许刚(浙江五洲实业有限公司)徐亦萍 吴琼 陈旭文(浙江省方大标准信息有限公司)
丽水水性聚氨酯合成革质量安全技术标准体系研究
许刚(浙江五洲实业有限公司)
徐亦萍 吴琼 陈旭文
(浙江省方大标准信息有限公司)
本文综述了合成革以及水性聚氨酯合成革的现状和优点,阐述了水性聚氨酯合成革标准体系建立的基本原则、主要层次及安全性特点,具体分析了丽水水性聚氨酯合成革质量安全技术标准体系的构建方式及研究成果,最后对体系的研究进行总结。
合成革 水性聚氨酯 技术标准体系表
随着社会经济技术水平的快速发展和国家节能优化的总体思路的深入,我国合成革制品行业中绿色环保逐步成为企业生产活动中的着力点,丽水水性聚氨酯合成革作为安全、绿色的生产技术能满足社会和消费者的需求,也是区域行业竞争力的重要体现。当前,标准化作为确保产品安全质量、优化管理流程的重要手段,在合成革制品中作用越来越明显,构建一个科学规范的标准体系,提高和确定水性聚氨酯质量安全,规范和提升企业管理能力势在必行。
1.1 合成革发展简介
我国是合成革生产大国,合成革制品涉及各个行业众多产品,关系人民的切身利益。近年来,世界人造革合成革产业中心逐步向我国转移,人造合成革行业新增需求主要来源于国内市场,合成革市场年增产幅度达17%~29%[1],下游行业需求增速在15%左右,其中鞋、家具与汽车内饰革市场将是主要竞争领域,也是促进整个聚氨酯市场发展的主要动力。据不完全统计,2010年我国人造、合成革生产厂家已达2600多家,生产线和产量占世界总产量的73%[2]。然而,现阶段国内合成革质量参差不齐,合成革使用数量大、范围广,以往的生产方式污染严重,能源消耗大,皮革以及纺织制品内都包含聚氨酯,会释放甲醛、苯及其他挥发性有机物质,对人体造成一定的影响。
1.2 水性聚氨酯合成革的特点
水性聚氨酯指的是通过在聚氨酯预聚体或溶液中加入乳化剂强力剪切,或在制备过程中引入亲水性成分自乳化的形式制备得到的材料[3],将其运用在合成革中具有良好的实际生产使用价值与环保价值。
(1)绿色环保。早期使用的溶剂型聚氨酯含有大量的溶剂和一定的游离异氰酸酯,应用于涂饰剂时溶剂二甲基甲酰胺(DMF)会在涂饰过程中对革面造成侵蚀,挥发时又会造成隐性和斑点。而水性聚氨酯合成革具有不燃、无毒、无污染的特点,能实现合成革的清洁生产的规定,也符合社会对人体健康、绿色环保的需求。
(2)可靠的机械性能。聚氨酯合成革弥补了聚氯乙烯人造革与基布粘接牢度差的特点,低温耐曲折次数大于4万次,为溶剂型的2倍[4]。外观真皮感强,抗磨损,耐寒、耐挠曲,能满足家具、汽车内饰革等耐磨耐脏等质量要求。
(3)通透性和耐水性强。水性聚氨酯具有透气透湿、防水保暖的特点,运用在合成革制品中,其通透性和耐水性是溶剂型树脂合成革所无法比拟的。据相关实验标明,水性聚氨酯涂饰的合成革的透氧量达到了4583.53mg/(cm3·h),为溶剂型的1.5倍,且透水性量达到615.53 mg/(cm3·h),为溶剂型的1.5倍[5],制作为成品后具备更好的舒适感。
目前,国内关于水性聚氨脂合成革质量安全技术标准体系建设仍处于起步阶段,国家层面并没有出台一个具有普适性的水性聚氨脂合成革质量安全技术标准体系,各企业主要基于在生产实践中的具体需求,自行梳理和归纳相关的技术和管理标准。但是,尽管各地区企业生产的具体需求不尽相同,但对于水性聚氨脂合成革的基础质量安全技术是明确且统一的,本文运用系统管理和标准化管理的方法,对水性聚氨脂合成革质量安全技术中相互关联的技术、安全等标准化要素进行整理和归纳,以结构图形式建立框架,以具体标准整理的形式进行细分来构建整个标准体系,以期为国内水性聚氨酯合成革质量技术相关建设提供依据。
2.1 基本原则
2.1.1 目标原则
本标准体系表以丽水水性聚氨脂合成革质量安全技术标准为目标开展一系列的调查整理工作,目标明确,范围清晰。
2.1.2 系统原则
本标准体系作为一个完整的系统构建,由九大子部分组成,结构严谨,思维缜密。其次,体系上沿皮制品综合标准化项目,可作为标准综合体的一部分;下续各类相关具体的标准文件,可作为相关标准的归纳总结。
