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PVC人造革,全称聚氯乙烯人造革,是一种通过聚氯乙烯树脂与增塑剂､稳定剂､填料和颜料等添加剂混合后,经过涂层､压花､印花等工艺制成的合成革[1]｡具有质地柔软､耐磨､易清洁､不易变形等特点,且可以模拟天然皮革的纹理和外观,是一种理想的替代材料｡PVC人造革的生产成本低､制作工艺简单,其透气､透湿性等虽不及天然皮革,但具有一定的强度和耐磨性,特别是生产简便,原料丰富,产品质量均一,便于剪裁使用,质轻,耐水,成本低,故广泛用于制作服装､鞋帽､箱包､家具､装饰品及各种工业配件｡随着塑料品种和加工技术的发展,人造革形成了多种系列产品[2]｡
近年来,人们在追求汽车的外观和性能外,对汽车内饰的关注度越来越高｡人造革作为内饰的一大基础材料,用于制作包覆件,被大量应用在座椅､方向盘､顶棚等内饰零部件上｡
而普通的PVC人造革,在汽车内使用多年后,出现了磨损严重的现象;尤其是座椅､方向盘等日常触碰较多的部位,严重磨损后会影响到整体的使用功能｡所以PVC革在耐磨性上,还有比较大的改善空间｡
高耐磨性PVC人造革的制备原理
高耐磨PVC人造革的原料选择与配比
高耐磨PVC人造革的制备首先涉及原料选择与配比的重要环节｡在原料选择方面,主要包括PVC树脂､增塑剂､稳定剂､填料和颜料等｡其中,PVC树脂是PVC人造革[3]的主要原料,其性能直接影响着人造革的品质和性能｡增塑剂在PVC人造革的制备过程中起着增加柔软度和延展性的作用,稳定剂则能有效防止PVC材料在加工和使用过程中受到热分解和光照老化的影响｡填料和颜料的选择不仅影响着PVC人造革的外观质感,也对其物理性能和耐久性产生重要影响｡
高耐磨PVC人造革通常由表面处理层､面层､发泡层､接着层和基布构成(见图1),面层包括增塑剂､PVC粉体､稳定剂､抗氧剂､紫外线吸收剂及填料,经研究通过对皮革面层配方的优化,可使得产品在满足一般PVC人造革的要求下,具有高耐磨性的显著优点[4]｡
在配比方面,需根据PVC人造革的具体用途和性能要求进行合理的配比｡通常情况下,PVC树脂的含量在人造革总质量中占比较大,而增塑剂､稳定剂､填料和颜料的含量则需要根据具体情况进行精确搭配,以确保PVC人造革在柔软度､耐磨性､耐候性等方面都能够达到预期的要求｡因此,原料选择与配比对PVC人造革的最终性能具有重要影响,需要充分考虑各种因素,并进行科学合理的搭配｡经实验[4]:面层由增塑剂45~100份,PVC粉体75~100份,稳定剂1~10份,抗氧剂0.1~0.9份,紫外线吸收剂0~0.8份,填料0~30份制备而得｡正常产品的学振磨耗达到4.9N×1万回,评级4级以上,而我们通过对面层合理的配方和结构的设定,可让产品学振磨耗达到9.8N×2万回,评级4级以上,产品最终达到优异性能指标｡
高耐磨PVC人造革的生产工艺流程
高耐磨PVC人造革的制备工艺主要包括配料､搅拌､过滤､挤出､压延､冷却､裁剪等工序｡在制备过程中,需要对温度､压力､转速等工艺参数进行精确控制,以保证PVC人造革的组织结构和性能｡同时,为了提高PVC人造革的耐磨性,一些厂商在个别工序中添加耐磨助剂,以此实现对PVC树脂进行改性等｡
常见的PVC人造革生产工艺包括压延法､涂覆法和挤出法｡在压延法中,通过将PVC树脂､增塑剂､填料等原料混合后,经过压延机将混合料制成一定厚度的片材,然后通过压花辊进行表面花纹处理,最终经过烘干､冷却等工序形成PVC人造革,详见图2｡涂覆法则是将PVC混合料通过涂覆机均匀涂覆在基布上,然后经过烘干､冷却､压花等工序,最终形成PVC人造革｡挤出法是将PVC混合料通过挤出机挤出成型,然后经过拉伸､热定型等工序,形成PVC人造革｡不同的生产工艺对PVC人造革的性能､外观和成本都有不同的影响,需要根据具体要求进行选择。
