18-无溶剂合成革的研制与开发-张健最终
聚氨酯合成革无溶剂生产工艺流程
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无溶剂合成革用途
无溶剂合成革用途无溶剂合成革是一种新型的人造革材料，具有广泛的应用前景。
相比传统的溶剂合成革，无溶剂合成革在生产过程中不使用有害溶剂，具有较低的环境污染和健康风险。
本文将从无溶剂合成革的制备方法、特点和应用领域等方面进行探讨。
一、无溶剂合成革的制备方法无溶剂合成革的制备方法主要包括相转移聚合法、乳液聚合法和水凝胶法等。
其中，相转移聚合法是最常用的制备方法之一。
该方法通过在水相中引入表面活性剂和溶剂相互作用，形成微乳液，并在微乳液中进行聚合反应，最终得到革样材料。
乳液聚合法和水凝胶法则是在水相中通过交联剂或胶体颗粒聚合形成革样材料。
二、无溶剂合成革的特点1. 环境友好：无溶剂合成革不使用有机溶剂，减少了对环境的污染，符合环保要求。
2. 健康无害：传统合成革中使用的有机溶剂对人体健康有一定危害，而无溶剂合成革的制备过程中不使用有害溶剂，对人体无害。
3. 质量稳定：无溶剂合成革的制备工艺相对简单，可以控制产品质量，具有较高的稳定性。
4. 耐磨性好：无溶剂合成革的耐磨性能好，可以满足各种使用环境下的需求。
5. 可塑性强：无溶剂合成革可以通过改变聚合工艺和添加剂的种类和含量，调整材料的柔软度和强度，以满足不同场景下的需求。
三、无溶剂合成革的应用领域1. 家居装饰：无溶剂合成革可以用于制作沙发、座椅、墙面等家居装饰产品，具有良好的质感和舒适性。
2. 汽车内饰：无溶剂合成革具有耐磨、易清洁的特点，适合用于汽车座椅、方向盘套等部件的制作。
3. 鞋材：无溶剂合成革可以用于制作鞋面和鞋底，具有良好的透气性和舒适性。
4. 包装材料：无溶剂合成革可以用于制作箱包、手提袋等包装材料，具有较高的耐用性和美观度。
5. 服装配饰：无溶剂合成革可以用于制作皮带、手套等服装配饰，具有良好的手感和外观效果。
无溶剂合成革作为一种新型的人造革材料，具有环境友好、健康无害、质量稳定、耐磨性好和可塑性强等特点。
在家居装饰、汽车内饰、鞋材、包装材料和服装配饰等领域都有广泛的应用前景。
度重点研发计划主动设计申报指南
年度重点研发计划主动设计申报指南工业领域一、新材料专项环保及功能材料重点支持：新型高分子复合材料、绿色建筑材料主动设计申报方向：（一）聚合物基导电复合材料的开发及产业化。
突破具有良好体积电导率的低填料含量复合材料关键技术，开发具有导电、耐热等功能特性的高分子复合材料制品。
（二）绿色建筑材料的开发及产业化。
利用本地特色的原材料开发高性能建筑用节能材料，开展装配式建筑技术及配套技术的研发与应用，实现建筑节能、环保、成本等综合性能优化。
合成革制造重点支持：水性合成革、超纤纤维合成革、无溶剂合成革的研制及产业化。
主动设计申报方向：（一）合成革水性材料、原料及相关助剂的研发与应用。
水性材料代替溶剂性材料、水性合成革原料、相关助剂以及水性合成革的制备工艺研究，从源头上解决丽水地区合成革行业污染的问题。
（二）超纤纤维合成革的研发与应用。
设计建设环保、高效的超纤纤维合成革生产线或对传统溶剂型合成革进行设备改造，使其满足超纤纤维合成革的生产。
（三）无溶剂合成革的研发与应用。
进一步研发用无溶剂树脂代替溶剂性的材料，并解决材料和生产工艺的问题。
二、装备制造专项机器人与高端装备制造重点支持：机器换人专用装备、数控加工中心设备、生物质燃料取暖炉制造、直线导轨主动设计申报方向：（一）机器换人专用装备研发及应用。
针对丽水地方特色产业和主导产业生产工艺过程的机器换人用的或智能化自动化装备的研发与应用。
（二）高效低成本数控加工中心设备研发及产业化。
