皮革涂飾技術的進展:兩性共同體驗

時間:2023-10-29 14:02:14 作者:兩性共同體驗 熱度:兩性共同體驗
兩性共同體驗描述::世界上大多數發達工業國家都經過了這樣一個過程:隨著工業的發展帶來大量的揮發性有機物質,對大氣產生污染。造成這種現象的原因是多方面的,首先是大規模的工業生產的集中化和對生產中所排放物質的忽視,其次是人類生活所產生的垃圾或排放物。   產生有機物質污染的主要工業部門有:①化學工業,②原油提煉工業,③涂料工業,④膠粘劑工業,⑤造紙工業。   取暖用的加熱原料和汽車尾氣,也是產生有機排放物的主要來源。   涂料在生產和使用過程中所釋放的有機物是相當嚴重的,目前被排在汽車之后,列為城市主要空氣污染源。特別是我國的市場所銷售的涂料,大部分是溶劑型的,其有機溶劑的含量比較高,在生產和使用過程中必然會有大量的有機溶劑釋放。因此,必須采取措施或管理手段來控制涂料中的有機溶劑的含量,以便減少因涂料的生產和使用而造成的空氣污染。此外,涂料中的溶劑還帶來衛生和生態問題,這是因為所有的有機溶劑,對于人體來說都是有毒性物質。有機溶劑接觸到人的皮膚,會脫去皮膚表面的油脂,使皮膚失去保護層,導致在接觸空氣中含有的化學性物質、細菌、真菌后,皮膚會產生發紅、皮疹,甚至皮炎等現象。有些有機溶劑,在人體吸入后,還會對人體的循環系統、中樞神經系統、肺、肝等產生影響。總之,同樣的有機溶劑對人類和各種動物會產生不同的反應和不同程度的傷害。從衛生的觀點看,降低涂料中有機溶劑的用量以及盡可能取代它們,肯定是有利的。從生態學的角度看,煙霧的形成和森林的死亡都與有機溶劑有關。盡管關于有機溶劑如何作用的原理還沒有一個明確的答案,但許多有機溶劑已經被不同國家的機構和條例認定為有毒物質。自從1960年美國加利福尼亞州頒發了第1個有關限制揮發性有機物(V OC)排放的法令以后, 1990年美國又通過了聯邦空氣凈化 1994年歐盟也通過了限制揮發性有機物排放的歐盟指令我國政府自1989年頒布了《環境保護法》以后,相繼發布了一系列推薦執行和強制執行的有關限制污染物排放入大氣方大氣污染物排放標準的技術方合排放標準》1涂料工業的發展千百年來,人類一直關心自己周圍環境的美化,以各種色彩美化環境,包括以色彩美化自身,染衣服、染皮膚、描眉畫眼,也包括以色彩美化自己的家居環境,以多彩的涂料來涂飾墻壁和家具。早期的畫家使用的是礦物顏料,是水的懸浮液或用水或蛋清來調配。脂肪、滑石、動植物油也可以用來做粘接劑。   所以在涂料發展的開始就有水稀釋的低溶劑的涂料存在。懂得使用溶劑是300年以前的事情。用溶劑溶解天然的固體樹脂,可以得到速干的涂料。   實際上溶劑型涂料是本世紀才開始發展的,其發展是與生產線快速、大量地生產產品相聯系。生產線中國皮革的生產要求使用速干的涂料,而恰恰在本世紀初硝化纖維素溶液面世,這是第一次世界大戰時生產火藥的一種副產物。最重要的溶劑專利是來自20世紀20年代的各大化學公司。這些專利標志著溶劑在涂料中被進一步的使用,沒有這些溶劑,我們現在的涂料工業發展可能是另一番景象。   最早的商品化水基涂料是在20世紀30年代出現的。當時在加拿大出現了以聚醋酸乙烯膠乳為粘接劑的商品涂料。隨著合成樹脂技術的不斷發展和各種單體不斷商品化,出現了多種樹脂膠乳,包括聚丙烯酸酯膠乳、苯乙烯丁二烯共聚膠乳、苯乙烯丙烯酸酯共聚膠乳、醋酸乙烯丙烯酸酯共聚膠乳和醋酸乙烯乙烯共聚膠乳、聚氨酯膠乳等。水基涂料配方選擇范圍的擴展,為水基涂料在皮革、紡織、造紙和膠粘劑工業上的廣泛應用提供了條件,而世界可持續發展的環境保護法規的不斷強化更促進了涂料工業向無溶劑涂飾或水基涂飾方向發展。   2皮革涂飾現狀涂飾是皮革加工的重要工序,它賦予皮革不同的風格和使用性能,以目前我國如此大的皮革年加工生產量計算,涂飾劑的消耗量是一個不小的數字。