羟基改性硅油在聚氨酯(PU)皮革浆料中的应用
羟基改性硅油在聚氨酯(PU)皮革浆料中扮演着非常重要的角色,它通过化学键合的方式与PU基体结合,从而提供一系列持久且的性能改善。以下是其主要应用和优势:
1. 长效、稳定的手感改善剂:
核心功能:这是羟基硅油在PU浆料中主要的应用。它能够赋予合成革表面极其优异的丝滑感、柔软感和干爽触感。
持久性:普通的非反应性硅油作为手感剂,容易迁移、析出或被擦掉,手感效果会随时间减弱或消失。而羟基改性硅油分子末端的羟基(-OH)能与PU浆料中的异氰酸酯基团(-NCO)发生化学反应,形成共价键(氨基甲酸酯键),从而化学锚定在PU分子链上。这从根本上解决了迁移问题,使手感效果极其持久,耐溶剂擦拭、耐水洗、耐干湿擦性能大大提升。
均匀性:通过化学反应结合,硅油在PU基体中分散更均匀,手感更一致。
2. 流平剂:
降低表面张力:硅油具有很低的表面张力,加入PU浆料后能显著降低整个体系的表面张力。
消除表面缺陷: 这有助于浆料在涂布或刮涂时更均匀地铺展在基布或离型纸上,有效减少或消除橘皮、缩孔、针眼、鱼眼等表面缺陷,获得平整、光滑、高光泽的表面效果。这对生产PU革至关重要。
3. 消泡/抑泡剂:
降低泡沫稳定性:羟基改性硅油能破坏气泡膜的稳定性,促进气泡合并和破裂。
提高生产效率与质量:在PU浆料搅拌、混合、输送和涂布过程中容易产生气泡,这些气泡会导致成品革表面出现凹坑或针孔。加入适量的羟基硅油可以有效抑制泡沫产生并消除已有气泡,保证涂层致密无缺陷,提高生产效率和产品良率。
4. 离型助剂:
改善剥离性能:在湿法贝斯生产或干法贴面工艺中,PU浆料需要涂布在离型纸上。羟基硅油能改善浆料对离型纸的润湿性,并在固化后提供一定的润滑性,使得固化后的PU膜能更顺利、更完整地从离型纸上剥离下来,减少撕破或残留的风险,同时有助于转移离型纸的花纹。
5. 耐磨助剂:
降低摩擦系数:化学键合的硅油在PU涂层表面形成一层极薄的、持久的润滑层。
提升耐用性:这能显著降低表面的摩擦系数,从而提高PU革的耐磨擦性能和抗刮擦性能,使皮革更耐用,不易产生划痕,尤其适用于对耐磨要求高的应用(如家具革、汽车革、鞋革)。
6. 防粘剂:
防止粘连:固化后的PU革在卷取或堆叠存放时,涂层表面之间容易发生粘连(特别是软质或高表面能的PU)。化学键合的硅油层提供了润滑和隔离作用,能有效防止卷材或片材之间的粘连,便于后续加工和储存。
应用优势总结:
反应性: 羟基与-NCO反应形成化学键,是效果持久的核心。
长效性: 解决了传统硅油助剂迁移、析出、失效的问题。
性: 通常添加量很低(0.1%-3%,具体取决于产品和需求)即可达到显著效果。
多功能性: 同时改善手感、流平、消泡、离型、耐磨、防粘等多种性能。
相容性: 通过分子设计(调节硅油分子量、羟基含量、有机基团类型等),可以与不同极性的PU体系(聚酯型、聚醚型)实现良好相容,避免出现“油花”或“缩孔”。
应用注意事项:
添加时机: 通常在PU预聚体或多元醇组分与固化剂(含-NCO)混合前加入,并充分搅拌均匀,确保羟基硅油能均匀分散并参与后续固化反应。避免在-NCO活性很高(高温、催化剂很强)时过早加入导致局部快速反应。
用量控制:用量过少效果不明显;用量过多可能导致相容性问题(如油窝)、影响涂层间附着力或导致表面过滑影响后续加工(如印刷、贴合)。需要根据具体配方和性能要求通过实验优化。
相容性测试:不同型号的羟基硅油与不同PU体系的相容性有差异,使用前需进行小试,确保不会引起体系浑浊、分层或表面缺陷。
对固化速度的影响:羟基硅油会消耗一部分-NCO基团,可能会略微影响体系的固化速度或终的交联密度,配方设计时需考虑。
总而言之,羟基改性硅油是高性能PU合成革浆料中不可或缺的关键助剂之一。它通过独特的化学反应性机制,为PU革提供了难以替代的、持久而的表面性能提升,特别是在手感和流平方面,是生产高品质、高附加值PU合成革的重要保障。
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