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表面活性剂在皮革硝化棉光亮剂中的应用
摘自:日期:2020-09-28 14:16

1  表面活性剂在硝化棉光亮剂中和作用

硝化棉光亮剂在皮革顶涂中占有重要的、甚至是统治的地位,尽管有多种涂饰材料如蛋白类、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类与之竞争。表面活性剂在硝化棉光亮剂的发展中,又起着决定性的作用。硝化棉光亮剂自1920年出现以来一直以溶剂型的形式用于顶涂,但七十年代后,许多国家制定了环保法规,控制使用有机溶剂,以免伤害健康,污染环境,危害安全,改溶剂型为水乳型,势在必行。依靠表面活性剂的增溶、乳化、润湿、渗透等作用,将硝化棉光亮剂的连续介质由溶剂转变为水,研制出水乳型光亮剂,大幅度地降低了它对溶剂的依赖性,使之基本上符合了环保法规的要求,硝化棉光亮剂才得以广泛的应用。表面活性剂还作为流平助剂,降低硝化棉光亮剂的表面张力,使涂层获得了平滑和高光亮的手感与效果。

2  硝化棉光亮剂的主要类型

硝化棉光亮剂分为溶剂型、水乳型、油水两性型三种类型。

2.1  溶剂型

溶剂型光亮剂是增塑剂或()树脂改性硝化棉,配以溶剂、稀释剂、添加剂而制得。添加剂有调整光泽的消光剂,改善流平性和手感的助剂,主要是硅表面活性剂如聚醚改性硅酮,使光亮涂层获得平滑的手感和高光泽的效果。目前,溶剂型光亮剂的应用范围越来越小,只在某些效应革的涂饰中必不可少。

2.2  水乳型

水乳型光亮剂的研制成功,使硝化棉光亮获得了广泛应用。它是通过乳化溶剂型光亮剂(油相)得到的以水为介质、含溶剂的乳液。乳化过程中,借助乳化设备如高压匀质机、高剪切混合乳化机、超声波分散机等提供的机械能或物理能,将油相分散成为乳液,并添加表面活性剂主要是乳化剂,降低油相的表面张力,增加乳液的热力学稳定性。水乳型光亮剂的固含量10-20%pH4-6,乳液平均粒径05-2.0微米,乳液的储存期为半年左右。如何复配乳化剂以提高乳液稳定性,曾一度成为硝化棉光亮剂的研究热点。

2.3  油水两性型

也叫可调型。它外观是溶剂型,固含量25-30%,在使用时,可直接用溶剂稀释成为溶剂型光亮剂,也可加入水,使之逆转乳化,成为水乳型光亮剂。由于现配现用,所以,它越过了水乳型光亮剂储存稳定性差的问题,同时,在配制时,不需要乳化设备,只需手动搅拌,既节约能源,节省设备,又使用方便,所以,它成为了皮革光高剂的主流。

从理论上讲,乳化是互不混溶的两相,一相以微粒分散在另一相形成乳液的过程,这个过程需要做功,此功(W)等于被分散相表面积增大值(ΔA)乘以表面张力,即W=ΔA×γ,这个过程还要加入表面活性剂以降低表面张力,增加乳液稳定性。如果此功是乳化设备施与的机械能或物理能,乳化过程就是水乳型光亮剂的形成过程。如果所加的表面活性剂使被分散相的表面张力大幅度降低,这就是油水两性型光亮剂的乳化过程。该过程需要表面活性剂乳化与润湿作用的平衡。一般来说,树脂改性硝化棉的光亮剂,利于增强涂层耐磨性,乳化时必须借助乳化设备,成为水乳型的形式,增塑型或低分子量树脂改性的光亮剂,可以制成油水两性型的形式。

增加表面活性剂的用量,固然可以简化乳化过程,提高乳液稳定性,但表面活性剂的用量,要受光亮剂的涂饰效果,如光亮度、耐干湿擦、耐折牢度等性能的制约,特点是耐湿擦性。连衣裙是乳化硝化棉光亮剂的难点。皮革是亲水性的,pH4-6,若条件合适,光亮涂层可以将以下涂层和皮革润湿,并向之渗透,以增加光亮涂层附着力,以减少光亮层表面活性剂的含量。通过乳化剂、润湿剂、渗透剂的巧妙搭配,可以找到乳化与涂饰性能这一对矛盾的平衡统一。这也是油水两性光亮剂既乳化方便又性能优良的秘密。

3  硝化棉光亮剂用表面活性剂及应用实例

为了硝化棉光亮剂能有效地润湿皮革、向皮革渗透,通常将它的pH值调到接近皮革的4-6,所以要求表面活性剂在弱酸介质中稳定,硝化棉光亮剂往往不是单du使用,而是和多种助剂混合以改善涂层,这些助剂以非离子和阳离开子型为主,因此,硝化棉光亮剂的表面活性剂应以非离子型为主,辅以少量阴离子型。表1、表2分别列出了常用于硝化棉光亮剂的表面活性剂的名称和性能。

[1]刘程主编,表面活性剂应用大全,北京工业大学出版社。199212月版

[2]贾秀成,皮革化工。198441

[3]孙静,刘宗惠,魏德卿,皮革化工。1998

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