皮革加脂剂
出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《皮革化学品手册》第245页(2997字)
加脂(或加油)是制革,尤其是软革生产中的一道重要工序。加脂剂亦是皮革生产中用量最大的一类专用化工材料。现代制革工业逐渐倾向于“轻、薄、柔、软”,且在质量、外观及一致性方面有更高的要求。在一定程度上,革的外观(柔软度、手感、丰满性等)和物理机械性能(如抗张强度、抗撕裂强度、耐拆裂强度性、防水性等)与加脂有密切关系。
加脂过程是使油脂或其乳液渗入革纤维之间,并包裹或结合于纤维表面上或沉积于纤维之间,以阻止革纤维在干燥时相互粘结,增加其相互滑动性,使成革表现出可弯折性。
鞋底革、轮带革、箱包革及工业用革等以植物鞣制为主,制成的革,通常直接使用未处理的生油涂抹于坯革上或在转鼓内进行热风加油;而铬鞣及其结合鞣革是在水浴中进行加脂,因此必须使油脂乳化于水中,以乳状液方式均匀地渗入革内,称之为乳液加脂。因此皮革加脂剂主要分为不溶于水的油脂和可溶于水的加脂剂。
一、不溶于水的油脂
天然动、植物油脂、合成酯,长链烷烃等其化学结构不带有亲水基团,本身不能溶于水中,但可与其他乳化剂或可溶于水的加脂剂混合后形成水乳液进行加脂。虽然这类油脂对革的亲和力小,但具有较好的润滑与填充性能。
长链烷烃(液体石蜡)经氯化或氯磺化处理后,分子极性增大,与革纤维有亲和力,特别是烷基磺酰氯可与胶原链上的氨基结合,起到“永久”加脂的作用。如国内的氯化烷烃(合成牛蹄油)、烷基磺酰氯,国外的特鲁邦SYN、阿特拉索CSN、雷希斯脱CM等均属这类产品。它又是一种很好的合成油鞣剂。
二、水溶性加脂剂
传统的水溶性加脂剂是由油脂、乳化剂、稳定剂和水等组成的。根据所用乳化剂的带电荷情况,这些加脂剂又可以是阴离子型、阳离子型或非离子型及两性型的。例如国产1号合成加脂剂就是合成牛蹄油与烷基磺胺乙酸钠(阴离子乳化剂)配制成的阴离子型加脂剂;PIF是以合成牛蹄油和合成酯与季铵盐(阳离子乳化剂)混合配制的阳离子型加脂剂。
除了传统的混配型加脂剂外,现在更多的是在油脂分子上直接引入部分亲水基团,如-OSO-,-SO,-PO-,-COO-和-N(R)等制得自乳化油脂,依据所引入的亲水基团不同,可以得到阴离子型、阳离子型、非离子型及两性型加脂剂。
(一)阴离子型加脂剂
这一类型的加脂剂包括磺化油、亚硫酸化油、硫酸化油、磷酸化油及氯磺化油等。
(1)硫酸化油 天然动植物油脂经浓硫酸处理后,与分子链上的不饱和双键或羟基作用形成硫酸酯(盐),经中和后即得到乳化性能良好的加脂剂,如硫酸化蓖麻油、软皮白油、索夫康EW、阿特拉斯硫酸化牛蹄油L-4等。
(2)磺化油 α-烯烃、线性聚乙烯、聚丁烯或脂肪酸甲酯经SO3或发烟硫酸等磺化剂磺化后,再皂化,即可得到可乳化的、结构较硫酸盐稳定的加脂成分。如DL-2(丹东)、柯立喀GS(吉川)、索夫康AZ(巨圣)等。
(3)亚硫酸化油 它是由高度不饱和脂肪酸酯以亚硫酸氢钠或焦亚硫酸钠为磺化剂,并在空气(或氧)的作用下,引入磺酸基,实质上应是氧化磺化油,习惯上称之为亚硫酸化油。这类加脂剂通常具有很好的耐电解质稳定性,能在铬鞣、复鞣、中和等工序中应用,实现分步加脂,使成革更柔软,有利于铬和油脂在革内的均匀分布。如SIF-6(宁波)、L-3(亭江)、里皮索尔E(德国希纶赛勒赫公司)、特鲁波诺OST(德国汤普勒公司)等。
(4)磷酸化油 这类加脂剂包括天然磷脂和合成磷酸酯,其特点是分子结构上含有活性磷酸根,它能与铬络合,同时又能与胶原纤维结合,起到“永久”加脂的效果,避免油脂的迁移。加脂后的成革柔软、丰满、丝光感好,并且有一定的防水性能。如XP型合成磷酯加脂剂、WF系列加脂剂、英瓦索PB(汽巴公司)、安尼尔PS(吉川公司)等。
(二)阳离子型加脂剂
这类加脂剂乳液带阳电荷,主要用于铬鞣前预加脂或正常加脂后的表面加脂,以促进铬的渗透与吸收,改善革表面电荷,增强表面手感和染色性能。相当一部分阳离子加脂剂是用阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂乳化中性油脂而制得的。如PIF(杭州)、ZK阳离子柔软剂、阿特拉索KMM(阿特拉斯)、尤白里特S30(明镜化学公司)等。也有用三乙醇胺、三甲胺及吡啶等与油脂反应而得到胺盐型或季铵盐的阳离子油。如Catalix LW(山道士公司)等。
(三)两性离子型加脂剂
这类加脂剂的特点是在不同pH介质溶液中,可分别带阴电荷或阳电荷。因此,可在较宽的pH范围内使用,得到不同的加脂效果。其产品有D-5#(丹东)、AKC-I(南京)、Cutapol HS(波美公司)、CORIPOLKNB-W(斯托候森公司)等。
(四)非离子型加脂剂
这类加脂剂结构中含有聚氧乙烯链,在溶液中不带任何电荷,因此其配伍性好,可与阴离子或阳离子产品混合使用。主要有LG-3(太原)、皮尔格拉索WW(司马公司)、雷西斯托V(汤普勒公司)和艾加明SFC(汽巴公司)等。
皮革加脂剂的发展是趋向高质量、高性能、多功能的复合型,具有耐光、耐热、耐电解质性能以满足各种特殊革品生产的需要。加脂剂除赋予皮革的柔软性外,现在还要求具有结合(络合性)、丰满性、耐光性、防水性、阻燃性、防霉性等。国外许多皮化厂商都十分重视加脂剂的开发与生产,如特鲁邦股份有限公司(Trumpler)、斯托豪森公司(Stockhausen)、阿特拉斯公司(Atlas)等均生产上百个品种,以适应不同革的要求。目前,国内外加脂剂的发展都是适应皮革发展为前提,如用于白色运动鞋革、浅色革的耐光加脂剂,用于鞋面革、服装革、家具革的含硅、氟材料的防水、防污、防尘加脂剂,用于汽车座套革的阻燃、防雾化加脂剂、可生物降解加脂剂等发展较快。
在本章的编写中,尽量按产品类型进行分类编排,但因本章内容较多,各公司厂商提供的原始资料差异甚大,限于编者对各厂商产品的认识和了解,以及编者的水平,在材料的取舍和安排上难免有许多不足与错误之处,敬请读者提出宝贵意见。
遗憾的是国内皮革加脂剂品种收录不全。对一些新型加脂材料,如含氟、含硅加脂剂、可生物降解加脂剂以及一些专用加脂剂未能分类归纳。