手感剂研制与运用

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前言

我国是全世界皮革生产和消费大国，近几年随着制革业的发展及人民生活水平的提高，人们对于皮革的要求也越来越高，不仅仅是皮革的实用性，更重要的是其自然外观，这就要求我们在整饰时应用高档的皮革手感剂。手感剂的主要成分为蜡和有机硅，大多以水包油型(O/W)乳液为主，将其涂饰在皮革上具有柔软、光亮、滑爽的感觉。据文献记载［1］，目前我国的大多数皮革手感剂都依赖进口，虽然现在国内已经研制出了多种手感剂，但是产品质量和国外仍有一定的差距，如稳定性差，涂饰效果不理想。有机硅手感剂能赋予皮革良好的弹性、透气性和柔软性，而且涂饰在皮革表面对水和化学药品具有良好的稳定性，干燥速度快，不容易变硬变脆，不易变形，受到了皮革工作者的普遍重视［2］。氨基硅油可作为皮革的柔软剂和顶层涂饰的手感剂，使皮革具有优异、持久的柔软、丰满、滑爽等手感［3］。且具有低表面张力、特殊的柔顺性、化学惰性等许多优异的性能［4］。因此，本试验以氨基硅油为主要成分，利用多种表面活性剂和乳化助剂混合，制成了性能良好的稳定的皮革手感剂。

1试验部分

1．1主要原料

十八醇，化学纯，北京五七六0一有机化工厂;硬脂酸，分析纯，辽宁嘉城精细化学品有限公司;三乙醇胺，化学纯，西安雁塔化学试剂厂;Span－80，天津市福晨化学试剂厂;氨基硅油，工业级，湖北枣阳金鹏化工有限公司;两性表面活性剂A、非离子乳化剂表面活性剂B、C均为工业级;冰醋酸，分析纯，开封化学试剂总厂;羊毛脂，化学纯，天津苏庄化学试剂厂。

1．2主要仪器及设备

LD4－2离心机;D90－24型电动搅拌机，杭州仪表电机厂;PB－10pH计，北京赛多利斯公司;NDJ－1型旋转式黏度剂，上海天平仪器厂。

1．3试验步骤

在带有搅拌和回流冷凝装置的三口烧瓶中，分别加入7．0g十八醇、3.5g硬脂酸、1．7g三乙醇胺及一定量的氨基硅油、羊毛脂、表面活性剂A和B，加热至80℃左右搅拌均匀，再继续加入表面活性剂C至完全溶解，在快速搅拌的前提下缓慢加入120～150mL的温水，加完后开始降温，直至成为白色泛蓝光或微黄色的乳液。

1．4固含量的测定［5］

精确称取样品1．0～2．0g放入已恒重的称量瓶中，启盖置于105℃烘箱内干燥2h，取出置于干燥器中，冷却0．5h，称重，至恒重。

1．5产品离心稳定性

将产品置于离心机中，在离心3000r/min的转速下离心30min，观察有无分层和漂油现象。

1．6涂饰方法

将皮面清洁干净，用喷枪将手感剂稀释，均匀喷在皮面上，均匀涂饰，然后自然晾干后，再继续喷洒，连续重复3次。

2结果与讨论

2．1产品性能指标

外观:白色泛蓝光或微黄色乳液pH值:7．0～8．5固含量:16%～25%产品的离心稳定性:3000r/min离心30min不分层10%乳液的稳定性:24h不分层，无浮油。

2．2表面活性剂及乳化助剂的选择

要制得稳定的有机硅乳液，关键是如何选择合适的乳化剂，使用的乳化剂不同，往往产品的稳定性差别很大。本试验选择的表面活性剂A为两性表面活性剂，具有较高的表面活性，对酸碱均稳定，可在较宽的pH范围内使用，生物降解性良好，与阴、阳离子型表面活性剂相容性好。而乳化剂B和C均属于非离子性表面活性剂，乳化剂B为亲油性乳化剂，乳化剂C为亲水性乳化剂，这2种乳化剂的协同作用，有助于增强增溶、分散、乳化和润湿性。试验中加入十八醇不仅能提高手感剂的油润性，而且，由于十八醇具有一定的增溶作用，还可提高硅油与水和乳化剂的亲合性，有助乳化和增稠作用，提高乳液稳定性。同时加入硬脂酸和三乙醇胺进行酯化反应生成硬脂酸三乙醇胺酯，使得乳液具有良好的柔软性能。

