聚氨酯人工皮革剥离性能的研究

周炜++++钟蕾++++李卫东

摘要：

剥离强力是聚氨酯人工皮革非常重要的物理指标，本文通过分析基布、胶粘剂、固化温度、固化时间、涂刷方式等因素对剥离性能的影响，得到测定聚氨酯人工皮革剥离性能的最佳工艺为：聚氨酯胶粘剂，针织基布，固化温度110℃，固化时间60min，底面刷胶2次。

关键词：聚氨酯；人工皮革；剥离性能

聚氨酯（PU）人工皮革是指以人工合成的方式在以织布、无纺布等材料的基布上形成聚氨酯树脂的膜层或类似皮革的结构，外观像天然皮革的一种材料[1]。因其具有与皮革类似的外观与结构、手感好、强度高及更耐磨等特点被用作替代天然皮革，广泛应用于服装、鞋帽、箱包、沙发等领域[2-3]。

剥离强力是聚氨酯人工皮革一项非常重要的物理性能指标[4]。剥离性能不好，在使用过程中会出现涂层面与基布分离现象，导致表面破裂，不仅影响美观，也严重影响产品使用。由于聚氨酯涂层面无法直接受力，剥离性能的测试是用合适的粘合剂将两块人工皮革的涂层面粘合在一起后，剥开基布和涂层面（粘合着另一块皮革）进行测试。因此，粘合的过程是非常关键的，如果粘合不起来则无法进行测试，粘合不完全，粘合部位含有气泡，剥离的力值将受到影响。

目前，国内没有测试聚氨酯人工皮革剥离性能的方法标准，仅在GB/T 8949—2008《聚氨酯干法人造革》[5]提及相关内容，但未提出详尽的测试参数，因此，本文通过研究基布、胶粘剂、固化温度、固化时间以及涂刷方式等因素，进行分析，得出最佳的聚氨酯人工皮革剥离性能的测定工艺。

1 试验部分

1.1 试验样品

红色聚氨酯人工皮革（针织基布），蓝色聚氨酯人工皮革（机织基布），黑色聚氨酯人工皮革（无纺布基布）。

1.2 试验药品

聚氨酯胶，上海千如实业发展有限公司；环氧树脂胶，汉高粘合剂有限公司；氯丁胶，镇江新区光华粘合剂有限公司。

1.3 试验仪器

3365英斯特朗万能材料试验机，美国英斯特朗公司；德国E型烘箱，德国Memmert公司。

1.4 测试原理

用粘合剂将试样涂层面粘贴在一起，经恒温烘箱加热固化后，将试样的涂层与基布手剥分开至50mm，用万能材料试验机以200mm/min的速度测试剥离时的最大负荷。

2 结果与讨论

通过单因素确定固化温度和固化时间的正交水平，并设计合理正交试验方案，确定最佳的测定聚氨酯人工皮革剥离性能的工艺。

2.1 正交试验水平的确定

2.1.1 固化温度

固化温度对聚氨酯人工皮革剥离强力的影响见图1。

从图1中可知，随着固化温度的升高，聚氨酯人工皮革的剥离强力也逐渐升高，在80℃～130℃趋于稳定。这是由于粘合剂交联反应需要达到其固化的温度，过低的温度使交联反应不完全。而随着温度的进一步升高，聚氨酯人工皮革的剥离强力反而呈现下降的趋势，这可能是因为过高的温度使粘合剂还未发生交联反应已经凝固，使得剥离强力下降。因此，选取80℃、110℃、130℃做固化温度的三个水平。

2.1.2 固化时间

固化时间对聚氨酯人工皮革剥离强力的影响见图2。

从图2中可知，随着固化时间的增加，聚氨酯人工皮革的剥离强力也逐渐升高，在30min～120min时趋于稳定，这是由于固化时间太短，粘合剂交联反应不充分，使得剥离强力值较低。而随着时间的进一步增加，聚氨酯人工皮革的剥离强力反而呈现下降的趋势，这可能是因为过长的时间使聚氨酯人工皮革的涂层面与粘合剂发生了过度反应，使得剥离强力下降。因此，选取30min、60min、120min做固化时间的三个水平。

2.2 正交试验及结果

由于单因素试验并不能很好地反映出各因素对测试结果的综合影响程度，因此，本试验选取胶粘剂（A）、基布（B）、固化温度（C）、固化时间（D）、刷胶方式（E）这5个主要因素作为影响因子，设计了5因素3水平的正交试验，正交试验方案见表1，正交试验结果分析见表2。

从表2可知：当胶粘剂为聚氨酯，基布为针织面料，固化温度为110℃，固化时间为60min，刷胶方式为底2次时，聚氨酯人工皮革剥离性能的测定结果为最好。同时，观察极值R可以发现，基布在3个主要影响因素中占主导地位，其余依次为固化温度和固化时间。可见，在进行聚氨酯人工皮革剥离性能测试时，要选用基布为针织面料的粘合样，并保证合适的固化温度和固化时间。

3 结语

从正交试验结果可知，对聚氨酯人工皮革剥离性能影响程度最大的是基布。固化温度和固化时间也较为重要，应选择合适的固化温度和固化时间，保证胶粘剂与聚氨酯人工皮革进行充分的交联反应。最佳的测定工艺为聚氨酯胶粘剂，针织基布，固化温度110℃，固化时间60min，底面刷胶2次。

参考文献：

[1] 钟宁庆. 人造革合成革挑战天然皮革[J]. 中国鞋业，1998，（4）：15-17.

[2] 中国塑料加工工业协会人造革合成革专业委员会. 我国人造革合成革现状及发展趋势（二）[J]. 塑料制造，2010，（10）：46-52 .

[3] 冯庶君. 人造革合成革行业发展现状[J]. 国外塑料，2005，（10）：30-32.

[4] 洛桂娥. 聚氨酯胶黏剂剥离强度的研究[J]. 科技情报开发与经济，2005，15（23）：159-160.

[5] GB/T 8949—2008 聚氨酯干法人造革[S].

（作者单位：上海市质量监督检验技术研究院）