聚氨酯人工皮革剝離性能的研究

周煒++++鐘蕾++++李衛東

摘要：

剝離強力是聚氨酯人工皮革非常重要的物理指標，本文通過分析基布、膠粘劑、固化溫度、固化時間、涂刷方式等因素對剝離性能的影響，得到測定聚氨酯人工皮革剝離性能的最佳工藝為：聚氨酯膠粘劑，針織基布，固化溫度110℃，固化時間60min，底面刷膠2次。

關鍵詞：聚氨酯；人工皮革；剝離性能

聚氨酯（PU）人工皮革是指以人工合成的方式在以織布、無紡布等材料的基布上形成聚氨酯樹脂的膜層或類似皮革的結構，外觀像天然皮革的一種材料[1]。因其具有與皮革類似的外觀與結構、手感好、強度高及更耐磨等特點被用作替代天然皮革，廣泛應用于服裝、鞋帽、箱包、沙發等領域[2-3]。

剝離強力是聚氨酯人工皮革一項非常重要的物理性能指標[4]。剝離性能不好，在使用過程中會出現涂層面與基布分離現象，導致表面破裂，不僅影響美觀，也嚴重影響產品使用。由于聚氨酯涂層面無法直接受力，剝離性能的測試是用合適的粘合劑將兩塊人工皮革的涂層面粘合在一起后，剝開基布和涂層面（粘合著另一塊皮革）進行測試。因此，粘合的過程是非常關鍵的，如果粘合不起來則無法進行測試，粘合不完全，粘合部位含有氣泡，剝離的力值將受到影響。

目前，國內沒有測試聚氨酯人工皮革剝離性能的方法標準，僅在GB/T 8949—2008《聚氨酯干法人造革》[5]提及相關內容，但未提出詳盡的測試參數，因此，本文通過研究基布、膠粘劑、固化溫度、固化時間以及涂刷方式等因素，進行分析，得出最佳的聚氨酯人工皮革剝離性能的測定工藝。

1 試驗部分

1.1 試驗樣品

紅色聚氨酯人工皮革（針織基布），藍色聚氨酯人工皮革（機織基布），黑色聚氨酯人工皮革（無紡布基布）。

1.2 試驗藥品

聚氨酯膠，上海千如實業發展有限公司；環氧樹脂膠，漢高粘合劑有限公司；氯丁膠，鎮江新區光華粘合劑有限公司。

1.3 試驗儀器

3365英斯特朗萬能材料試驗機，美國英斯特朗公司；德國E型烘箱，德國Memmert公司。

1.4 測試原理

用粘合劑將試樣涂層面粘貼在一起，經恒溫烘箱加熱固化后，將試樣的涂層與基布手剝分開至50mm，用萬能材料試驗機以200mm/min的速度測試剝離時的最大負荷。

2 結果與討論

通過單因素確定固化溫度和固化時間的正交水平，并設計合理正交試驗方案，確定最佳的測定聚氨酯人工皮革剝離性能的工藝。

2.1 正交試驗水平的確定

2.1.1 固化溫度

固化溫度對聚氨酯人工皮革剝離強力的影響見圖1。

從圖1中可知，隨著固化溫度的升高，聚氨酯人工皮革的剝離強力也逐漸升高，在80℃～130℃趨于穩定。這是由于粘合劑交聯反應需要達到其固化的溫度，過低的溫度使交聯反應不完全。而隨著溫度的進一步升高，聚氨酯人工皮革的剝離強力反而呈現下降的趨勢，這可能是因為過高的溫度使粘合劑還未發生交聯反應已經凝固，使得剝離強力下降。因此，選取80℃、110℃、130℃做固化溫度的三個水平。

2.1.2 固化時間

固化時間對聚氨酯人工皮革剝離強力的影響見圖2。

從圖2中可知，隨著固化時間的增加，聚氨酯人工皮革的剝離強力也逐漸升高，在30min～120min時趨于穩定，這是由于固化時間太短，粘合劑交聯反應不充分，使得剝離強力值較低。而隨著時間的進一步增加，聚氨酯人工皮革的剝離強力反而呈現下降的趨勢，這可能是因為過長的時間使聚氨酯人工皮革的涂層面與粘合劑發生了過度反應，使得剝離強力下降。因此，選取30min、60min、120min做固化時間的三個水平。

2.2 正交試驗及結果

由于單因素試驗并不能很好地反映出各因素對測試結果的綜合影響程度，因此，本試驗選取膠粘劑（A）、基布（B）、固化溫度（C）、固化時間（D）、刷膠方式（E）這5個主要因素作為影響因子，設計了5因素3水平的正交試驗，正交試驗方案見表1，正交試驗結果分析見表2。

從表2可知：當膠粘劑為聚氨酯，基布為針織面料，固化溫度為110℃，固化時間為60min，刷膠方式為底2次時，聚氨酯人工皮革剝離性能的測定結果為最好。同時，觀察極值R可以發現，基布在3個主要影響因素中占主導地位，其余依次為固化溫度和固化時間。可見，在進行聚氨酯人工皮革剝離性能測試時，要選用基布為針織面料的粘合樣，并保證合適的固化溫度和固化時間。

3 結語

從正交試驗結果可知，對聚氨酯人工皮革剝離性能影響程度最大的是基布。固化溫度和固化時間也較為重要，應選擇合適的固化溫度和固化時間，保證膠粘劑與聚氨酯人工皮革進行充分的交聯反應。最佳的測定工藝為聚氨酯膠粘劑，針織基布，固化溫度110℃，固化時間60min，底面刷膠2次。

參考文獻：

[1] 鐘寧慶. 人造革合成革挑戰天然皮革[J]. 中國鞋業，1998，（4）：15-17.

[2] 中國塑料加工工業協會人造革合成革專業委員會. 我國人造革合成革現狀及發展趨勢（二）[J]. 塑料制造，2010，（10）：46-52 .

[3] 馮庶君. 人造革合成革行業發展現狀[J]. 國外塑料，2005，（10）：30-32.

[4] 洛桂娥. 聚氨酯膠黏劑剝離強度的研究[J]. 科技情報開發與經濟，2005，15（23）：159-160.

[5] GB/T 8949—2008 聚氨酯干法人造革[S].

（作者單位：上海市質量監督檢驗技術研究院）