UV树脂在皮革涂料上的应用

    肖用辉（广东省广州瀚东贸易有限公司实验室，广州411583）
    摘要:以高柔韧性的UV光固化树脂为主体，合理搭配相应的单体和其它辅助树脂，实现了UV光固化涂料在皮革上的应用。
    关键词:高柔韧性UV光固化树脂；皮革涂料
    
Abstract:High flexibility of the UV-curable resin as the main body， and the activity of acrylic monomers and other support with resin， a UV-curable coatings to achieve flexibility in the application of leather. Key words: soft， high-UV-curable resin；leather coating 

    0引言
    皮革涂料要求树脂具有良好的物理机械性能，皮革涂料对树脂要求更加苛刻，在做鞋面革及手套革涂饰方面，要求在—15℃甚至更低的气温下能保持涂层柔软，而且在高于40℃的炎热和高湿条件下不发粘，此外还要求具有良好的耐连续弯曲性。 
    皮革涂料的应用对象皮革，由于具有高度可变形性，因此要求固化涂层必须具有与之相应的柔顺性。目前皮革涂料所用到的涂料产品类型主要有:聚氨酯型（PU），水性型，溶剂型等涂料，而UV光固化型应用于皮革涂料都较晚一些。 
    聚氨酯（PU）型固化膜机械物理性能*，耐化性好。但通常该类涂料在贮存、制造和使用过程中要求严格谨慎，否则容易导致凝胶而使涂料报废；固化膜要获得理想的皮革涂层需要的烘烤时间较长，且施工时限有限。 
    共聚物乳液型涂料，环境性能友好.但需要烧烤长时间，能耗高. 
    溶剂型涂料，成膜物的分子量较大，Tg点高，施工时固体含量低，成膜薄，要得到好的装饰性及丰满度均依靠多层涂装，而且大量的溶剂挥发严重污染环境，对施工人员伤害*。 
    UV光固化型涂料反应快速，生产效率高，粘尘机会少，能耗低，易获得光泽高、耐化性能良好的涂层。其有效成分含量高，甚至可达100%。 
    UV光固化型皮革涂料成为可能必须满足高柔顺性的要求。固化膜的性能主要取决于涂料配方本身的设计，皮革涂料在设计过程中常会面临固化膜表面干爽度与柔顺性之间相互矛盾的问题，UV光固化型皮革涂料也不例外，只有合理的搭配使用才能取得理想效果。 
 UV光固化膜整体硬度太高，表明交联密度或交联网络内缺少足够长的柔性链段，使得固化膜容易脆裂。如果在调制配方时，同时使用柔性好的聚氨酯丙烯酸酯和高官能的单体搭配，可得到微观上不均匀的交联体系结构，既有高交联度的“硬微相”又有满足高柔韧性的低交联的“软微相”[1]；也可以理解为“硬微相”相当于高Tg链段，不易回粘（表面干爽），“软微相”为低Tg链段，柔韧性高。柔顺性与Tg的关系
 通常来说，固化膜的Tg低于当时使用温度，交联网络处于黏弹态，能表现出较好的柔顺性，如果固化膜的Tg变于使用温度，则交联网络处于玻璃态，硬度高、柔顺性差；而采用微相分离的方法可以将干爽度和柔顺性二者有机结合在同一体系。 
    本文即是以此原理为基础而展开的。
    1实验部分
    1．1实验原材料 
    高柔性聚氨酯丙稀酸酯树脂（UAXP2491）：Bayer公司产品; 
    季戊四醇三丙稀酸脂(PETA)：长兴化学工业有限公司产品; 
    热塑性丙烯酸树脂：进口产品; 
    光引发剂Darocur1173:Ciba公司产品; 
    素材：NIKE鞋面革 
1．2实验仪器 
    UV光固化机(PW-UVA201):深圳润沃机电有限公司； 
    岩田2#粘度杯； 
    UV能量计（UV-Integrator14）：德国。 
    1．3实验试片制作 
    将皮革剪成10cm×5cm的条片→用白电油擦试皮革条片表面并晾干→喷涂样品油→在恒温干燥箱中烘烤60℃×3min→于曝光能量为600mj/cm2的UV光中固化→冷却后测试
    2实验结果与讨论
    2．1测试结果 
    按配方配制个样品，测得结果如表1所示。 表   1     
组分  UA XP2491    PETA热塑性丙烯酸树脂　　　　　　　主　要　性　能
配方1/质量分42　对折㈠有裂纹；扭㈡会裂；表面干爽；流平好，丰满度高；附着不良
配方2/质量分41 对折无裂纹；扭会裂；表面干爽；流平好，丰满度好；附着不良
配方3/质量分40.8　对折无裂纹；扭微裂；表面干爽；流平好，丰满度好；附着不良
配方4/质量分40.6 对折无裂纹；扭微裂；表面稍裂；流平好，丰满度好；附着不良
配方5/质量分40.4　对折无裂纹；扭微裂；表面粘指；流平、丰满度一般；　附着不良
配方6/质量分40.40.2对折无裂纹；扭微裂；表面稍粘；流平、丰满度一般；　附着好
配方7/质量分40.60.4对折无裂纹；扭不裂；表面干爽；流平、丰满度一般；　附着优良
配方8/质量分40.60.6对折无裂纹；扭不裂；表面干爽；流平、丰满度一般；　附着优良
配方9/质量分40.60.8对折无裂纹；扭不裂；表面干爽；流平、丰满度一般；　附着优良
配方10/质量分40.61对折无裂纹；扭不裂；表面干爽；流平、丰满度较差；　附着优良  

    ○注：㈠将试片的漆膜向外，对折180°，并于折痕处用力压； 
    ㈡双手捏住试片两端，两大拇指在漆膜同一侧，二大拇指指尖相距3mm，与食指配合向两相反方向使劲扭，至素材不裂为限。
    由表1测试结果可见： 
    ①UAXP2491可提供极其优异的柔顺性，但单独使用时其交联密度和反应速率慢，表面干爽度不够; 
    ②当UAXP2491与多官能单体搭配时，可显著提高体系的反应速度和反应率，提高干膜表面的干爽性能，但过量加入多官能单体则会损失体系的柔顺性，容易开裂；
③在体系中加入非UV光固化成分的树脂，作为增塑填充料，可以提高体系的抗返粘性和抗裂性；，对附着的促进作用非常明显；但添加量不能过量，否则使干膜的丰满度和流平*变差； 
    ④从实验中可看出:UAXP2491:4份，PETA:0.6~0.8份热塑性丙烯酸树脂:0.6份时，涂层综合效果*； 
    ⑤此配方*于NIKE鞋面革生产商，在其特定的在耐折测试比较中，同等膜厚下，PU型涂料所得涂膜耐折测试2~3万次即出现裂纹，用该配方制得的干膜，耐折测试达5.6万次。
     
    3结语
    利用高柔顺性的UV光固化树脂，只要调配得当*可以制得适合皮革涂料高性能的要求的涂料配方，而且由于光固化快，生产效率高，能耗低，为该类型涂料的推广提供有力的保证。
    
    
    参考文献
    ［1］杨建文，曾兆华，陈用烈编著.光固化涂料及应用.北京:化学工业出版社，2004.12 
    ［2］SchwalmR，HausslingL，ReichWetal.Modernpaintandcoatings，1997，September，42