂饰层相对于皮革层的剥离强度。优选的,所述的甲基乙烯基硅油由以下质量百分数的各物质制备而得:二甲基硅氧烷混合环体8-15%;乙烯基双封头5-15%;碱胶1-2%;二甲基硅油3-5%;八甲基环四硅氧烷余量;所述乙烯基双封头中,四甲基二乙烯基二硅氧烷的含量为50%,所述二甲基硅油的粘度为800-1200cps,所得到的甲基乙烯基硅油粘度在5000-8000cps。通过采用上述技术方案,乙烯基双封头作为甲基乙烯基硅油中乙烯基的主要来源,而另外几种有机硅则是作为甲基乙烯基硅油的甲基来源,碱胶是是催化各物质聚合的催化剂。甲基乙烯基硅油的粘度很关键,实践证明,粘度在5000-8000cps的甲基乙烯硅油,最后得到的硅胶涂饰层硬度高,耐磨性能好。优选的,所述皮革层采用超细纤维pu合成革。通过采用上述技术方案,超细纤维pu合成革是在pu聚氨酯加入超细纤维,使得韧性和透气性、耐磨性得到了进一步加强;超细纤维pu合成革具有极其优异的耐磨性能,优异的耐寒、透气、耐老化性能。优选的,所述涂饰层的厚度为0.15-0.25mm,所述粘结层厚度为0.05-0.15mm,所述皮革层厚度为0.3-0.6mm。通过采用上述技术方案,皮革层的涂饰层硬度大,设置较薄的涂饰层不会影响皮革拉伸性能,粘结层的厚度则是选择刚好能够将涂饰层与皮革层牢牢粘结的厚度,皮革层不宜过薄,过薄则会导致皮革过于脆弱,皮革层同样不宜过厚,过厚的皮革层质量较大,成本较高。优选的,所述粘结层由粘结剂凝结而得,所述粘结剂由以下质量百分数的各物质组成:乙烯基聚硅氧烷30-50%;水性硅丙树脂5-10%;环氧改性有机硅树脂5-10%;聚氨酯改性有机硅树脂10-20%;填料10-30%。通过采用上述技术方案,填料是树脂类成膜材料必不可少的部分,上述配方组合的混合树脂所制得的粘结层,一方面能够与皮革层较好地粘结,另一方面能够与硅胶材料制作的涂饰层较好地粘结,与硅胶层粘结性好主要体现在两层界面存在“硅转移”的现象,“硅转移”现象主要是指硅胶层的硅氧键与粘结层的硅氧键较为类似,固会发生相互渗透的现象。树脂材料本身在皮革上具有较好的成膜性,在加上使用了环氧改性有机硅树脂提升粘结力,固粘结层能够与皮革层很好地粘结在一起。优选的,所述填料是天然结晶二氧化硅、天然无定型二氧化硅、高岭土或硅藻土中的一种。通过采用上述技术方案,填料用含硅量高的种类,能够加速硅转移现象的发生。针对现有技术存在的不足,本发明的目的之二在于提供一种高阻燃皮革,的制备方法,该方法简便易行,得到的皮革有较好的阻燃性能。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的,一种高阻燃皮革的制备方法,包括以下步骤:s1制备甲基乙烯基硅油;s2使用s1中得到甲基乙烯基硅油制备生胶;s3使用s2中得到的生胶制备涂饰层硅胶;s4制备粘结剂;s5将s4得到的粘结剂涂覆在基材层,形成粘结层,加热至60℃,15min后,粘接剂层的强度达到30%时,降温至40℃,将硅胶涂覆在粘结剂层上,形成硅胶层,升温至95℃,1后,粘接层与硅胶层完全成型。通过采用上述技术方案,加热至60℃,15-20min之后,粘结剂没有完全固化成膜,在这时涂刷硅胶,使得粘结剂与硅胶能够更好的粘结在一起,在40℃的条件下涂覆硅胶,有利于操作的进行,另外不会中断粘接剂的成膜进程,最后在95-100℃条件下加热1-1.5h,能够使硅胶和粘结剂都固化,并且在这样的固化过程中较好地粘结在一起。优选的,所述甲基乙烯基硅油的合成包括以下工艺步骤:步骤1,将八甲基环四硅氧烷与二甲基硅氧烷混合环体混合,在75℃,-0.09mpa~-0.12mpa的真空度下脱水;步骤2,添加乙烯基双封头和碱胶,在100℃条件下反应1h,然后在110-125℃下反应3h;步骤3,降温到95-100℃添加二甲基硅油,然后在120-130℃条件下反应2.5h;步骤4,在170℃,真空-0.08mpa~-0.1mpa条件下脱低20min,然后在200℃,真空度-0.09mpa~-0.11mpa条件下脱低10min。通过采用上述技术方案,甲基乙烯基硅油是本发明中硅胶材料涂饰层中的重要材料,其性能直接影响涂饰层的各方面性能,这样方法制备得到的甲基乙烯基硅油各方面性能适宜,能够满足高阻燃皮革的要求。