填料含量對丙烯酸型皮邊油的性能影響研究

曹太全，陳宗良，王勇

（1.廣州檢驗檢測認證集團有限公司，廣東廣州510860；2.國家皮革制品質量檢驗中心（廣東），廣東廣州510860）

1 前言

皮邊油又稱為皮革邊油、封邊劑、邊緣整飾劑，主要用于皮革切邊或邊緣涂層，起修飾和美觀作用[1]。皮邊油的性能好壞直接影響著皮革制品的使用。

皮邊油的成分較復雜，通常由聚氨酯或丙烯酸樹脂、顏料膏、消泡劑、流平劑、成膜助劑、增稠劑、填料等原料共混形成一種有色半液態涂料。其中樹脂性能是決定皮邊油性能的主要因素，但各種組份對皮邊油的性能也都有影響。本文主要探討了丙烯酸型皮邊油中填料（玉米淀粉）含量對其性能的影響。在其他組份用量、攪拌時間、攪拌速度采用常歸條件且不變的情況下，依次改變填料含量，研究其對皮邊油薄膜性能的影響。

2 試驗部分

2.1 藥品和儀器

藥品：丙烯酸樹脂、流平劑、成膜助劑、消泡劑、阻泡劑、顏料膏，工業品，廣州奧格；氯化鈉、尿素，分析純，廣州化學試劑廠；三（羥甲基）甲胺，分析純，淮安和元化工；次氨基三乙酸，分析純，天津福晨。

儀器：涂膜機，深圳銘銳祥；攪拌器，金壇市白塔新寶；烘箱，東莞銘禹；電子萬能材料試驗機，德國Zwick/Roell；三維視頻顯微鏡，日本基恩士；厚度儀，東莞高鐵；硬度計，營口市北方儀器；裁樣機，上海中藝。

2.2 試驗方法

2.2.1 皮邊油乳液的制備

將皮邊油的主要組份（樹脂、消泡劑、流平劑、成膜助劑、溶劑）按一定的配比稱量，混合倒入250 mL燒杯中，并用電動攪拌器進行攪拌，在攪拌過程中緩慢加入所需特定比例的玉米淀粉攪拌1 h，再加入所需的顏料膏攪拌1 h。

2.2.2 皮邊油薄膜的制備和預處理

將制備好的皮邊油乳液倒入自動涂膜機的模板上進行涂膜，在常溫下自然干燥24h，然后按QB/T2707-2005進行調節[2]。

2.2.3 硬度的測定

按QB/T2415-1998的5.5進行[3]。

2.2.4 拉伸強度和斷裂伸長率的測定

按QB/T2415-1998的5.6和5.7進行[3]。

2.2.5 吸水率和吸汗率的測定

從皮邊油薄膜裁取3個4 mm×4 mm的樣品，將其浸入200 mL蒸餾水或人造汗液（汗液按QB/T 2464.23-1999進行配置）中2 h后取出[4]，用濾紙擦干凈樣品表面的水分或汗液，分別測定其浸入水或汗液前后的質量。

吸水（汗）率按下式進行計算：

表1 填料含量對皮邊油薄膜物理性能的影響

圖1 填料含量對皮邊油薄膜硬度的影響

圖2 填料含量對皮邊油薄膜拉伸強度的影響

3 結果與討論

按前述方法所測填料含量不同的皮邊油薄膜的各項性能指標，結果見表1。

填料含量對各項物理性能指標的影響分別見圖1～圖5。

由圖1可知，隨著填料含量的增加，皮邊油薄膜的硬度逐漸增大。其原因可能是皮邊油組份中樹脂乳液分子之間存在著未被其他分子占據的空隙。隨著填料含量的增多，填料逐漸填充滿樹脂乳液分子之間的空隙，皮邊油乳液之間的自由體積逐漸減小，從而導致皮邊油薄膜的硬度增大。

圖3 填料含量對皮邊油薄膜斷裂伸長率的影響

圖4 填料含量對皮邊油薄膜吸水率的影響

圖5 填料含量對皮邊油薄膜吸汗率的影響

圖6 不同含量填料的皮邊油薄膜的顯微鏡縱切圖

從圖2、3可知隨著填料含量的增加，皮邊油薄膜的拉伸強度逐漸增大，斷裂伸長率逐漸減小。這是因為填料中含有大量的-OH，填料分子與丙烯酸樹脂分子間易形成氫鍵作用力。隨著填料含量的增加，填料與丙烯酸樹脂分子之間的氫鍵作用增強，最終也導致整個皮邊油薄膜的拉伸強度增加、斷裂伸長率減小。綜合考慮兩者的變化規律，填料含量在20%左右較為合適，此時拉伸強度和斷裂伸長率均較合理。

吸水率可以反映出皮邊油薄膜的耐水性，吸水率越小，皮邊油薄膜的耐水性能越好。從圖4可以看出：隨著填料含量的增加，皮邊油薄膜的吸水率先減小后增大；含量在20%時，耐水性能達到最佳。其原因可能是當填料含量較低時，少量的填料分子填充到皮邊油的丙烯酸樹脂分子之間，整個皮邊油薄膜的自由體積減小，從而使進入到樹脂分子之間的水分子數量減少，皮邊油薄膜的吸水率降低。當填料含量較高時，大量的填料分子已經完全填充到皮邊油的丙烯酸樹脂分子之間，多余的填料分子分布到整個丙烯酸樹脂的表面，而填料又是親水性物質，這是就會隨著整個樹脂表面填料分子的增多，皮邊油薄膜的吸水率升高。

吸汗率可以反映出皮邊油薄膜的耐汗性，吸汗率越小，皮邊油薄膜的耐汗性能越好。從圖5可知皮邊油薄膜的吸汗率和吸水率呈現相同的變化趨勢，只是吸汗率相比吸水率普遍升高。這是因為汗液主要成分也有水，此外還有氯化鈉和尿素等有機成分，這些成分的存在使得汗液與丙烯酸樹脂的親和性增強，所以皮邊油薄膜的吸汗率相比吸水率有所升高。

從圖6可以看出，填料含量不同時，皮邊油薄膜的顯微鏡縱切圖差異較大。當填料含量較低時，填料未完全填充丙烯酸樹脂之間的空隙，填料分子被大量的丙烯酸樹脂和顏料膏所包裹；當填料含量較高時，填料已經完全填充丙烯酸樹脂之間的空隙，多余的填料分子裸露在丙烯酸樹脂分子和顏料膏的表面。

4 結語

綜上所述，填料含量在20%左右時，皮邊油薄膜的綜合性能較好。但是玉米淀粉屬于多糖，含有較多玉米淀粉的皮革制品在長期使用過程中會出現被蟲鼠所蛀的現象。因此，生產廠家還應考慮加入防蛀助劑或選用其他性能優良的無機填料，從而改善整個皮邊油的綜合性能。