2.1.3 层次原则
本标准体系以三个层次为主,涵盖相关的国家标准、行业标准、地方标准和企业标准,层次明确,灵活性强,可通过实际情况对标准体系进行因地制宜的改动和补充。
2.1.4 协调原则
本标准体系涉及政府管理、企业生产等众多方面,应在体系总框架下协调各个子系统,确保总体系与子体系之间、各子体系之间、标准之间的融合及合理运行。
2.2 水性聚氨酯合成革质量安全技术标准体系安全性分析
本标准体系主要由相关的国家标准、行业标准和企业标准构成。其中,安全性的严格指标是水性聚氨酯合成革质量安全技术标准体系的重点和突出点,本系统共收录众多基础安全技术标准及大量检验、验收和试验方法 标准,充分保证了水性聚氨酯合成革质量的安全性。
以《汽车内饰用水性聚氨酯合成革》为例,随着我国国民的汽车拥有量快速增长,汽车作为相对密封的空间,其内饰挥发的有害物质是汽车内污染的主要来源。相对于普通的聚氨酯国家标准,《汽车内饰用水性聚氨酯合成革》在安全要求上有严格的要求:(1)可萃取重金属锑(Sb)含量(mg/ kg)。依照GB/T 17593.1—2006《纺织品 重金属的测定 第1部分:原子吸收分光光度法》中按石墨炉原子吸收分光光度法测得的限量值为0.34,而汽车内饰水性聚氨酯合成革将锑(Sb)的限量值定为小于等于0.30,在原有国家标准的基础上提高0.04。(2)甲醛含量。按GB/T 2912.1—2009《纺织品 甲醛的测定 第1部分: 游离和水解的甲醛(水萃取法)》采用水萃取及部分水解作用的游离甲醛(mg/kg)含量的测定方法,本标准将其限量值定为严格的小于等于20 (mg/kg),而在国家标准中规定低于检出限“20”的结果报告即为“未检出”,由此可见由水性聚氨酯制成的合成革在甲醛含量上有着绝对的质量要求和安全保证。(3)皮革制品中DMF含量。DMF可经呼吸道、皮肤及消化道吸收,对眼、皮肤和呼吸道有刺激作用,在侵入机体后,主要靶器官为肝脏,肾脏也有一定损害,属中等毒性。在汽车内饰用水性聚氨酯合成革中,按QB/T 4342—2012《服装用聚氨酯合成革安全要求》附录D的规定进行检测,将DMF规定限量值定为小于等于30(mg/kg),即不大于36个月的婴幼儿服装的I级安全等级,以严格的要求保证产品质量、产品安全性和产品舒适性,相比与普通的聚氨酯服装制品中DMF限量有着绝对的安全性优势。
3.1 标准体系层次说明
参照GB/T 15497—2003《企业标准体系 技术标准体系》的相关内容,本标准体系主要分为三个层次,即法律法规层次、技术基础标准层次、技术标准层次。具体标准数量详见表1 。
表1 水性聚氨酯合成革质量安全技术标准体系标准数量汇总表
(1)法律法规层次:法律法规是本体系的第一层次,是整个标准化活动的直接规范源,是标准制定及实施的前提和保障,本体系表中共收录法律16条,如《浙江省水污染防治条例》《中华人民共和国标准化法实施条例》等。
(2)技术基础标准层次:技术基础标准作为本体系表中第二层次的标准,覆盖企业的产品标准、产品实现过程中所有综合性的技术基础标准,是指导企业产品标准和产品实现过程中标准制定的基础。如QB/T 4045—2010《聚氨酯家居用合成革安全技术条件》等。
(3)技术标准层次:技术标准作为本体系表中第三层次的标准,是受相关法律法规、技术基础标准以及企业生产要求所制约的,以企业实际生产管理过程为顺序的技术标准综合。如QB/T 4045—2010《聚氨酯家居用合成革安全技术条件》、QB/T 2415—1998《制革用水乳型聚氨酯涂饰剂》等。
3.2 水性聚氨酯合成革质量安全技术标准体系框架图
依据企业生产活动中的实际需求,本水性聚氨脂合成革质量安全技术标准体系应当逻辑明确、结构完整、布局合理、利于理解和分析,能确保产品的质量安全,内容必须与实际生产活动相符合,普适于基本的水性聚氨酯合成革企业的生产。
按照上文所述的建设思路,本标准体系采用GB/T 15497—2003推荐模式,在此基础上依据实际生产运营情况进行子体系分解、组合、删减,最终生成技术基础标准,基础安全技术标准,原材料质量标准,产品质量标准,工艺技术标准,检验、验收和试验方法标准,测量、检验和试验设备标准,包装、搬运、贮存、标志标准及环境技术标准共9个子系统。
