進入90年代后，隨著人們環(huán)保意識以及環(huán)保法規(guī)的加強，環(huán)境友好的水性聚氨酯的研究、開發(fā)日益受到重視，其應(yīng)用已由皮革涂飾劑不斷擴展到涂料、黏合劑等領(lǐng)域，正在逐步占領(lǐng)溶劑型聚氨酯的市場，代表著涂料、黏合劑的發(fā)展方向。近日，麗水鑫科生態(tài)合成革研究院就迎來一個新的技術(shù)革命——水性及無溶劑發(fā)泡工藝。通過謝鎮(zhèn)銘院長的介紹，我們認識到了傳統(tǒng)合成革生產(chǎn)工藝面臨的問題，也了解了水性及無溶劑發(fā)泡制革工藝的特征和重大價值。
一、傳統(tǒng)合成革生產(chǎn)工藝面臨的問題
以往傳統(tǒng)的合成革生產(chǎn)過程中，不論是使用干法聚氨酯制革工藝還是濕法聚氨酯制革工藝，在生產(chǎn)過程中都要使用溶劑型聚氨酯樹脂。經(jīng)過多年的研究和技術(shù)進步，水性合成革工藝已取得了明顯進展。到目前為止，水性樹脂已經(jīng)逐步運用到合成革行業(yè)，基本滿足了一些產(chǎn)品的生產(chǎn)需要，技術(shù)上取得了重大突破。但是就整體合成革生產(chǎn)工藝而言，水性樹脂目前主要在干法工藝上取得了全面進展，水性濕法工藝上由于存在設(shè)備、材料、價格等多種因素，還在不斷研究中。殘酷的現(xiàn)實告訴我們，如果不全面突破水性濕法工藝，合成革用“貝斯”仍需要采用溶劑型聚氨酯樹脂通過濕法工藝制得，無法徹底解決行業(yè)生產(chǎn)過程中的“兩高”問題：
1.雖然合成革行業(yè)已經(jīng)提出推廣使用水性樹脂，但由于制革工藝的缺陷仍然只能部分達到環(huán)保，無法徹底解決行業(yè)生產(chǎn)過程中的重污染問題，合成革行業(yè)重污染的帽子仍不能摘除。
2.相當量的合成革產(chǎn)品仍然無法全面達到生態(tài)環(huán)保要求，無法從根本上提高我國合成革的檔次，合成革產(chǎn)品低檔性問題仍然存在。因此，突破水性濕法工藝或采用一種全新的制革工藝來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的油性干法、濕法合成革生產(chǎn)工藝是生產(chǎn)生態(tài)合成革的關(guān)鍵，也是合成革行業(yè)全體合成革企業(yè)所探索、追求的終極目標。
二、水性及無溶劑發(fā)泡制革工藝的特征
水性及雙組分無溶劑發(fā)泡工藝，是指合成革面層使用水性樹脂，中間層含粘接層用無溶劑發(fā)泡材料粘合基布制造合成革的一類工藝技術(shù)。
當然，應(yīng)用水性及雙組分無溶劑發(fā)泡工藝技術(shù)，不僅需要精密的涂布機械設(shè)備即性能良好的上料機，還需要極為嚴格的溫度、速度等加工工藝控制條件，故直接導(dǎo)致本技術(shù)推廣應(yīng)用上會產(chǎn)生一定的難度。同時無溶劑發(fā)泡產(chǎn)品壓花成型性較差，也限制了一些產(chǎn)品的應(yīng)用。因此，水性及雙組分無溶劑發(fā)泡工藝技術(shù)仍有研究的空間，它應(yīng)該是合成革工藝發(fā)展的重要分支。
從我國合成革制造工藝的發(fā)展來看，可以歸納為若干個不同階段。
第一階段是以聚氯乙烯壓延工藝為主體工藝特征的人造革生產(chǎn);
第二階段以溶劑型聚氨酯干、濕法工藝為代表的傳統(tǒng)PU合成革加工藝技術(shù);
第三階段為水性聚氨酯干、濕法生態(tài)聚氨酯合成革加工制造技術(shù)。因此，有關(guān)專家稱水性及雙組分無溶劑發(fā)泡工藝技術(shù)是繼水性生態(tài)合成革制造后的第四代制革技術(shù)革命。
三、水性及無溶劑發(fā)泡工藝的重大價值所在
1.水性及雙組分無溶劑發(fā)泡工藝，解決了合成革制造工藝中使用有機溶劑帶來的環(huán)保問題。
