PU树脂用在皮革上面
将PU树脂(聚氨酯树脂)应用于皮革表面是当前皮革涂饰的主流技术,尤其是在中高端皮革制品(如皮鞋、皮包、沙发、汽车座椅、服装等)中应用非常广泛。它能为皮革提供优异的保护性、装饰性和功能性。
以下是PU树脂在皮革涂饰中的关键应用、优点、工艺要点及注意事项:
一、 PU树脂在皮革涂饰中的应用形式
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顶层涂饰(Top Coat/Finishing Coat):
- 最常见应用。 作为皮革表面的最后一道保护性和装饰性涂层。
- 作用: 提供光泽度(高光、哑光、半哑光)、手感(滑爽、蜡感、油感、涩感等)、耐磨、耐刮、耐化学品(汗液、清洁剂)、耐黄变、防水/防污等性能。
- 树脂类型: 通常是单组分或双组分溶剂型/水性聚氨酯光油或手感剂。可根据需要添加消光粉、蜡粉、增滑剂、手感剂等助剂。
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底层涂饰/封底层(Base Coat/Sealer):
- 在顶层涂饰之前涂布。
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作用:
- 封底/填充: 填充皮革粒面的细微伤残、毛孔,使表面更平整光滑,便于后续涂饰,节省顶层树脂用量。
- 固色: 固定皮革表面的染料或颜料,防止渗色、迁移。
- 改善遮盖力与均匀性: 为顶层涂饰提供均匀的底色。
- 提高附着力和遮盖力: 加强顶层涂层与皮革的附着力。
- 树脂类型: 通常使用遮盖力好、填充性强、干燥快、与皮革和顶层涂层附着力好的PU树脂,可以是溶剂型或水性。
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颜料层/色浆层(Pigment Layer):
- 用于需要遮盖皮革底色、赋予鲜艳均匀颜色或特殊效果(金属色、珠光色等)的情况。
- 作用: 提供颜色和遮盖力。
- 树脂类型: PU树脂作为颜料或效应颜料的载体(粘合剂)。要求树脂对颜料润湿分散性好、成膜透明、遮盖力适中、与底层和顶层附着力好。通常是溶剂型或水性PU色浆。
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贴膜/移膜皮革(PU Coated Leather / Bicast Leather):
- 在离型纸上涂布一层较厚的PU树脂膜(常含有颜料、填充料等),干燥后将其贴合到底基(通常是碎皮打磨成的皮纤维层或人造革基布)上,剥离离型纸后形成具有PU表层的皮革。
- 特点: 表面效果高度一致、利用率高、成本相对低,但透气性、真皮感不如全粒面/修面皮革涂饰。常用于对表面一致性要求高的产品和家具革。
⭐ 二、 PU树脂用于皮革涂饰的主要优点
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优异的物理机械性能:
- 高耐磨性: 保护皮革表面免受日常磨损。
- 高韧性/弹性: 能跟随皮革的弯曲、拉伸而变形不易开裂、断裂(比丙烯酸树脂好很多)。
- 良好的耐刮擦性: 减少划痕的出现。
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卓越的耐化学性:
- 耐溶剂性: 不易被常见溶剂溶解破坏。
- 耐化学品性: 能抵抗汗液、油脂、清洁剂等的侵蚀。
- 耐水解性(特别是聚酯/聚醚型PU): 在潮湿环境中性能稳定。
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优异的耐候性:
- 耐紫外线/耐黄变性(尤其是脂肪族PU): 长期暴露在阳光下也能保持颜色和光泽稳定,不易变黄发脆,是户外用革和高档革的首选(芳香族PU易黄变,多用于深色革或不要求耐黄变的内里)。
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多样化的外观与手感:
- 可通过配方设计(树脂结构、助剂)实现从高光到深度消光、各种特殊手感(如蜡感、油感、硅感、绒感、涩感等)以及丰富的色彩和特殊效果(珠光、金属色)。
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良好的附着力和成膜性: 对皮革基材和各类颜料、助剂有良好的粘接力,能形成均匀、连续的涂层。
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环保趋势: 水性PU技术日益成熟,VOC排放低,更环保。
🛠 三、 工艺要点与注意事项
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皮革前处理:
- 清洁: 彻底清除皮革表面的油脂、灰尘、盐分等污物。
- 回软/加脂: 确保皮革柔软度适中,避免涂层后变硬。
- 磨革/熨平: 对于需要平整表面的修面革等,进行物理处理。
- 固定/中和: 固定皮革内部的鞣剂、染料,调节表面pH值,确保涂饰层稳定附着。
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PU树脂的选择:
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溶剂型 vs 水性:
- 溶剂型: 流平性好、干燥快、成膜致密性好、初始光泽高、工艺成熟。但VOC高,环保压力大。
- 水性: 环保、安全无毒、不易燃。但干燥速度慢(需烘道)、流平性相对差、对基材润湿性要求高、耐水性/耐化学品性初期可能稍逊(需配方优化和交联)。是未来发展趋势。
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芳香族 vs 脂肪族:
- 芳香族: 成本低,机械性能好。致命缺点:易黄变。适用于深色革、内里革或不要求耐黄变的场合。
- 脂肪族: 优异的耐黄变性、耐候性,光泽持久性好。成本高。是高档革、白色革、浅色革、户外革、汽车革等的首选。
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单组分 vs 双组分:
- 单组分: 操作简单(开罐即用),靠物理干燥成膜(溶剂挥发或水蒸发)或湿气固化。耐溶剂性、耐热性通常不如双组分。
- 双组分: 由含羟基(-OH)的PU多元醇树脂和异氰酸酯(-NCO)固化剂组成。使用时按比例混合,发生化学反应交联固化。优点: 涂层具有极高的耐化学性、耐磨性、耐热性、耐久性和物理强度。缺点: 操作复杂(需精确配比、混合后适用期有限)、成本高。常用于顶级要求的场合(如高性能汽车革、特殊功能革)。
- 软硬度/模量: 根据皮革类型和最终手感要求选择树脂的软硬度。沙发革、服装革需要柔软树脂;鞋面革、箱包革可能需要更硬挺耐磨的树脂。
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溶剂型 vs 水性:
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涂饰配方:
- 颜料/色浆: 提供颜色和遮盖力。需与PU树脂相容。
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助剂: 至关重要!包括:
- 流平剂/润湿剂: 改善涂层流平性和对皮革的润湿性。
- 消泡剂: 防止生产和使用过程中产生气泡。
- 消光剂: (二氧化硅等)用于调节光泽度。
- 蜡乳液/粉: 提供特殊的滑爽感、蜡感、改善耐刮擦性。
- 手感剂: (有机硅、氟碳等)赋予滑爽、油润、绒面等特殊手感。
- 交联剂: (氮丙啶、碳化二亚胺、异氰酸酯)用于水性体系,提高耐水性、耐化学品性和物理性能。
- 增稠剂: 调节粘度,适应不同涂饰方式(如喷涂需要较低粘度,辊涂可能需要较高粘度)。
- 渗透剂/封底剂: 用于底层,促进渗透和封底效果。
- 稀释剂: (溶剂或水)调节施工粘度。
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涂饰施工:
- 常见方式: 喷涂(应用最广泛)、辊涂(效率高,适合平整革)、刮涂/揩涂(特殊效果、修补)。
- 原则: “薄涂多道”。每道涂层要薄而均匀,确保充分干燥后再进行下一道。一次性涂布过厚易导致干燥不良、发粘、开裂、手感差。
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干燥/固化:
- 充分干燥至关重要! 特别是水性PU和双组分PU。
- 溶剂型: 通常需要通风良好的环境或烘道(温度控制在40-60℃左右,避免过高损伤皮革)。
- 水性: 需要更长的干燥时间和/或更高的烘干温度(60-80℃或更高,但需严格监控避免皮革收缩变硬)。
- 双组分: 混合后需在规定适用期内用完,涂布后需要一定的条件(温度、湿度)和时间进行充分的化学交联反应以达到最佳性能。可能需要熟化室。
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后整理:
- 熨平/压花: 在涂层干燥后(通常是最后一层未完全干透时)进行,赋予平整度或特殊花纹。
- 抛光/打光: (较少用于PU涂饰,更多用于无涂饰或油蜡革)用于产生高光泽。
- 摔软: 在转鼓中对成革进行摔打,使皮革更柔软自然,涂层更具仿皮感(对涂层柔韧性要求高)。
⚠ 四、 常见问题与对策
- 附着力不良: 皮革前处理不当(脏污、油脂、pH);树脂选择错误(与皮革兼容性差);底层未干透就涂面层;固化不完全。对策:加强前处理;选择合适的树脂体系(如附着力促进剂);确保层间干燥;优化固化条件。
- 涂层发粘: 干燥不彻底(温度低、湿度大、风速慢、涂层过厚);树脂本身软;增塑剂迁移;环境温度过高。对策:加强干燥;选用硬度稍高树脂;避免使用易迁移助剂;控制储存环境温度。
- 开裂/不耐折: 涂层过硬(树脂选择错误);涂层过厚;干燥过急;皮革本身过硬;树脂韧性不足。对策:选用更柔软的PU树脂;薄涂多道;控制干燥条件(避免高温急烘);确保皮革本身柔软度;选用韧性好的树脂或添加增韧剂。
- 光泽不均/发花: 喷涂不均;流平性差(粘度不当、助剂不足);底层吸收不均;皮革表面状态差异大。对策:调整喷涂参数;优化流平剂和粘度;加强底层封底;确保基材一致性。
- 耐水性/耐溶剂性差: 树脂本身性质(水性PU初期可能较差);固化/交联不充分;助剂选择不当(如亲水性乳化剂过多)。对策:优先选择耐化性好的树脂(如双组分);确保充分干燥固化;使用交联剂(水性体系);优化助剂配方。
- 手感不佳: 未添加或选择不当的手感剂;涂层过厚;助剂相容性差导致渗出。对策:针对目标手感选择合适的手感剂体系;薄涂;确保助剂相容性。
📌 总结
PU树脂是赋予皮革高性能、美观外观和丰富手感的核心材料。成功应用的关键在于:
- 充分了解皮革基材特性(类型、状态、前处理要求)。
- 明确最终产品的性能目标(耐磨、耐刮、耐黄变、手感、光泽、特殊效果)。
- 精心选择和搭配PU树脂体系(溶剂型/水性、芳香族/脂肪族、单组份/双组份、软硬度)。
- 科学设计涂饰配方(颜料、助剂的选用与平衡)。
- 严格控制涂饰工艺(前处理、施工方式、干燥固化条件)。
- 进行充分的测试验证(附着力、耐磨、耐折、耐黄变、手感等)。
随着环保法规日益严格和技术进步,水性PU和脂肪族PU在高档皮革涂饰中的应用比例越来越高。对于要求极致耐久性和耐化性的应用,双组分PU体系是首选。
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