許剛(浙江五洲實業有限公司)徐亦萍 吳瓊 陳旭文(浙江省方大標準信息有限公司)
麗水水性聚氨酯合成革質量安全技術標準體系研究
許剛(浙江五洲實業有限公司)
徐亦萍 吳瓊 陳旭文
(浙江省方大標準信息有限公司)
本文綜述了合成革以及水性聚氨酯合成革的現狀和優點,闡述了水性聚氨酯合成革標準體系建立的基本原則、主要層次及安全性特點,具體分析了麗水水性聚氨酯合成革質量安全技術標準體系的構建方式及研究成果,最后對體系的研究進行總結。
合成革 水性聚氨酯 技術標準體系表
隨著社會經濟技術水平的快速發展和國家節能優化的總體思路的深入,我國合成革制品行業中綠色環保逐步成為企業生產活動中的著力點,麗水水性聚氨酯合成革作為安全、綠色的生產技術能滿足社會和消費者的需求,也是區域行業競爭力的重要體現。當前,標準化作為確保產品安全質量、優化管理流程的重要手段,在合成革制品中作用越來越明顯,構建一個科學規范的標準體系,提高和確定水性聚氨酯質量安全,規范和提升企業管理能力勢在必行。
1.1 合成革發展簡介
我國是合成革生產大國,合成革制品涉及各個行業眾多產品,關系人民的切身利益。近年來,世界人造革合成革產業中心逐步向我國轉移,人造合成革行業新增需求主要來源于國內市場,合成革市場年增產幅度達17%~29%[1],下游行業需求增速在15%左右,其中鞋、家具與汽車內飾革市場將是主要競爭領域,也是促進整個聚氨酯市場發展的主要動力。據不完全統計,2010年我國人造、合成革生產廠家已達2600多家,生產線和產量占世界總產量的73%[2]。然而,現階段國內合成革質量參差不齊,合成革使用數量大、范圍廣,以往的生產方式污染嚴重,能源消耗大,皮革以及紡織制品內都包含聚氨酯,會釋放甲醛、苯及其他揮發性有機物質,對人體造成一定的影響。
1.2 水性聚氨酯合成革的特點
水性聚氨酯指的是通過在聚氨酯預聚體或溶液中加入乳化劑強力剪切,或在制備過程中引入親水性成分自乳化的形式制備得到的材料[3],將其運用在合成革中具有良好的實際生產使用價值與環保價值。
(1)綠色環保。早期使用的溶劑型聚氨酯含有大量的溶劑和一定的游離異氰酸酯,應用于涂飾劑時溶劑二甲基甲酰胺(DMF)會在涂飾過程中對革面造成侵蝕,揮發時又會造成隱性和斑點。而水性聚氨酯合成革具有不燃、無毒、無污染的特點,能實現合成革的清潔生產的規定,也符合社會對人體健康、綠色環保的需求。
(2)可靠的機械性能。聚氨酯合成革彌補了聚氯乙烯人造革與基布粘接牢度差的特點,低溫耐曲折次數大于4萬次,為溶劑型的2倍[4]。外觀真皮感強,抗磨損,耐寒、耐撓曲,能滿足家具、汽車內飾革等耐磨耐臟等質量要求。
(3)通透性和耐水性強。水性聚氨酯具有透氣透濕、防水保暖的特點,運用在合成革制品中,其通透性和耐水性是溶劑型樹脂合成革所無法比擬的。據相關實驗標明,水性聚氨酯涂飾的合成革的透氧量達到了4583.53mg/(cm3·h),為溶劑型的1.5倍,且透水性量達到615.53 mg/(cm3·h),為溶劑型的1.5倍[5],制作為成品后具備更好的舒適感。
目前,國內關于水性聚氨脂合成革質量安全技術標準體系建設仍處于起步階段,國家層面并沒有出臺一個具有普適性的水性聚氨脂合成革質量安全技術標準體系,各企業主要基于在生產實踐中的具體需求,自行梳理和歸納相關的技術和管理標準。但是,盡管各地區企業生產的具體需求不盡相同,但對于水性聚氨脂合成革的基礎質量安全技術是明確且統一的,本文運用系統管理和標準化管理的方法,對水性聚氨脂合成革質量安全技術中相互關聯的技術、安全等標準化要素進行整理和歸納,以結構圖形式建立框架,以具體標準整理的形式進行細分來構建整個標準體系,以期為國內水性聚氨酯合成革質量技術相關建設提供依據。
2.1 基本原則
2.1.1 目標原則
本標準體系表以麗水水性聚氨脂合成革質量安全技術標準為目標開展一系列的調查整理工作,目標明確,范圍清晰。
2.1.2 系統原則
本標準體系作為一個完整的系統構建,由九大子部分組成,結構嚴謹,思維縝密。其次,體系上沿皮制品綜合標準化項目,可作為標準綜合體的一部分;下續各類相關具體的標準文件,可作為相關標準的歸納總結。