对数控加工中心结构、工件运动的加工方法进行优化研究，降低成本，提高运行效率。
（三）新型环保装备研发及及产业化。
减少大气污染，研发新型低氮化物排放锅炉，改进排放系统，研究结构优化技术、金属网过滤技术和化学工艺技术降低炉体氮化物排放量。
（四）高精直线导轨关键技术研究及应用。
针对机械装备、机器人等直线运动精度、定位精度等技术问题，开展直线运动精密导轨设计及制造加工技术研究。
传统制造技术提升重点支持：大流量、高可靠性、长寿命的工业用泵阀及及其配套加工检测技术；汽车关键系统、零部件加工检测技术；高精度轴承生产工艺关键技术。
拜耳展出无溶剂水性聚氨酯合成革技术
３ 张烈银． 复合包装 用聚氨酯 胶黏剂 现状与发 展趋 势 ［ Ｊ ］ ．中国
印刷 物资商情 ， ２ ０ ０ ５ （ ７ ） ： １ ０—１ ３ ４ 邹友思 ， 许锐， 蒋卓 君 ， 等．一种 醇溶性双组 分聚 氨酯复膜 胶 的 制备方 法［ Ｐ］ ．Ｃ Ｎ １ ０ １ ４ ０ ７ ７ ０ ９ Ａ， ２ ０ ０ ９— ０ ４—１ ５ ５ 付 勇．醇 溶 性 聚 氨 酯 双 组 分 粘 合剂 及其 制 备 工 艺 ［ Ｐ］ ． Ｃ Ｎ
１ ９ ７ ０ ６ ７ ２Ａ． ２ ０ ０ ７ —０ ５—３ ０
（ ２ ） 胶 粘剂 上第 二层 膜 之 前 务必 要 将 溶 剂充 分 挥发 完毕 ， 才 能获 得透 明 的包 装膜 形貌 。 （ ３ ） 自制端 氨基 聚 氨酯 主 胶 与市 场 上 通用 产 品
相当， 通过调整固化剂比例可 以提高剥离强度。
Ｚ ｈ ｕ Ｙ ｕ ｈ ｅ Ｓ ｕ ｎ Ｘ ｉ ａ ｏ ｗ ｅ ｉ Ｚ ｏ ｕ Ｗｅ ｉ Ｄ ｕ Ｑ ｉ ｎ ｇ ｌ ｉ Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｃ ｈ ｅ ｎ
（ １ ． Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｇ ｕ ｏ ｗ ａ ｎ ｇ Ｆ ｉ ｎ ｅ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｓ Ｃ ｏ ．Ｌ ｔ ｄ ， Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｍ ｅ ｎ ， Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ ５ ２ ９ １ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） （ ２ ． Ｔ ｈ ｅ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ Ｆ ｉ ｂ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ Ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｍ ｅ ｒ ｓ ， Ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｅ ｄ ｕ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，
无溶剂聚氨酯合成革的成型机理与关键技术
无溶剂聚氨酯合成革的成型机理与关键技术本文通过对无溶剂聚氨酯合成革在生产过程中存在的溶剂污染问题，针对应提出了实施清洁生产的主要途径，并深入探讨了无溶剂聚氨酯合成革的成型机理与关键技术，希望能给相关工作人员提供帮助。
标签：无溶剂；聚氨酯；合成革；成型；机理；技术聚氨酯是一种广泛应用于社会各个生产领域的材料，由于其具备了良好的耐磨性以及撕裂强度，与天然皮革有相似的外形设計，因此成为人们日常生活中常见的消费品。