综上所述,本发明具有以下有益效果:其一,提供一种新型的高阻燃皮革研发思路,得到的高阻燃皮革能够丰富市场的高阻燃皮革的种类;其二,提供的高阻燃皮革制备方法简便易行,能够适用于工业化的皮革生产;其三,采用硅胶作为涂饰剂,不需要使用阻燃剂的情况下,即可使皮革获得较好的阻燃性能。具体实施方式下面结合实施例,对本发明进行详细描述。实施例1一种高阻燃皮革,包括由外到里依次设置的涂饰层、粘结层以及皮革层,涂饰层由硅胶材质制得。涂饰层的厚度为0.15,粘结层厚度为0.15mm,皮革层厚度为0.4mm。其中,硅胶材料由含氢硅油、铂金催化剂、色料、生胶在经过反应制得。其中,生胶是由气相二氧化硅、硅烷偶联剂、铂金催化剂、甲基乙烯基硅油进过反应制得。甲基乙烯基硅油是由八甲基环四硅氧烷、二甲基硅氧烷混合环体、乙烯基双封头、碱胶、二甲基硅油进过反应制得,前述的乙烯基双封头中,四甲基二乙烯基二硅氧烷的含量为50%,前述的二甲基硅油的粘度为800-1200cps,所得到的甲基乙烯基硅油粘度在5000-8000cps。其中,粘结层由粘结剂凝结而得,粘结剂由以下各物质组成:乙烯基聚硅氧烷、水性硅丙树脂、环氧改性有机硅树脂、聚氨酯改性有机硅树脂以及填料。其中,皮革层采用超细纤维pu合成革。实施例1的高阻燃皮革采用以下步骤制得:s1制备甲基乙烯基硅油。s2使用s1中得到甲基乙烯基硅油制备生胶;在65℃条件下加入甲基乙烯基硅油和气相二氧化硅,搅拌分散均匀后,添加硅烷偶联剂、铂金催化剂,升温至75℃搅拌反应1h后即得生胶。s3使用s2中得到的生胶制备涂饰层硅胶;在65℃条件下加入生胶色料,搅拌均匀后添加含氢硅油,升温至80℃添加铂金催,搅拌下反应45min后即得涂饰层硅胶。s4制备粘结剂;在25℃条件下依次加入水性硅丙树脂、环氧改性有机硅树脂、聚氨酯改性有机硅树脂和填料,2000r/min搅拌10min后,30℃加入乙烯基聚硅氧烷,200r/min搅拌5min即得。s5将s4得到的粘结剂涂覆在基材层,形成粘结层,加热至60℃,15min后,粘接剂层的强度达到30%时,降温至40℃,将硅胶涂覆在粘结剂层上,形成硅胶层,升温至95℃,1后,粘接层与硅胶层完全成型。实施例1中,甲基乙烯基硅油的合成包括以下工艺步骤:步骤1,将八甲基环四硅氧烷与二甲基硅氧烷混合环体混合,在75℃,-0.09mpa~-0.12mpa的真空度下脱水;步骤2,添加乙烯基双封头和碱胶,在100℃条件下反应1h,然后在110-125℃下反应3h;步骤3,降温到95-100℃添加二甲基硅油,然后在120-130℃条件下反应2.5h;步骤4,在170℃,真空-0.08mpa~-0.1mpa条件下脱低20min,然后在200℃,真空度-0.09mpa~-0.11mpa条件下脱低10min。实施例2-4与实施例1制作方法基本相同,区别在于物料添加量有所不同。下表是实施例1-4中,硅胶材料制备时各个物料添加量项目实施例1实施例2实施例3实施例4含氢硅油(%)10251520铂金催化剂(%)0.70.610.8色料(%)1221生胶(%)88.372.48278.2下表是实施例1-4中,生胶制备时各个物料添加量项目实施例1实施例2实施例3实施例4气相二氧化硅(%)25302826硅烷偶联剂(%)8768铂金催化剂(%)0.810.70.6甲基乙烯基硅油(%)66.26265.365.4下表是实施例1-4中,甲基乙烯基硅油的含量项目实施例1实施例2实施例3实施例4二甲基硅氧烷混合环体(%)8101215乙烯基双封头(%)5101512碱胶(%)2212二甲基硅油(%)5545八甲基环四硅氧烷(%)80736866上述实施例的防火等级均开有达到b1级防火标准。以上仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本
技术领域
的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12
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