2.1.3 層次原則
本標準體系以三個層次為主,涵蓋相關的國家標準、行業標準、地方標準和企業標準,層次明確,靈活性強,可通過實際情況對標準體系進行因地制宜的改動和補充。
2.1.4 協調原則
本標準體系涉及政府管理、企業生產等眾多方面,應在體系總框架下協調各個子系統,確保總體系與子體系之間、各子體系之間、標準之間的融合及合理運行。
2.2 水性聚氨酯合成革質量安全技術標準體系安全性分析
本標準體系主要由相關的國家標準、行業標準和企業標準構成。其中,安全性的嚴格指標是水性聚氨酯合成革質量安全技術標準體系的重點和突出點,本系統共收錄眾多基礎安全技術標準及大量檢驗、驗收和試驗方法 標準,充分保證了水性聚氨酯合成革質量的安全性。
以《汽車內飾用水性聚氨酯合成革》為例,隨著我國國民的汽車擁有量快速增長,汽車作為相對密封的空間,其內飾揮發的有害物質是汽車內污染的主要來源。相對于普通的聚氨酯國家標準,《汽車內飾用水性聚氨酯合成革》在安全要求上有嚴格的要求:(1)可萃取重金屬銻(Sb)含量(mg/ kg)。依照GB/T 17593.1—2006《紡織品 重金屬的測定 第1部分:原子吸收分光光度法》中按石墨爐原子吸收分光光度法測得的限量值為0.34,而汽車內飾水性聚氨酯合成革將銻(Sb)的限量值定為小于等于0.30,在原有國家標準的基礎上提高0.04。(2)甲醛含量。按GB/T 2912.1—2009《紡織品 甲醛的測定 第1部分: 游離和水解的甲醛(水萃取法)》采用水萃取及部分水解作用的游離甲醛(mg/kg)含量的測定方法,本標準將其限量值定為嚴格的小于等于20 (mg/kg),而在國家標準中規定低于檢出限“20”的結果報告即為“未檢出”,由此可見由水性聚氨酯制成的合成革在甲醛含量上有著絕對的質量要求和安全保證。(3)皮革制品中DMF含量。DMF可經呼吸道、皮膚及消化道吸收,對眼、皮膚和呼吸道有刺激作用,在侵入機體后,主要靶器官為肝臟,腎臟也有一定損害,屬中等毒性。在汽車內飾用水性聚氨酯合成革中,按QB/T 4342—2012《服裝用聚氨酯合成革安全要求》附錄D的規定進行檢測,將DMF規定限量值定為小于等于30(mg/kg),即不大于36個月的嬰幼兒服裝的I級安全等級,以嚴格的要求保證產品質量、產品安全性和產品舒適性,相比與普通的聚氨酯服裝制品中DMF限量有著絕對的安全性優勢。
3.1 標準體系層次說明
參照GB/T 15497—2003《企業標準體系 技術標準體系》的相關內容,本標準體系主要分為三個層次,即法律法規層次、技術基礎標準層次、技術標準層次。具體標準數量詳見表1 。

表1 水性聚氨酯合成革質量安全技術標準體系標準數量匯總表
(1)法律法規層次:法律法規是本體系的第一層次,是整個標準化活動的直接規范源,是標準制定及實施的前提和保障,本體系表中共收錄法律16條,如《浙江省水污染防治條例》《中華人民共和國標準化法實施條例》等。
(2)技術基礎標準層次:技術基礎標準作為本體系表中第二層次的標準,覆蓋企業的產品標準、產品實現過程中所有綜合性的技術基礎標準,是指導企業產品標準和產品實現過程中標準制定的基礎。如QB/T 4045—2010《聚氨酯家居用合成革安全技術條件》等。
(3)技術標準層次:技術標準作為本體系表中第三層次的標準,是受相關法律法規、技術基礎標準以及企業生產要求所制約的,以企業實際生產管理過程為順序的技術標準綜合。如QB/T 4045—2010《聚氨酯家居用合成革安全技術條件》、QB/T 2415—1998《制革用水乳型聚氨酯涂飾劑》等。
3.2 水性聚氨酯合成革質量安全技術標準體系框架圖
依據企業生產活動中的實際需求,本水性聚氨脂合成革質量安全技術標準體系應當邏輯明確、結構完整、布局合理、利于理解和分析,能確保產品的質量安全,內容必須與實際生產活動相符合,普適于基本的水性聚氨酯合成革企業的生產。
按照上文所述的建設思路,本標準體系采用GB/T 15497—2003推薦模式,在此基礎上依據實際生產運營情況進行子體系分解、組合、刪減,最終生成技術基礎標準,基礎安全技術標準,原材料質量標準,產品質量標準,工藝技術標準,檢驗、驗收和試驗方法標準,測量、檢驗和試驗設備標準,包裝、搬運、貯存、標志標準及環境技術標準共9個子系統。