工艺技术的限制，导致合成革制品的整体质量不佳，含有的大量有害物质影响了产品出口，因此，有必要使用环保的新型材料来代替这种溶剂型聚氨酯树脂，提高产品性能的同时，实现产业升级，可以通过发展水溶性或者无溶剂型的聚氨酯合成革和热塑性聚氨酯合成革，进而实现环保生产。
1 无溶剂聚氨醋合成革制造的基本原理和特点近年来发展的无溶剂型聚氨酯合成革技术是一种新型的制造工艺，是基于为实现快速反应成型RM，而且采用的是两种及以上的液态聚氨酯预聚物，按照一定的比例输送到混合头，利用加压的方式将其混合，注入在基材中，并通过刮涂的方式涂布成膜，进入烘道后，这时液态预聚物之间会发生快速的反应，使聚合物分子质量迅速增加，并生成含有新的特性基团结构的聚氨酯，完成最后的熟化成型。
在无溶剂聚氨酯合成革的生产过程是基于液体原料的输送，计量和快速反应以及成型的特征，生产过程中没有添加其他有机、无机溶剂等有害物质，属于环保型生产。
2 无溶剂聚氨酯合成革制造的设备系统2.1 供料混合系统在无溶剂聚氨酯合成革制造的设备选择上，通常采用低压冲击混合，静态混合以及高压冲击混合的方式，其中在以高压冲击方式混合过程中，同时具备了自动清洁功能为特征的高压反应注射剂量混合分配设备，常运用于大规模的工业化生产中，且该设备在我国被称为高压机。
虽然以上三种供料混合系统都适用于工业生产中，但相比其他两种混合系统来说，高压冲击混合更具有优势，它不需要其他机械搅拌装置，利用高压输送产生高能量冲击，实现充分混合，此外具备的清洁功能由于没有采用溶剂清洗的方式，能够有效避免劣化工作环境的缺点，因而能够实现更高的混合要求，进行高质量的无溶剂聚氨酯合成革生产。
制造强,则国强
10半用平论制造强，贝!J国强1926年7月27E),恰是农历六月十八，夜静时分,张塞夜深不眠，坐等许久，为要等一轮月亮。
然而天公不作美，那一晚月亮悄然掩藏，迟迟不现。
张寥最后叹息而归，写了一首诗《星二首》，开头就是感慨与月相约而不得的惆怅：“江昏不得月，暑盛独繁星。
”这是那个时代最为知名的民族工业家，即使在百年后的今天，世人仍享其余泽的实业家对于夏月的最后一次执着：3天后，他生病发烧。
发烧了他照常和工程师们一起去视察江堤。
结果越病越重,24天后就去世了。
临终时没有言语，没有计虬没有留下遗嘱。
其实也不需要遗嘱,因为全天下都知道他的拳拳之心。
实业救国、教育救国，是张赛人生中重要的标签。
他是上海海洋大学创始人，是中国棉纺织业的开拓者，也是中国近现代制造业最初的"代言人:'。
须臾百年时光如流水淌过，张春最终未能等到的月光依旧温柔抚慰着这片土地，看着沧海桑田改变了面貌，如今的中国已经屹立在世界强国之列。
还有些东西未能变化：制造强国之魂，穿越百年的时光,依然是这片土地上奋斗不息的企业家们共同的心曲。
只不过，在不同的时代，制造业也有所不同。
百年前，中国没有工业。
张塞们走过的路，类似于第一次工业革命时代,技术的萌芽先从纺织业兴起，企业家的追求从先满足国人之温饱而起。
百年后，我们已经是制造大国，正向制造强国之路迈进，互联网风潮席卷而来，深刻地改变了中国经济地貌。
现在,制造业与信息化、云计算、大数据的融合越来越紧密，正在以肉眼可见的速度,向更深层次的创新制造蝶变。
张塞手中的实业，是中国制造业从零起步、白手起家餉艰辛;而现在我们所说的制造业，是突破自我、向世界一流行进泊一往无前。
9月20日，杭州市召开了全面实施“新制造业计划”动员大会。
这场大会,将杭州的“新制造业”推到了聚光灯下。
在曾被称之为“小狗经济”模式的浙江,杭州的制造业有着特殊之处:它是浙江经济模式的典型代表，分工明确、合作紧密，优势在于产业集中和竞争，在于专业化和协作，在于体制和机制创新。