其中,原材料质量标准是安全生产的基础和重要保证,分为水性树脂类材料标准、水性聚氨酯类材料标准、其他类材料标准3方面主要内容。产品质量标准是生产经营的关键控制点,在本标准体系中主要归纳为鞋类产品标准、箱包类产品标准、服装类产品标准、装饰类产品标准和家具类产品标准共5方面内容。检验、验收和试验方法标准作为检验的关键中心环节,应用在整个生产环节中共有3类子系统,包括原材料检验标准、产品检验标准和其他标准。其中,产品检验标准又分为物理特性检验标准和化学特性检验标准2类子部分。具体体系框图如图1所示。
图1 水性聚氨酯合成革质量安全技术标准体系框架图
随着合成革的快速发展,水性聚氨酯合成革在技术和市场上都已趋于成熟,众多企业已经开始尝试接触和制备水性聚氨酯合成革,在2013年年末国内首个水性聚氨酯合成革联盟标准在丽水通过审定,但水性聚氨酯合成革仍缺少一个完整的标准体系。与此同时,中国环境标志标准纳入国家环境保护标准综合体系已有所成效,而国外技术壁垒对我国皮革制品具有明显的限制作用。为此,本文按照GB/T 15497的相关要求,以法律法规为前提,以技术基础标准为保证,以8个方面的技术标准为具体分析,收集和整理众多标准,编制完成水性聚氨脂合成革质量安全技术标准体系表,在规范生产要求的基础上,重点突出水性聚氨酯合成革质量安全性能。当然,水性聚氨酯合成革技术标准体系的整理在行业内也是首次,它将会随着技术和管理水平的进步不断完善和补充,这就要求我们不断发展和规范新技术并做到及时更新维护,保证本体系的科学性、先进性和普适性。
[1] 翁汉元. 我国聚氨酯工业现状和发展展望[J]. 聚氨酯工业,2011,16(3).
[2] 李鹏妮. 全水性聚氨酯合成革制备工艺研究[D]. 陕西科技大学,2012.
[3] 李卫国,黄科林,廖小新,等. 水性聚氨酯的研究进展[J].化工技术与开发,2009,38(11).
[4] 郑兆祥. 浅析水性聚氨酯与溶剂型聚氨酯合成革加工工艺区别[J]. 中国皮革,2011,40(9).
[5] 王全杰. 水性聚氨酯合成革技术研究进展[J]. 西部皮革,2010,32(17).
A Study on the Quality Safety Technology Standard System of Waterborne Polyurethane Synthetic Leather in LiShui
Xu Gang ( Zhejiang Wuzhou Industrial Co., Ltd. )
Xu Yiping,Wu Qiong, Chen Xuwen
( Fangda Standard Information of Zhejiang Province Co., Ltd. )
The status and advantages of synthetic leather and waterborne polyurethane synthetic leather were summarized in this paper. We described the basic principles and main levels of the establishment of this standard system, analyzed the construction methods and research results of the standard system for the quality and safety of waterborne polyurethane synthetic leather in LiShui, and summarized the research of this system in the last.
synthetic leather, waterborne polyurethane, technology standard system