上述生产方法中因压延法工艺成熟､生产效率高,能够快速､高效地制造出大量的PVC人造革,产品强度高,能够生产出不同厚度､不同纹理和不同性能的PVC人造革,具有较好的耐用性和抗磨损性,满足多样化的市场需求,故得到生产厂家的认可,但因压延生产线投资大,故在选择PVC人造革生产方法时,需综合考虑各种因素,选择最适合最优的方法｡
配方设计原理
PVC树脂是一个极性非结晶性高聚物,热稳定性差,不易加工,不能直接使用,必须经过改性混配,添加增塑剂等相关助剂和填充物才可以使用｡而因添加的助剂和填充物的种类和份数的不同,决定了所制备的PVC材料性能和要求是不一样的｡这些PVC树脂粉､增塑剂等原､辅材料的组成方案,也就是说的PVC改性配方,是实现高耐磨PVC人造革产品的关键因素｡
配方中组分的作用是互相关联的,不能孤立地选配,在选择组分时,应全面考虑各方面的因素,按照不同制品的性能要求､原材料来源､价格及成型工艺进行设计｡配方成分通常包含:树脂､增塑剂､稳定剂､抗氧化剂､填充剂和改性剂等[5]｡
增塑剂可以降低PVC分子链间的作用力,使PVC塑化的玻璃化温度､流动温度与所含微晶的熔点均降低,增塑剂可提高树脂的可塑性,使制品柔软､耐低温性能好｡增塑剂常选自增塑剂911､增塑剂124､增塑剂DPHP､脂肪族二元酸酯类､环氧植物油类增塑剂中的至少一种[6];
稳定剂为钙锌稳定剂,常规选自硬脂酸钙､三碱式硫酸铅､二碱式亚磷酸铅､蓖麻油钙､硬脂酸锌､硬脂酸钡或硬脂酸镧中的一种或几种混合物;稳定剂的加入可改善PVC的光热稳定性,以及可防止PVC压延膜在高温加工过程中发生降解而使性能变坏[7]｡
抗氧化剂可延缓制品的降解､老化速度,延长制品的使用寿命,且与树脂的相容性好,不喷霜,与其它助剂无化学反应,不影响树脂的加工性能和其它性能[8]｡抗氧剂选自亚磷酸酯､三辛基亚磷酸酯一种或多种｡
填充剂一般都是一些用于改进强度和各种性质,或者为降低成本而在塑料中添加的较为惰性的物质｡可由碳酸钙､碳酸镁､陶瓷化粉､二氧化硅､海泡石､滑石粉､硫酸钙､硫酸镁中的一种或多种混合组成｡
紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮､或者4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶[9]｡
高耐磨PVC人造革的改进与应用
PVC人造革耐磨性能的改进方法
PVC人造革作为一种常见的合成皮革材料,其耐磨性能一直是制备过程中需要重点关注的性能指标之一｡针对PVC人造革的耐磨性能,研究人员提出了多种改进方法,以期提高其使用寿命和适用范围｡其中,最为常见的改进方法包括添加改性剂､调整制备工艺等手段｡
添加改性剂
在PVC人造革的制备过程中,添加改性剂是常见的提高耐磨性能的方法之一｡耐磨耐高温稳定改性剂可以改善PVC人造革的分子结构,增加其分子间的交联作用,从而提高材料的硬度和耐磨性｡常用的耐磨耐高温稳定改性剂包括甲基丙烯酸甲酯､丙烯酸丁酯､十二烷基苯磺酸钠､纳米碳酸钙､有机锡稳定剂､环氧化合物､有机锡酯等｡这些改性剂可以在一定程度上增加PVC人造革的耐磨性,改善其在长期使用过程中的性能表现｡
此外,添加纳米材料也是近年来研究关注的改进方向之一｡纳米材料的引入可以增强PVC人造革的力学性能和耐磨性,改善材料的整体性能｡例如,纳米氧化锌､纳米硅等纳米材料的添加,可以有效提高PVC人造革的耐磨性能,使其在实际应用中具有更长的使用寿命｡
调整制备工艺
除了添加改性剂外,调整PVC人造革的制备工艺也是提高其耐磨性能的重要手段之一｡通过改变合成工艺参数､改进合成工艺流程等方式,可以有效地影响PVC人造革的结构和性能｡例如,采用不同的合成方法､改变混炼温度､时间等工艺条件,可以调控PVC人造革的分子排布和晶体结构,进而影响其耐磨性能｡同时,采用不同的面层加工工艺和配方设计,也可以使PVC人造革在表面形成更加均匀､致密的保护膜,提高其耐磨性能｡