但國內的涂飾劑無論在質量上,還是在產品的系列化、配套性方面,與國外同類產品相比還有一定差距。因此,國內制革廠在加工生產中、高檔皮革產品時,多采用國外涂飾劑。此外,近幾年,在國內原料皮資源供應不足的情況下,仍有不少國內優質山羊皮、山羊藍濕革、黃牛皮、黃牛藍濕革出口到意大利、西班牙等擁有先進制革技術的國家,被他們的制革廠制成成革,又以高價返銷到我國。   出于對保護職工健康的考慮,目前國內大、中型制革廠的涂飾車間通常都裝配有全封閉的涂飾、干燥生產流水線,車間內的空氣污染已減到最低,但涂飾劑中的揮發性物質最終是要揮發到大氣中,即使是在皮革出廠后,仍在繼續揮發。由于今后消費者對皮革制品的綠色化要求(不含揮發性有機物等有毒物質)會不斷提高,如國外一些汽車廠家要求座墊革內的揮發性有機物含量在1mg /kg以下[4 ],因此,制革廠出于自身發展的需要考慮,更樂于接受綠色環保的涂飾材料。但隨著許多國家生態保護法規的加強,使用水基涂料與溶劑型涂料相比,除了可以降低防火措施要求、職業病防治方面的花費以外,還可以大大降低用于空氣凈化的建設和設備成本。因此,美國自1985 1991年間,與溶劑型涂料(年增長1 2 )相比,環境相容型的涂料(包括高固含量涂料、水基涂料、粉末涂料等)的增長(年增長5 )都高于平均值,1991年其水基涂料已占建筑涂料市場的72.在英國,水基涂料的產量也在逐年上升,占涂料總產量的比例從1980年的46上升為2000年的60 ,而在過去的10年里,迫于環保的巨大壓力,在發達國家,皮革涂飾時有機溶劑的用量又降至不足過去用量的1 /10.   目前,水乳液型皮革涂飾劑的乳膠顆粒的粒徑可達0. 7μm以下,但其涂膜光亮、光滑性能仍無法與溶劑型的相比,特別是當涂膜厚度要求在5μm以下時,溶劑型涂飾劑仍在流平性、光亮度、光滑度上顯示其優異性,溶劑型涂飾劑涂膜的最薄厚度已可達分子級水平。因此,一些皮革品種的涂飾仍不可避免地要用溶劑型涂飾劑或有機溶劑,如漆革、全粒面苯胺革等。即使是水基涂飾劑,如水性聚氨酯,仍會有5的有機溶劑,此外,水基涂飾劑往往需要配合交聯劑、機械熨燙等操作,以提高其涂膜的各項性能,如耐干、濕擦性能及光滑度、光亮度,而在引入交聯劑的同時,就不可避免地要引入有機溶劑,因交聯劑類材料對水敏感,必須用一定比例的有機溶劑進行配制才能很好地分散到涂飾劑的其它組份中。   皮革涂飾最早是由水溶性涂料發展起來的,如至今仍在高檔皮革涂飾上采用的打光涂飾方法,就要用到水性涂料(酪素、蛋白干等)。為了提高涂層性能(抗水性,耐干、濕擦性等) ,隨后的皮革涂飾材料由水溶性涂料向溶劑型涂料轉變而為了減少有機溶劑的污染,在保證涂層性能的前提下,皮革涂飾材料又由溶劑型涂料向水溶性涂料轉變,但許多情況下,仍不可避免地要在頂層涂飾中使用溶劑型涂料。因此,各國的研究人員仍不斷地致力于研究新的涂飾材料和涂飾方法。   3國外無溶劑皮革涂飾的最新研究進展3. 1電子束和紫外線照射固化技術意大利的Fenice SPA公司最近開發出一種在涂飾配方中無需添加化學交聯劑及完全可以避免揮發性有機溶劑排放的涂飾方法。   該方法可采用2組涂飾配方:一組是由100的反應型(帶活性基團,如雙鍵等)材料組成,其中包括60的低聚物, 30的聚合物單體、3 5的添加劑(消光劑等)、3 5光敏引發劑。單體的作用類似于有機溶劑,可以起到調節涂飾劑黏度的作用,以使涂飾操作(噴涂、輥涂)易于進行。低聚物可以是脲丙烯酸酯共聚物、聚酯丙烯酸酯共聚物、環氧化物丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酸酯,單體可以是丙烯酸羥乙基酯、丙烯酸甘油酯、丙烯酸辛酯、二丙烯酸己二酯、二丙烯酸丙二發展戰略中國皮革酯,光敏引發劑可以是烷基酮、芳基酮、安息香、安息香乙醚、μ羥烷基苯酮、苯酮的衍生物。