Page 126 - 《精细化工》2022年第5期
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·980·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 39 卷

                 从第一代聚氯乙烯（PVC）人造革的问世，到                         分数 2.30%）、侧含氢硅油（PMHS，活性氢质量分
            外观、性能与天然皮革更为接近的第二代聚氨酯                              数分别为 0.09%、0.18%、0.82%和 1.60%，分别记
            （PU）合成革的飞速发展，再到结构和外观质感上                            为 PMHS-0.09、PMHS-0.18、PMHS-0.82 和 PMHS-
            真正模拟天然皮革的第三代超细纤维合成革的广泛                             1.60），工业级，中蓝晨光化工研究设计院有限公司；
            应用，人工革已经历了 80 多年的发展变革                  [1-4] 。时    铂(0)-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷络合物
            至今日，人工革已完成从简单仿形到高度仿真的转                             溶液（卡尔斯特催化剂）、2-甲基-3-丁炔-2-醇（抑
            变，性能也越来越接近天然皮革，在人们的日常生                             制剂），分析纯，上海泰坦科技股份有限公司；二碘
                                      [5]
            活中占据着十分重要的地位 。但是，目前合成革                             甲烷，分析纯，成都麦卡希化工有限公司；气相白
            行业发展面临着关键原料二异氰酸酯依赖进口                      [6-7] 、  炭黑（R972），工业级，德国赢创工业集团；有机
            多元醇严重依赖石化资源            [8-9] 、工艺流程长、物耗高            硅黏合剂，工业级，美国陶氏化学公司；离型纸
            的共性技术难题的挑战，因此，寻找“替代碳基和                             （YF100），东莞市英菲纸塑产品有限公司；PU 合
            石油基原料的”涂层材料和新的涂层技术成为合成                             成革（CF-02501），浙江昶丰新材料有限公司；PVC
            革行业发展的新趋势。                                         人造革（ZL-2007），东莞市正隆皮革有限公司。
                 有机硅，狭义上特指聚有机硅氧烷，原料取自                              Nicolet iS 10 型傅里叶变换红外光谱仪，美国
            地壳中的硅矿石        [10] ，价廉易得，符合可持续发展的                 Thermo Fisher Scientific 公司；DSC-200PC 差示扫描
            要求。若以有机硅作为合成革涂层材料，以“硅”                             量热仪（DSC），德国 Netzesch 公司；OCA200 接触
            代“碳”，则可望摆脱传统涂层材料对石化资源的依                            角测量仪，德国 Data physics 公司；GT-7006-V30
            赖。同时，利用有机硅材料开发合成革涂层，可借                             立式低温试验机，日本 Hitachi 公司；YG(B)401T
            鉴聚合物反应注射成型技术原理                [11] ，先将乙烯基硅         马丁代尔耐磨仪，温州大荣纺织仪器有限公司；
            油（A 组分）和含氢硅油（B 组分）液体原料经高                           LX-A 邵氏硬度计，上海六菱仪器厂；UTM-6203 电
            速混合后直接涂覆于离型纸表面，然后在热诱导下                             子万能试验机，深圳三思纵横科技股份有限公司；
            诱发 A、B 组分原位反应生成聚合物涂层，制备过
                                                               JFA-11 自动涂膜机，广州镌恒仪器设备有限公司。
            程中无需使用任何有机溶剂、不消耗水资源且无副
                                                               1.2    制备方法
            产物生成，而且有望缓解传统合成革制革工艺流程                             1.2.1  PDMS 聚合物涂膜的制备
            长、物耗高等问题。目前，有机硅在合成革领域多                                 向 100 mL 反应瓶中依 次加入 η-10000 和
            是以防水剂      [12] 、涂饰剂 [13] 和手感剂  [14] 等助剂的形式        η-80000（各 10.00 g）、 PMVS （1.70 g）、卡尔斯
                                                                                           Vi
                                                                                    Vi
            加以应用，而将有机硅作为合成革涂层材料本身的                             特催化剂（168 μL）以及 2-甲基-3-丁炔-2-醇（28 μL），
            研究较少。因此，将有机硅高分子材料作为合成革                             将其搅拌均匀后，加入 PMHS-0.18（2.20 g）以及白
            涂层予以应用，将赋予合成革优异的耐候性、耐磨
                                                               炭黑（9.56 g），继续搅拌均匀后利用自动涂膜机将
            性、疏水及防污性。同时，作为世界上最大的有机                             其涂覆于离型纸上，混合物厚度为 0.7~1.0 mm。完
            硅生产国，中国有机硅行业整体发展形势良好                      [15] ，
                                                               成后，将负载有机硅浆料的离型纸置于 120~ 130 ℃
            为相关产业发展提供了成熟的有机硅供应链，也使
                                                               真空烘箱中加热固化 10~15 min。随后，将制得的
            有机硅合成革具备了良好的工业化前景。
                                                               PDMS 聚合物涂膜置于 70~110  ℃真空烘箱中继续
                 基于此，本文拟在热诱导催化体系中原位反应
                                                               固化 5~10 min，形成连续的、均匀的薄膜，记为
            生成有机硅（PDMS）聚合物涂膜，将其与基布贴
                                                               PDMS-19。PDMS 聚合物涂膜的合成路线和制备工
            合来制备有机硅合成革。通过探究体系中各组分对
                                                               艺如图 1 所示。
            涂膜拉伸强度、断裂伸长率及硬度的影响，获得有
                                                               1.2.2   有机硅合成革的制备
            机硅聚合物涂层物性的调控方法，以期从源头上实
                                                                   与 PU 合成革的干法制备工艺类似，本文采用
            现涂层材料的以“硅”代“碳”。
                                                               干法移膜工艺来制备有机硅合成革，工艺流程如图
            1   实验部分                                           2 所示。将 1.2.1 节制备的混合浆料均匀涂覆于离型
                                                               纸上，将负载有机硅浆料的离型纸置于 120~130 ℃
            1.1   试剂与仪器                                        真空烘箱中加热固化 10~15 min，固化完全后涂覆有
                               Vi
                                      Vi
                 端乙烯基硅油（ PDMS ，黏度和乙烯基质量                        机硅黏合层，并置于 120  ℃烘箱中加热 3~ 5 min，
            分数分别为：10000 mPa·s、0.12%；30000 mPa·s、               待黏合剂烘至半干，将 PDMS 聚合物涂膜与基布热压
            0.07%；50000 mPa·s、0.06%和 80000 mPa·s、0.04%，        贴合，再次置于 120  ℃真空烘箱中固化 10~15 min，
            将其分别记为 η-10000、η-30000、η-50000 和                   待黏合剂完全烘干，完成 PDMS 聚合物涂膜与基布
                                            Vi
                                     Vi
            η-80000）、侧乙烯基硅油（ PMVS ，乙烯基质量                       的粘接；最后，将离型纸剥离，得到有机硅合成革。
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