其中,原材料質量標準是安全生產的基礎和重要保證,分為水性樹脂類材料標準、水性聚氨酯類材料標準、其他類材料標準3方面主要內容。產品質量標準是生產經營的關鍵控制點,在本標準體系中主要歸納為鞋類產品標準、箱包類產品標準、服裝類產品標準、裝飾類產品標準和家具類產品標準共5方面內容。檢驗、驗收和試驗方法標準作為檢驗的關鍵中心環節,應用在整個生產環節中共有3類子系統,包括原材料檢驗標準、產品檢驗標準和其他標準。其中,產品檢驗標準又分為物理特性檢驗標準和化學特性檢驗標準2類子部分。具體體系框圖如圖1所示。

圖1 水性聚氨酯合成革質量安全技術標準體系框架圖
隨著合成革的快速發展,水性聚氨酯合成革在技術和市場上都已趨于成熟,眾多企業已經開始嘗試接觸和制備水性聚氨酯合成革,在2013年年末國內首個水性聚氨酯合成革聯盟標準在麗水通過審定,但水性聚氨酯合成革仍缺少一個完整的標準體系。與此同時,中國環境標志標準納入國家環境保護標準綜合體系已有所成效,而國外技術壁壘對我國皮革制品具有明顯的限制作用。為此,本文按照GB/T 15497的相關要求,以法律法規為前提,以技術基礎標準為保證,以8個方面的技術標準為具體分析,收集和整理眾多標準,編制完成水性聚氨脂合成革質量安全技術標準體系表,在規范生產要求的基礎上,重點突出水性聚氨酯合成革質量安全性能。當然,水性聚氨酯合成革技術標準體系的整理在行業內也是首次,它將會隨著技術和管理水平的進步不斷完善和補充,這就要求我們不斷發展和規范新技術并做到及時更新維護,保證本體系的科學性、先進性和普適性。
[1] 翁漢元. 我國聚氨酯工業現狀和發展展望[J]. 聚氨酯工業,2011,16(3).
[2] 李鵬妮. 全水性聚氨酯合成革制備工藝研究[D]. 陜西科技大學,2012.
[3] 李衛國,黃科林,廖小新,等. 水性聚氨酯的研究進展[J].化工技術與開發,2009,38(11).
[4] 鄭兆祥. 淺析水性聚氨酯與溶劑型聚氨酯合成革加工工藝區別[J]. 中國皮革,2011,40(9).
[5] 王全杰. 水性聚氨酯合成革技術研究進展[J]. 西部皮革,2010,32(17).
A Study on the Quality Safety Technology Standard System of Waterborne Polyurethane Synthetic Leather in LiShui
Xu Gang ( Zhejiang Wuzhou Industrial Co., Ltd. )
Xu Yiping,Wu Qiong, Chen Xuwen
( Fangda Standard Information of Zhejiang Province Co., Ltd. )
The status and advantages of synthetic leather and waterborne polyurethane synthetic leather were summarized in this paper. We described the basic principles and main levels of the establishment of this standard system, analyzed the construction methods and research results of the standard system for the quality and safety of waterborne polyurethane synthetic leather in LiShui, and summarized the research of this system in the last.
synthetic leather, waterborne polyurethane, technology standard system