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【系列报道】水性生态合成革制造基本知识介绍

发布时间:2016-09-05      点击:

 水性生态合成革制造选用色浆助剂介绍

  一、水性色浆的一般知识介绍

  什么是水性色浆,水性色浆,顾名思义是以水为分散介质,把颜料粒子在分散剂、润湿剂、消泡剂、防霉剂等助剂的作用下,有效地分散在水中,有时还根据使用和储存的需要添加一些高性能助剂,然后在机械外力的作用下,通过这些助剂对颜料粒子表面处理、表面包覆,形成均一的、稳定的具有一定流动性或触变流动性、具有很强着色度的流动状液体。水性色浆体系有两种,一种为无树脂载体的单一颜料体,另一种为颜料和树脂的混合体。前者着色程度高,色泽鲜艳,着色力强、耐高温及耐迁移性、展色性均好,具有通用性;后者色浓度较低,但具备较好的着色力,展色性、流动性,粘度较为稳定,和树脂的相容性比较严格,具有专用性,这就是水性生态合成革中水性色浆的基本属性。

  衡量水性色浆的质量的一般来说,需关注三个性能。一是颜料的环保性能;二是来自表面活性剂方面的限制性物质;三是颜料浆的理化性能。

  一是,颜料的环保性能可以从四个方面考量。一是重金属原素含量。作为环保型颜料不应含有铅(Pb)、铬(Cr)、镉(Cd)、钡(Ba)、锑(Sb)、硒(Se)、汞(Hg)、砷(As)、铜(Cu)、钴(Co)、镍(Ni)等金属元素,其中特别指出的是重金属铬。含铬的颜料应根据不同价态决定其毒性:含有六价铬的颜料被公认为有毒的颜料,而含有三价铬的颜料一般认为非毒颜料。环保型颜料浆的重金属含量建议指标、合成革材料的要求及法规限量见表:

  重金属限量要求对照表

  

 

  二是来自表面活性剂方面的限制性物质。由于颜料生产必须会使用表面活性剂,而传统的用于改善颜料分散性能的表面活性剂NNO、MF、CNF、分散剂等均是甲醛缩聚物,在合成和降解过程中都有甲醛释放。烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)、十二烷基酚聚氧乙烯醚(DPEO)二者由于是典型的环保激素,容易导致生殖系统的雌性化应限制使用。五氯苯酚(PCP)一般是颜料浆中的防霉剂可致癌,且自然降解漫长,也是限制对象。三是有机挥发物含量(VOC):所谓VOC,从广义上讲是在常温常压下,任何在大气中可挥发的液体或固体有机化合物。美国环保局(EPA)的定义为所有参与大气光化学反应的碳化合物,不包括CO、CO2、碳酸、金属碳化物或碳酸盐。欧盟对有机挥发物(VOC)的定义是在标准大气压(101.3Kpa)下,初沸点低于或等于250℃的有机化合物。有机挥发物对大气和工人的工作环境会造成严重的污染,影响人体健康。我国建筑涂料水性色浆标准规定有机挥发物含量应小于350g/l。四是要考衡颜料本身的生态环保性。环保型颜料不宜有3,3-二氯联苯胺,3,3'-二甲基联苯胺,多氯联苯以及DCB等芳胺,一般都应限制。

