一、加脂剂的防水机理 加脂工序在制革生产过程中的重要性仅次于鞣制。
通过加脂工序将加脂材料引入皮革中润滑胶原纤维,能够大大改善皮革的综合性能,如疏水性、柔软性等。
通过对传统的加脂剂进行改性或添加其他物质从而实现使皮革获得防水特性是制备防水革的重要途径之一,国内外对防水加脂剂的研究与应用也越来越广泛加脂在最初只是单纯的物理填充过程,人们将未经化学处理的油脂、石蜡等材料直接填充于皮革革身空隙。
但单纯填塞油脂、石蜡等,不能保证其能与皮革稳定结合,当皮革经活动后,填充物会逐渐脱落,且油 脂在长时间使用后会挥发,使得皮革失去加脂效果,从而干枯断裂 。
这样处理的皮革防水性不稳定。
并且加脂材料直接填充进皮革堵塞了革身空隙,对皮革的透气性和手感有很大影响。
因此现代制革工艺基本已停止采用该种加脂方法处理皮革获取防水特性,而是开发出防水型或疏水型加脂剂对皮革进行加脂防水处理,在加脂的同时使得皮革在整个截面上有疏水性。
近年来已有多种防水性加脂剂被制备出并广泛应用,不同的防水加脂剂其应用机理不同。
有机硅化合物是一类被广泛应用的防水加脂剂。
有机硅具有较低的表面张力和疏水性能,在天然油脂或合成油脂分子链接枝上经改性后引入了羧基、氨基等活性基团有机硅化合物,可制备具有优异性能的有机硅防水加脂剂。
该加脂剂能较好结合胶原纤维,在润滑纤维的同时使皮革具有良好的防水效应。
有机氟化物也被用于加脂剂的改性,由于其本身就具有良好防水性和防油性,且化学稳定性好,经有机氟化物改性后的加脂剂能形成一层油膜包裹胶原纤维,或在皮革纤维表面形成氟树脂薄层,从而使皮革具有防水、防油、抗污等性能 。
高碳醇丙烯酸酯共聚物含有长链羟基,具有较好的疏水性,通过适当的改性引入极性基团提高其与胶原纤维的结合能力,可获得性能优良的防水性加脂剂,且该加脂剂对皮革的透气性、透水气性影响较小 。
其它如含羧 基的长链脂肪族化合物、磷脂型防水加脂剂、高分子石蜡乳液等也是具有优良性能的防水性加脂剂,其防水机理又各有不同。
二、 成膜剂的防水机理 成膜剂又称为成膜物质、粘合剂,是涂饰剂的主要成分,能够在底物 (如皮革)表面形成均匀透明的薄膜。
成膜剂构成了涂料的基础,决定了涂料的基本性能,对于涂层防水的皮革,成膜剂的防水性至关重要。
主要应用的成膜剂包括有蛋白质类、纤维素衍生物、丙烯酸树脂及其改性产品聚氨酯及其改性产品。
水性聚氨酯是以水为分散介质的聚氨酯,水性聚氨酯作为成膜剂, 具有良好的成膜性、粘着性、柔韧性及耐干湿擦能力,是一种应用较为广泛的成膜剂。
水性聚氨酯皮革涂饰剂在水性聚氨酯的应用中,其自身性能有所不足,因为在水进入聚氨酯分子中,和极性氨基甲酸酯基之间产生的氢键削弱了原聚合物主链间的氢键作用 。
克服水性聚氨酯分散体材料自身性能的不足是制备成膜性能优异的防水性成膜剂的关键,而交联改性是一种提高水性聚氨酯防水性和物理力学性能最有效的改性方法。
水性聚氨酯经交联改性后,线性聚氨酯大分子链以化学键的形式被连接在一起,聚氨酯可以更好的抵御相关外部作用如机械作用和溶剂的作用,且其具有良好的的防水性能和一定的力学性能影响 。
丙烯酸类树脂作为成膜剂,成膜能力强,膜透明、柔韧而有弹性,耐光性能突出;具有很高的附着牢度,与皮革及其它涂层的粘结性好;耐曲折和耐干湿擦,聚丙烯酸酯乳液皮革涂饰剂是目前制革中用量最大的成膜剂,对其进行改性,可以制备出具有优异性能的防水性成膜剂。
向丙烯酸树脂引入含氟基团,疏水、疏油性,由于氟原子的电负性大,直径小,且 C-F 键键能高,因此含氟丙烯酸树脂作为成膜剂具有优异的疏水、疏油性。
因此,成膜剂的防水性多通过对丙烯酸树脂、聚氨酯等进行改性,通过交联改性或引入含氟化物、有机硅等防水性能优异的物质来实现。