水性貼面超纖汽車革的性能探究

王霏霏，馮國飛

（山東同大海島新材料股份有限公司，山東 昌邑 261300）

0 前言

超纖革是超細纖維合成革的簡稱，是超細纖維和聚氨酯兩種成分組成的復合材料。超細纖維具有三維網狀結構，能起到支撐和骨架的作用，形成類似于真皮膠原纖維的結構；聚氨酯分散在纖維周圍，使整個基布形成一個整體，聚氨酯不僅具有填充作用，還可形成具有發泡結構的立體網絡[1]。

超纖革是最接近真皮結構的人造革，基于其優良的物理性能廣泛地應用于箱包、沙發、皮鞋等領域，隨著行業的發展，在汽車革領域也得到應用，主要用于汽車座椅、門板、扶手等部位。超纖革貼面是通過離型紙轉移的方式進行，獲得表面具有不同花紋效果的產品。傳統的超纖革貼面產品通過采用DMF（二甲基甲酰胺）MEK（丁酮）等有機溶劑調節漿料黏度形成致密的干法成膜，生產過程中揮發的有機溶劑對環境和工人的健康有一定的傷害。隨著政府低碳環保理念的推廣及產品標準的提高，綠色環保生態超纖革成為發展趨勢。目前環保型貼面方式有很多，主要應用的有在線反應型無溶劑貼面、水性貼面、TPU 熱熔膠貼面、有機硅貼面等方式。本文主要探討了水性貼面汽車革和油性貼面汽車革的性能指標，結果表明水性貼面汽車超纖革性能指標已達到汽車革產品的要求，可實現汽車革領域超纖革貼面的綠色環保生產。

1 實驗部分

1.1 試驗主要原料

聚氨酯TD-03(工業品，旭川化學品有限公司)；聚氨酯TD-04(工業品，旭川化學品有限公司)；水性聚氨酯H-01N(工業品，臺州宏得利樹脂有限公司)；水性聚氨酯H-02（工業品，臺州宏得利樹脂有限公司）；基布TDH11ZS(工業品，山東同大海島新材料股份有限公司)。

1.2 實驗器材

電子天平（FA2004，上海舜宇恒平有限公司）；U60 系統拉力機（GT-AI-3000，上海高鐵檢測儀器有限公司）；立式耐寒彎折試驗機（GT-7006-V30，上海高鐵檢測儀器有限公司）；汽車內飾物燃燒試驗機（GT-7057-C，上海高鐵檢測儀器有限公司）；皮革柔軟度測試儀(GT-303，上海高鐵檢測儀器有限公司)；TABER 耐磨試驗機(GT-7012-T，上海高鐵檢測儀器有限公司)；恒溫恒濕試驗機（GT-7005-TN，上海高鐵檢測儀器有限公司）；干法生產線（常州機械設備有限公司）。

1.3 實驗工藝

油性貼面與水性貼面工藝參數在烘燥溫度、風量、車速等工藝條件方面有一定的差距，需在實際生產中進行調整，本文主要討論水性貼面和油性貼面超纖汽車革的性能指標的區別。工藝主要從原材料配比方案、貼合方式等主要不同點進行對比。表1 是油性貼面工藝與水性貼面工藝對比表。

表1 工藝對比表

從表1 工藝對比可以看出，水性聚氨酯通過增稠劑調節黏度，使用助劑種類較多，貼面工藝采用雙面層工藝進行；油性貼面產品通過DMF 有機溶劑進行調節黏度，采用雙底層貼面。

2 性能與討論

汽車革產品與箱包、皮鞋等產品的性能指標要求有一定的區別，汽車革產品在性能方面有更高的要求，除了剝離、斷裂強度、撕裂強度、斷裂伸長率物理性能指標外，還要求耐磨、耐曲折、耐老化、阻燃性、氣味等指標。

2.1 物理性能

超纖革產品的物理性能指標包含剝離強度、斷裂強度（3 cm）、撕裂強度、斷裂伸長率。性能指標按照行業標準QB/T 2888-2007 聚氨酯束狀超細纖維合成革的要求進行測試。

水解后剝離強度的測試：將樣品置于10%濃度NaOH 溶液中，樣品完全沒于溶液中。24 h 后將樣品取出，用水清洗干凈，烘干，按照剝離強度的測試方法進行水解后剝離強度的測試。