  三是颜料的理化性能。衡量颜料品质好坏一般有以下指标:①.耐温性,在制造过程中,往往同温度密切相关。耐温性能较差的颜料往往颜色由深变暗,颜色变化较大;②.PH值,一般应保持中性,防止个别颜料PH值太低,造成同树脂的配伍性减弱;③.耐水性,由于颜料浆体系中会有表面活性剂,这在成膜过程中会留在膜中,这些表面活性剂一般亲水性很强,如果选择不当,会影响皮革制品的耐水性;④.颜料的着色强度。着色强度又称为着色力,是表征彩色颜料浆将白色颜料染色强弱的能力。着色强度是颜料对光线吸收和散射的结果,且主要取决于吸收,吸收能力越大,其着色强调越高。因此这是衡量颜料浆品质的重要指标;⑤.颜料浆色差的稳定性。颜料浆在参与调色过程中颜料浆批次间色差大小直接影响产品色彩质量的差异。加强颜料浆批次间色差控制,是获得产品颜色一致性的必要保证,是色浆质量稳定性的重要衡量指标;⑥.颜料的遮盖力。颜料浆加在透明树脂浆料中使之成为不透明,完全盖住基布的黑白格所需的最少颜料量称之为遮盖力。通常以每平方米底材面积所需覆盖颜料浆克数。遮盖力是由于颜料和存在周围的介质的折射率之差造成的。当颜料的折射率和基料的折射率相等时就没有遮盖力,透明的;当颜料的折射率大于基料的折射率时就出现了遮盖力,且二者差异越大,遮盖力就越强;⑦.颜料和树脂的相溶性。相溶性是指颜料在被着色介质中的分散能力。一般而言,颜料浆在被着色介质中的相溶性越好,其着色力和遮盖率就越高,达到相同着色和遮盖效果时的颜料浆用量就越少。颜料浆在被着色介质中的相溶性的好坏,不仅影响着色品的外观(光泽、斑点、透明度、鲜艳度)和加工性能,也直接影响着色制品质量,如强度、延伸率、耐老化性能等。

  在科学技术不断快速发展的今天,新的领域,新的产业不断涌现,水性色浆产业也在飞速发展,这给我们选择有了很好的空间。

  二、水性助剂的一般介绍

  所谓助剂,是相对主剂来说,是一种功能性的补充材料,通俗讲是工业味精,往往用较少的量能修正或改造变主剂较大的性能的一类材料。

  水性助剂则是应用于主剂为水性材料的一类助剂。生态合成革助剂一般可以从二个方面考量,一类是用于制造水性树脂的助剂;另一类是制造合成革的助剂。

  用于调整合成革用树脂性能的水性助剂一般有以下几类:一是基础类,有增稠剂、渗透剂、脱泡剂、调泡剂、防粘剂、界面融合剂等;二是解决故障类,有流平剂、消泡剂、润湿剂、防针孔剂、固色剂、匀泡剂、分散剂等;三是功能类,有高剥离助剂、抗撕裂助剂、泡孔调整剂、树脂改性剂、填料添加促进剂、助擦剂、增模量剂、降模量剂、特殊压花助剂、揉纹助剂、柔软剂、滑爽剂、阻燃剂、泼水剂、抗菌剂、防霉剂、耐黄变助剂、耐寒剂、耐水解剂、透气吸水剂、防辐射剂、保温助剂、交联剂等。

  用于制造水性生态合成革的助剂为:一是解决故障类助剂,如消泡剂、润湿剂、防针孔剂、流平剂、湿发固色剂、匀泡剂、防粘剂、界面融合剂、增稠剂、分散剂等,这些助剂解决了水性生态合成革生产过程中的故障问题,保证了生态合成革生产的稳定;二是改善加工性能类助剂,如高剥离助剂、抗撕裂助剂、渗透剂、增模量剂、降模量剂、压花助剂、揉纹助剂等;三是增加水性树脂本身不具有的功能即制品功能提升型助剂,如泼水剂、抗菌剂、防霉剂、阻燃剂、耐磨耐刮剂、防水剂、抗老化剂、真皮味剂、耐黄变助剂、耐水解助剂,透气吸水材料、防辐射材料、发光助剂等。这类材料的添加,使合成革具有了树脂本身没有的功能,从而实现了功能性水性合成革的开发;四是调节合成革表面效果的助剂,如滑爽剂、滑蜡手感剂、特种展色剂、粉感材料、雾黑材料、焦感材料、垂感材料、揉纹材料、变色材料、绒感材料、抛光材料、消光材料、热变材料等。这些材料给予合成革表面的特殊触觉感和视觉感,以满足人们个性化的需要和对时尚、美感的追求;五是填料类材料,一般用于水性合成革的贝斯层和面层树脂。

  水性助剂开发和生态合成革开发的要求应该是同步的。当然,水性助剂开发必须走在生态合成革制造的前面。这方面的课题将是大量的,也是无穷尽的。目前,许多合成革用水性助剂还不全,功能还没有很好的突破,相信不久的将来,这个领域将会成为生态合成革研究开发最活跃的领域之一。

 

 
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