在PVC人造革的改进过程中,添加改性剂和调整制备工艺是两种常见的改进方法｡通过这些方法的应用,可以有效提高PVC人造革的耐磨性能,满足不同领域对材料性能的要求｡
高耐磨PVC人造革在汽车内饰中的应用
随着汽车工业的快速发展,高耐磨PVC人造革在汽车内饰中的应用越来越受到重视｡汽车内饰材料对耐磨性､耐久性和舒适性等性能要求极高,而PVC人造革因其良好的加工性能和丰富的表面效果,在汽车内饰领域具有广阔的应用前景｡高耐磨PVC人造革的应用不仅可以提高汽车内饰材料的使用寿命,还可以提升车内舒适度和豪华感｡
在汽车座椅､车门内饰板､方向盘套等部位,高耐磨PVC人造革可以有效减少因摩擦而产生的磨损,保持良好的外观和手感｡同时,高耐磨PVC人造革还可以通过表面处理,增加防污性能,提高清洁易护理性,满足汽车内饰材料对外观和性能的综合要求｡
除此之外,高耐磨PVC人造革还可以通过多种工艺处理,实现不同纹理､颜色和手感效果,满足汽车制造商对内饰个性化的需求｡通过调整表面处理工艺和添加功能性填料,可以使高耐磨PVC人造革具备更好的防火､阻燃､抗老化等特性,提高汽车内饰材料的安全性和可靠性｡
在未来,随着汽车工业的不断发展和对内饰材料性能要求的提升,高耐磨PVC人造革在汽车内饰中的应用前景将更加广阔｡通过不断优化材料配方､提升加工工艺水平,高耐磨PVC人造革将更好地满足汽车内饰材料对性能､外观和环保要求,为汽车制造业的可持续发展提供坚实支撑｡
高耐磨PVC人造革在家具材料中的应用
家具材料是PVC人造革的另一个重要应用领域,而高耐磨PVC人造革在家具材料中的应用也备受关注｡家具材料对于耐磨性､色牢度､手感舒适度等性能要求较高,而高耐磨PVC人造革因其优异的耐磨性和丰富的表面效果,成为家具制造业的理想选择｡
在沙发､椅子､床等家具产品中,高耐磨PVC人造革可以有效抵抗日常使用中的摩擦和磨损,保持家具表面的整洁和美观｡其耐污性､易清洁性等特点也使其成为家具材料的首选之一｡同时,高耐磨PVC人造革还可以通过多种表面处理工艺,实现仿皮纹理､多彩颜色等个性化设计,满足不同家具产品的风格需求｡
此外,高耐磨PVC人造革在家具材料中的应用还可以通过绿色环保的特性,满足现代家具制造业对环保性能的要求｡通过采用环保型原料和生产工艺,高耐磨PVC人造革可以减少对环境的污染,提高家具产品的可持续性和市场竞争力｡高耐磨PVC人造革在家具材料中的应用具有广阔的市场前景和发展潜力｡随着消费者对家具产品性能､外观和环保要求的提高,高耐磨PVC人造革将成为家具制造业的重要材料之一,为家具产品的质量和品质提供坚实保障｡
结论与展望
高耐磨PVC人造革具有广泛的应用领域,可以用于制造鞋材､箱包､服装､汽车内饰等产品｡随着技术的不断发展,高耐磨PVC人造革的应用领域还将进一步拓展到建筑装饰材料､船舶制造等领域｡因此高耐磨PVC人造革作为一种重要的材料,其制备和应用研究具有重要的意义｡通过对原材料选择､制备工艺研究､性能优化方法等方面的研究,可以进一步提高耐磨PVC人造革的性能和质量｡同时,随着人们对环保和个性化需求的增加,高耐磨PVC人造革的应用领域还将进一步拓展｡未来,高耐磨PVC人造革的研究重点应该放在新型填料和助剂的开发､制备工艺的优化､环保性能的提升等方面,以满足不断变化的市场需求｡
【参考文献】
[1]曲建波.合成革材料与工艺学[M].化学工业出版社,2015.
[2]中国大百科全书总委员会书名委员会.中国大百科全书:轻工[M].中国大百科全书出版社,1991
[3]张战.汽车座椅零部件VOC来源分析改善[J].科学与财富,2018(27).