无溶剂聚氨酯合成革的制备工艺与性能研究
无溶剂聚氨酯合成革的制备工艺与性能研究摘要：无溶剂聚氨酯合成革是一种新型的合成材料，具有良好的环保性能和优异的物理化学性质。
本文通过对无溶剂聚氨酯合成革的制备工艺与性能研究，探究了其制备工艺参数的优化以及其物理化学性质的测试与分析。
研究结果表明，无溶剂聚氨酯合成革的制备工艺与性能研究对其在实际应用中的推广具有重要意义。
关键词：无溶剂聚氨酯；合成革；制备工艺；性能研究；物理化学性质引言：传统的合成革制备工艺使用有机溶剂，存在环境污染和有毒性等问题。
无溶剂聚氨酯合成革具有良好的环保性能和优异的物理化学性质，成为了合成革研究领域的热点。
本文旨在探究无溶剂聚氨酯合成革的制备工艺与性能研究，为其在实际应用中的推广提供依据。
1无溶剂聚氨酯合成革的发展现状自2010年德国BSAF公司首次展出无溶剂聚氨酯合成革以来，该技术得到了迅速发展。
无溶剂聚氨酯树脂、合成革工艺和加工设备等都得到了较大的进步。
国内外的许多公司也推出了自己的无溶剂聚氨酯合成革技术，例如，苏州瑞高新材料有限公司、德国BAYER等。
虽然国外公司生产的无溶剂树脂能满足国内市场需求，但是价格昂贵，核心技术仍掌握在国外公司手中。
国内企业对无溶剂聚氨酯合成革技术也开始越来越重视，不断探索和开发新技术。
现在国内的无溶剂聚氨酯合成革主要用于高端沙发革、汽车革、服装革等领域，具有良好的生产效益。
2无溶剂聚氨酯合成革的主要特点无溶剂聚氨酯合成革的制备基于反应成型技术，通过将两种或两种以上的液态聚氨酯单体或其预聚物按一定比例混合后快速反应，形成黏合层或弹性层。
与水性聚氨酯合成革相比，无溶剂聚氨酯合成革具有更高的固含量和更低的能耗。
无溶剂聚氨酯合成革不需要使用任何有机溶剂，具有环保、安全的优点，同时也具有与溶剂型聚氨酯产品相当的力学强度、耐磨、耐老化、弹性以及可再加工性等性能[1]。
然而，无溶剂聚氨酯合成革在生产和加工过程中仍存在一些问题，如生产工艺不成熟、生产调控难、品类单一等。
沸石新希望，催化新时代——记北京化工大学软物质科学与工程高精尖创新中心副教授张建
创新之路66 科学中国人 2023年5月沸石新希望，催化新时代——记北京化工大学软物质科学与工程高精尖创新中心副教授张建 谢更好近半个世纪以来，面对化石能源日渐枯竭和全球气候、环境变化的现实压力，一场新能源革命在全球范围内悄然兴起。
世界各国尤其是经济技术发达且对进口能源需求量大的美国、日本、西欧等国家和地区开始对传统的高能耗、高污染工业进行大规模的技术改革。
作为一种丰富的可再生资源，生物质能高效地转化为重要化学品、能源产品、新材料，使人类减少对化石资源的依赖，是实现社会可持续发展的重要途径。
然而，尽管生物燃料对环境的影响小，但其生产过程需要大量能量，经过高温和压力，才能发生必要的化学反应。
破解之道来自沸石，这是一种超多孔材料，10克沸石的内部表面积相当于一个足球场大小，沸石的孔腔结构使其很适合用于催化化学反应，帮助节省能量。
目前，利用沸石催化化学反应将生物质转化为生物燃料的研究得到了越来越多人的关注。
“生物质能源发展潜力巨大。
近年来，国内外很多学者都在开展相关研究，并不断取得重要成果。
可以预见，传统的化石能源终将被新能源取代，一个环境友好型的社会终将建成！”北京化工大学软物质科学与工程高精尖创新中心副教授张建说。
“兴趣”“良师”“益友”从初入象牙塔的懵懂学生到如今成为一名优秀的科研工作者，翻开张建的人生履历，“兴趣”“良师”“益友”是始终绕不开的关键词。
高中时期，张建就对化学情有独钟。
不论是物质与物质间的复杂反应，还是那些瓶瓶罐罐的化学试剂，抑或是密密麻麻的元素周期表，在张建眼里，一切都那么生动有趣。
2008年，张建凭借优异的成绩，顺利考上吉林大学应用化学专业。