合成革加工制造的環(huán)保問題，是這個產(chǎn)業(yè)的重大技術(shù)問題，也是關(guān)于到合成革產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本問題。水性及雙組分無溶劑發(fā)泡工藝，由于面層使用水性樹脂，中間層為無溶劑發(fā)泡層，就徹底解決了溶劑的使用問題，因而從源頭上解決了傳統(tǒng)合成革生產(chǎn)中的大量使用有機溶劑以及大量有機溶劑無組織排放所造成的環(huán)保問題。
2.水性及雙組分無溶劑發(fā)泡工藝，解決了合成革產(chǎn)品因使用有機溶劑而不生態(tài)的問題。
進入二十一世紀，廣大消費者對產(chǎn)品的生態(tài)性有了更高的要求。特別是歐盟，近年來對產(chǎn)品的綠色生態(tài)、安全環(huán)保制定了相應(yīng)的法規(guī)并提出了嚴格的控制要求，對合成革DMF、DOP、MEK等有機溶劑的殘留有了法定的限量規(guī)定，相當一部分合成革產(chǎn)品由此而不能進入市場，不能實現(xiàn)產(chǎn)品的出口。水性及雙組分無溶劑發(fā)泡工藝制作的產(chǎn)品，則在制革生產(chǎn)中完全不使用有機溶劑，因此徹底解決了合成革產(chǎn)品因使用有機溶劑而不生態(tài)的問題。
3.水性及雙組分無溶劑發(fā)泡工藝，解決了合成革的高物性要求問題。
合成革的物理性能，不僅是由面層材料決定的，更大程度上是由中底層材料所決定的。傳統(tǒng)PU合成革產(chǎn)品，中間層為溶劑型濕法貝斯。貝斯盡管柔軟、手感好，但強度不夠，尤其加入一定量的填充物后，強度和耐水解性會大幅降低。因此，一般PU合成革使用壽命五年以內(nèi)，有些產(chǎn)品耐水解不足一年。水性及雙組分無溶劑發(fā)泡工藝產(chǎn)品，則可以通過不加或少加填充材料來實現(xiàn)發(fā)泡層的柔軟度和強度，所以其耐水解可以達到五年甚至十年以上，加上面層水性樹脂可以做出耐磨耐刮性非常好的產(chǎn)品，其水性及無溶劑產(chǎn)品基本可以達到汽車革的物性要求。
4.水性及雙組分無溶劑發(fā)泡工藝，解決了生態(tài)革原材料成本過高的問題。
比較傳統(tǒng)溶劑型產(chǎn)品，全水性生態(tài)合成革產(chǎn)品由于成本過高而推廣困難。而雙組分無溶劑工藝，由于中間層的發(fā)泡層既可作為中間層，也可作為粘接層，整整省了一道材料使用，故可大大節(jié)約材料成本。按照一般合成革的物性要求進行成本對比，無溶劑合成革的材料消耗更低，工藝簡化，因此生產(chǎn)成本得到了有效控制。
5.水性及雙組分無溶劑發(fā)泡工藝，解決了高能耗的問題
在傳統(tǒng)合成革生產(chǎn)中，貝斯的生產(chǎn)通過濕法工藝完成，其中大量的水份需要烘干;水性生態(tài)合成革生產(chǎn)中，不論是水性濕法貝斯工藝還是水性干法貝斯生產(chǎn)工藝，都需要洪干大量的水份，由此也會消耗大量的能量。而雙組分無溶劑工藝，直接由二個組分的材料合并反應(yīng)，其反應(yīng)所需的能量消耗實際上是樹脂合成所需的能量，沒有因大量水份的烘干產(chǎn)生的能量消耗，故極大降低了材料合成及制革工藝中的能量消耗問題。另外，雙組分無溶劑工藝省了一道粘合層的工藝，同樣也就又省了一道烘干的能量消耗。因此，水性及雙組分無溶劑發(fā)泡工藝，有效地解決了傳統(tǒng)合成革制造的高能耗的問題。
另外，雙組分無溶劑發(fā)泡工藝，較傳統(tǒng)合成革生產(chǎn)工藝來說，由于簡化了濕法工藝，大大地節(jié)省了水的使用，為保護地球水資源起到了積極的作用。因此這項技術(shù)有著很強的生命力。
截止到我們發(fā)稿前，謝院長傳來喜訊，水性及無溶劑發(fā)泡工藝生產(chǎn)出的汽車革經(jīng)檢驗，零下30度耐折超過一萬次，耐磨達一千圈以上。整體來說，水性同無溶劑結(jié)合做超高物性的合成革是沒有什么問題的。這意味著，我們在合成革加工制造技術(shù)上將迎來新的技術(shù)革命!