表2 是物理性能指標的對比，從表2 的數據可以看出，各項指標波動范圍在± 8 N，二者在物理性能指標方面無明顯差距，水性貼面汽車革從物理性能方面可以替代油性貼面汽車革產品。

表2 水性貼面汽車革與油性貼面汽車革物理性能指標

2.2 功能性指標

汽車革產品相比于其他種類的超纖革產品在功能性方面有一定的要求，包含阻燃性、耐磨性、耐寒曲折、常溫曲折等指標。

阻燃性能測試按照標準GT/8410-2006（汽車內飾材料的燃燒特性）測試樣品的阻燃性能。標準測試樣大小為365 mm× 100 mm，至少取樣5 塊，取平均值[2]。

耐磨性能測試用TABOR 耐磨試驗機，按照GB/T 2726-2005（皮革物理和機械試驗耐磨性能的測定）規定的方法測試樣品的耐磨性能[3]。

耐寒曲折測試在-10℃ 3 萬次，按照標準GB/T 38465-2020（人造革合成革試驗方法耐寒性的測試）規定的方法進行測試。常溫曲折10 萬次，按照標準要求將樣品夾在夾具上，進行測試，完成后觀察表面是否有破點、破損等異常。

表3 是功能性指標對比，各項結果均合格。

圖1 是耐磨測試結果對比圖（左油性貼面，右水性貼面），測試結果合格，皮紋不消失，不破損。圖2是耐寒曲折的效果對比圖，樣品表面無裂紋，無破損。

圖1 耐磨效果對比圖

圖2 耐寒曲折效果對比圖

從圖1、2 可以看出耐磨樣品表面紋路清晰沒有變化，表面均無破點、起皮等異?，F象，耐寒曲折樣品表面無裂痕，無破點，效果較好，且二者測試完成后無明顯區別。所以水性貼面超纖革可以達到油性貼面超纖革的性能指標要求。

2.3 老化性能

汽車革產品較其他領域的產品耐老化性能方面有更高的要求，不同的汽車革廠家有不同的要求，根據客戶提出的具體要求進行產品改進。主要老化性能指標包含耐老化、熱老化、光老化。

耐老化性能要求5 年（恒溫恒濕室中放置一周相當于常溫放置1 年）。測試時，將試樣放入相對濕度95%，溫度70± 2℃的恒溫恒濕室中，放置5 周，觀察表面紋路效果以及表面狀態。

熱老化性能測試時，將樣品放置在80℃的環境中168 h，完成后對比表面顏色效果變化，評定級別。

光老化性能按照標準GB/T 16422.2-1999 的規定進行實驗測試，336 h 后對比表面效果，評定級別。

從表4 數據可以看出，耐老化指標合格，熱老化和光老化二者的等級一樣，水性貼面汽車革產品的指標可以達到油性貼面汽車革產品的效果。

表4 老化性能指標

2.4 其他性能指標

水性貼面汽車超纖革產品在氣味、溶劑殘留方面有一定的改善。DMF 溶劑殘留測試選擇第三方機構進行檢測。軟度測試進行不同點測量，多次測量取平均值。氣味性測試按照汽車革標準進行，在80℃烘箱內，烘燥4 h，由氣味評價小組進行進行氣味等級的評價。表5 為各項指標測試結果。

表5 其他指標對比

從表5 數據可以看出，水性貼面產品的軟度較常規貼面產品偏小，在手感方面偏硬，汽車革產品對于軟度要求在3.5 以上，可以達到產品要求。氣味性方面水性產品低于油性產品0.5 級，水性貼面產品無DMF 殘留。從氣味性和DMF 殘留量兩項指標比較，水性貼面產品明顯優于油性貼面產品汽車革。

3 結論

通過對比油性貼面汽車革與水性貼面汽車革各項性能指標可知，二者在物理性能指標方面無明顯區別，在功能性能指標方面，耐磨、阻燃、曲折等指標水性貼面均能達到油性貼面汽車革產品的標準，而在柔軟度方面水性貼面汽車革軟度值略低于油性貼面產品，但可以滿足汽車革產品的要求，在氣味性、DMF 有機溶劑殘留方面明顯優于油性貼面汽車革。因此水性貼面超纖汽車革產品完全可以取代油性貼面產品，實現超纖革貼面的清潔化生產，擴大超纖革的應用領域。