另一組配方為水分散液,其中包括40的低聚物、 5的光敏引發劑。由于第2組配方中含有水,因此,在固化前還需進行干燥以除去水分。   固化的方法有電子束或紫外光照射固化法2種。紫外光照射固化法的原理是:光敏引發劑在紫外光照射下產生自由基,引發低聚物與單體之間發生自由基聚合反應,形成進一步交聯,達到使涂飾劑固化成膜的作用電子束照射固化法的原理是:低聚物在電子束的照射下產生自由基,引發低聚物與單體之間的自由基聚合反應。紫外光照射固化法的成本較低,值得更進一步深入研究。此外,還需在如何提高涂膜的耐干、濕擦牢度上繼續探索研究。   3. 2固體涂飾英國皮革技術中心BLC的研究人員最近對固體涂飾法進行了研究。該方法是采用普通的靜電噴槍進行涂飾,也可不用靜電噴槍,但涂膜的均勻性會受到一定影響。涂飾前鉻鞣坯革的粒面用自來水潤濕,噴槍的電壓為70kV、氣流速度為/h.也可將一種水乳型軟性丙烯酸樹脂公司)∶水= 1∶1的混合液噴于革的粒面上,使其發粘(可以粘住固體涂料) ,然后將革粒面朝下,平鋪于固體涂料上,使皮革表面均勻地粘上一層固體涂料,再提起皮張,輕輕抖動皮張以將多余的固體涂料抖掉。還可直接用水潤濕皮革后,再采用上述方法,使皮革表面均勻地粘上一層固體涂料,多余的涂料的去除方法同上。   涂飾后的皮革在160℃條件下烘10min,以使涂膜固化。固體涂料的組分為:成膜劑、著色劑、交聯劑。   固體涂飾的一大優點是可以實現無揮發性溶劑排放,這種方法可以用于各類皮革品種的涂飾,固化后皮革面積不會發生收縮,尤其是用靜電噴槍涂飾的涂膜與常規方法相比,表面均勻度沒有差別,且具有優異的耐干、濕擦性能。但采用固體涂飾方法的涂膜,其耐折裂強度和彈性不如普通涂飾方法的涂膜,這可能是由于在較高溫度條件下固化導致皮革的形狀發生變化而引起的。   因此,今后的研究應該著眼于尋找能在較低溫度條件下進行固化的固體涂料。   4展望隨著全球經濟一體化進程的加快,作為發展中國家一員的中國,也將承擔越來越多地保護地球、保護人類生存環境的義務。在剛剛過去的2001年里,有關保護全球氣候的《京都議定書》在被寄予厚望的聯合國氣候變化框架公約第6次締約方大會( CO P)上重新提出,在經過2周的激烈爭論后,伴隨著會場內外各種形式的抗議無果而終,談判沒有任何進展,這主要是以美國、日本組成的反對聯盟,要求以森林吸收溫室氣體排放來抵消減排并要求發展中國家的實質性參與而造成的,而如果讓包括中國、印度、墨西哥等主要發展國家承擔義務,則這些發展中國家就可能也成為反對聯盟。   但無論如何,要求發展中國家作出某些承諾的壓力將不斷增加,未來控制全球氣候變暖的談判對中國的挑戰將更加嚴峻我們剛剛跨入了21世紀,在這新舊交替之際,人們不禁要問: 20世紀給人類文明究竟留下了什么精神遺產如果說15世紀的文藝復興運動,使我們重新認識了人的價值,并由此迎來了人類文明史上一次輝煌的日出那么20世紀興起的環境保護運動,又使我們重新認識了自然環境的價值,這為21世紀綠色文明的到來開啟了新的曙光。   已經過去的20世紀,是一個人口膨脹的世紀。現在,我們比任何時候都能感受到生態環境的巨大壓力。但經濟要發展,而保護我們自己賴以生存的大氣環境亦是我們義不容辭的,更何況北京將在2008年舉辦奧運會,綠色奧運,人文奧運,科技奧運已被我國政府提到議事日程上來,并率先在北京實行,并已初見成效,尤其是在綠色奧運方面,有目共睹的是:去年北京的空氣質量已得到明顯改善。因此希望廣大的科技工作者都來關注皮革涂飾的空氣污染問題,開發出更多既綠色環保,又能提高皮革產品質量的涂飾材料,早日實現無溶劑皮革涂飾。
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