开学第一天，老师就告诫他们，要想在化学的道路上走得更远，就需要重视实验与研究。
就这样，在大一的理论知识学习结束后，张建进入了实验室，并在这里结识了他人生中最重要的人之一——肖丰收教授。
“肖老师是中国化学会会士，荣获过国家杰出青年、汤姆逊（T h o m s o n）科学研究前沿奖、高等学校科学研究优秀成果奖自然科学奖二等奖等多项荣誉，在沸石分子筛、多相催化反应等研究方面一直颇有建树。
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随着预聚体NCO含量降低，材料中硬段含量降低，并且PU分 子间的内聚力减弱，无溶剂PU合成革剥离强度呈降低趋势。
3.填料对无溶剂PU合成革性能的影响
※ 3.1 实验路线
填料
无溶剂 PUA组分
无溶剂 PU胶膜
刮涂
不同填料 含量A组分
无溶剂 PU B组分
半干贴
无溶剂 PU合成革
※ 3.2 填料加入量对A组分粘度的影响研究
无溶剂PU合成革的研制与开发
张健
黎明化工研究设计院有限责任公司
1
前言
2 NCO含量对无溶剂PU合成革性能的影响 3 填料对无溶剂PU合成革性能的影响
4
结论
1.前言
※1.1 PU合成革的特点
光泽柔和
耐腐蚀性好
物理机械性能优
合成革 的特点
手感柔软丰满
加工方便
价格低廉
※ 1.2 PU合成革的用途
※ 1.3 PU合成革制造与使用新要求
20
40
60
2θ/°
图3 不同预聚体NCO含量的PU发泡层的XRD图
随着NCO含量降低，极性较强的氨基甲酸酯基团的质量分数 降低，分子间作用力增加，分子链间不易重排，规整性下降，因 而结晶性减弱。
※ 2.7 NCO含量对无溶剂PU合成革性能的影响
表3 预聚体NCO含量对无溶剂PU合成革性能的影响
样品编号
※ 2.2 NCO含量对B组分黏度的影响研究
样品编号
B1 B2 B3 B4 B5
表1 B 组分性能指标
NCO质量分数/%
理论值
实测值
19.0
18.8
17.5
17.4
16.0
15.8
14.5
14.4
13.0
12.8
黏度mPa·s
682 1312 2823 3522 4008
随着B组分NCO含量的降低，游离MDI减少，分子的缠绕程 度增加，导致其黏度显著上升。
较佳。
谢谢聆听
THANK YOU FOR YOUR ATTENTION
PU1
PU2 PU3
0
200
400
600
Temperauture/℃
图1 预聚体NCO含量对PU发泡层热性能的影响
随着预聚体NCO含量降低，体系内硬段含量减少，PU分子 间氢键作用减弱，因而热稳定性变差。
※2.5 NCO含量对PU发泡层泡孔的影响
图2 PU发泡层的横截面扫描图
随着NCO含量逐渐降低，B组分活性较低，凝胶反应和发泡 反应达到平衡，泡孔较小，且分布均匀，形成的微孔发泡层手感 一致且整体强度较好。
拉伸强度/MPa
2.8
2.6
2.4
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
0
20
40
60
80
Al(OH) 的添加量/% 3
图5填料添加量对无溶剂PU胶膜拉伸强度的影响
适量填料的加入使得发泡涂层泡孔结构均匀、大小均一，涂层的 拉伸强度得到相应提高，但当填料的添加量达到一定程度时，会降低 无溶剂PU分子链间的作用力，导致其胶膜拉伸强度降低。
※ 2.6 NCO含量对PU发泡层结晶性的影响
Crystallinity =11.48% PU1
Crystallinity = 5.79% Crystallinity = 4.71% Crystallinity = 4.19% Crystallinity =3.09%
PU2 PU3 PU4 PU5
4.结论