2．3乳化剂用量对乳液的影响

乳化剂用量对产品各项性能影响都很大，是决定乳液稳定性的关键因素之一。表面活性剂在乳液乳化中可以降低表面张力，阻止乳化聚结作用，当2个液滴试图聚集在一起时，含表面活性剂的液体就会流出液滴之间的薄层，从而产生界面张力梯度。由于界面张力梯度的存在，会产生一种反作用力，从而阻止聚结。乳化剂用量少，制得的乳液不稳定，性能差，颗粒较大。乳化剂用量太大，则影响涂饰手感和防水性能。若超过临界胶团浓度(CMC)值，虽然对乳液稳定性影响不大，但却浪费了乳化剂。在其它条件不变的情况下，我们对乳化剂的用量进行了优选，结果如表1－表3所示。由表1可知:当乳化剂B用量在5%时，所得的产品稳定性好，乳液状态良好。由表2可知:当乳化剂C的用量在11%时，所得产品的离心稳定性好，状态稳定。由表3可知:当两性表面活性剂A的用量在16%时，制得的两性手感剂稳定性好，外观较佳。

2．4加水量对产品性能的影响

形成O/W型乳液，水用量必须适当，用水量太少黏度过大，影响使用时的操作;太多黏度过低，降低乳液的稳定性。在保持其它原料用量不变的条件下，对加水量进行了试验，结果如表4所示。由表4可知:当水用量在80%时，产品的稳定性好，在水中容易分散，应用时操作方便。

2．5酸值及黏度的测定

产品的pH值和黏度是影响其稳定性的主要因素，黏度不能过大，否则影响分散和喷涂效果;酸值过大，易产生絮状物。用pH计精确测定制得产品的pH值，研究了产品稳定存在的pH范围(结果见表5)。然后在其他条件不变的情况下，将产品配成10%的水乳液，并用少量冰醋酸和NaOH稀溶液调节水乳液的pH值，测定加酸与加碱时的离心稳定性，并与市售的手感剂进行比较(结果见表6)。由表5可以看出:自制的手感剂与其他市售产品比较，pH使用范围较广，稳定性好，易于保存，而市售产品在酸性或强碱性条件下不稳定，易出现浮油或分层。在实际应用中产品需要稀释使用，本试验采用10%的乳液测定其性能。由试验可得:所有产品随着pH值的增大，黏度逐渐增大，1、2、3号产品变化幅度相对于4、5号产品较小，其中4号最高可达424mPa?s，静置后很快絮聚。由表6可以看出:将各种稀释离心后的样品放置24h后，1、3号pH值在4～11之间稳定，2号在6～10之间稳定，而4、5号产品稀释后仅在中性或若碱性条件下稳定，使用范围不宽。因此，本试验制得的产品使用范围较广泛。

2．6应用效果

将制得的不同类型手感剂应用于皮革顶层涂饰，与市售手感剂相比较，经多人评估打分(满分为十分)，结果见表7。从表7可以看出:本试验所制得的不同类型手感剂均具有细腻，滑爽，柔软，舒适的手感，且具有一定的防水性能和光泽度，与同类产品比较，不仅达到了一般制革厂的手感剂性能，还具有较宽的pH适用范围，耐酸碱性强。

3结论

(1)以氨基硅油、羊毛脂等为主要原料，当两性表面活性剂A用量为16%，乳化剂B用量为5%，乳化剂C用量为11%，加水量为80%，反应半小时制得的两性油润性手感剂稳定性好，pH值适应范围较宽。(2)本试验制备的产品乳液稳定性良好，与其他手感剂对比成本降低，且具有较好的防水性能和耐酸碱性，涂饰在皮革表面使皮革具有持久的柔软、丰满、滑爽等特性。