（1） 当B组分NCO含量为14.5~16%时，黏度适中，满足无溶
剂聚氨酯合成革的加工工艺要求。
（2） 以NCO含量为16%左右的B组分制备的聚氨酯微孔发泡
层综合物理性能较佳。
（3） 随着填料的添加量逐渐增加，A组分粘度逐渐增大，综合
考虑生产设备和生产工艺要求，填料加入量不宜超过40%。
（4） 填料添加量为40%时，无溶剂聚氨酯涂层的综合力学性能
※ 2.3 NCO含量对PU发泡层力学性能的影响
表2 NCO含量对PU发泡层力学性能的影响
样品编号 NCO%
邵C硬度
100%模量 拉伸强度
/MPa
/MPa
断裂伸长 率/%
PU1
18.8
25
2.49
2.81
133
PU2
17.4
23
2.37
2.62
138
PU3
15.8
18
2.08
2.63
144
PU4
14.4
12000
10000
A组分粘度/mPa s·
8000
6000
4000
2000
0 0
20
40
60
80
Al(OH) 的添加量/% 3
图4 填料添加量对A组分粘度的影响
随着填料在A组分中加入量的逐渐增多，A组分粘度逐渐增 大，考虑生产设备以及生产工艺要求，填料的添加量不宜超过 40%。
※ 3.3 填料加入量对无溶剂PU胶膜力学性能的影响
表4 填料加入量对成品革使用性能影响
填料添加量/%
0 20 40 60 80
柔软度/mm
9.00 8.28 7.86 7.14 6.88
剥离强度/N/3cm
60 63 67 55 48
耐磨强度/r
943 998 1096 877 852
随着填料在一定范围内用量的增加，所加入的填料对发泡涂层的 泡孔在一定程度起到了填充作用，使得发泡涂层泡孔结构均匀、泡孔 大小更为均一，进而使得涂层强度变大。
应用性能优 VOC含量低 生产过程无有机溶剂排放 降低生产能耗
※ 1.4 无溶剂PU合成革的优势
不含 溶剂
低碳 环保
无
能耗低
溶
生
剂
产
聚
过
效率
氨
程
高
酯
2.NCO含量对无溶剂PU合成革性能的影响
※ 2.1 实验路线
MDI
PTMEG
无溶剂 PU胶膜
刮涂
不同NCO含 量B组分
无溶剂 PUA组分
半干贴
无溶剂 PU合成革
17
2.12
2.58
149
PU5
12.8
15
1.91
2.38
164
NCO含量降低导致体系内氨基甲酸酯基团的质量分数降低， 分子间的内聚力减弱，结晶度降低，使得材料拉伸强度降低， 断裂伸长率增加。
※ 2.4 NCO含量对PU发泡层热稳定性能的影响
结论
Weight/%
100
PU5
80
PU4
60
40
20
※ 3.4 填料加入量对无溶剂PU胶膜力学性能的影响
340
32060
240
220 0
20
40
60
80
Al(OH) 的添加量/% 3
图6填料添加量对无溶剂PU胶膜断裂伸长率的影响
这是由于随着填料的加入，削弱了无溶剂PU分子链间作用力， 降低了发泡涂层的成膜连续性，从而造成其断裂伸长率逐渐降低。
柔软度
常温耐折牢度/万次
Leather-PU1
6.98
≥30
Leather-PU2
7.43
≥30
Leather-PU3
7.32
≥30
Leather-PU4
8.54
≥30
Leather-PU5
8.23
≥30
剥离强度/（ N·30mm-1）
84 82 75 72 68
剥离强度保留 率/% 82.1 81.5 79.4 80.6 83.4
※ 3.5 填料加入量对无溶剂PU胶膜截面泡孔结构影响
ab c d e
图7 填料不同添加量无溶剂PU胶膜截面泡孔SEM分析
随着填料加入量的逐渐增大，使得胶膜截面泡孔均匀，大小一 致，且截面粗糙程度逐渐增加，说明填料的加入会破坏涂层的成膜 连续性。
※ 3.6 填料加入量对成品革使用性能影响研究
结论