聚氨合成革（Polyurethane Synthetic Leather）属于聚氨酯弹性体的一类，具有光泽柔和、自然，手感柔软，真皮感强的外观，具有与基材粘接性能优异、抗磨损、耐挠曲、抗老化等优异的机械性能，同时还具备耐寒性好、透气、可洗涤、加工方便、价格优廉等优点，是天然皮革的最为理想的替代品。

聚氨酯合成革（PolyurethaneSynthetic Leather）具有强度高、耐磨、耐寒、透气、耐老化、耐溶剂、质地柔软、外观漂亮等优点，加工性能也好，是代替天然皮革较为理想的仿革制品，性能比聚氯乙稀革优良。聚氨酯合成革广泛应用于服装、制鞋、箱包、家具等行业。

20世纪70年代，合成革就在欧洲市场上出现；

1953年，德国率先推出聚氨酯合成革的专利；

1962年，日本从德国引进该专利技术；

1963年，美国公司研究成功湿法聚氨酯合成革；

1981年，干法聚氨酯合成革引入我国；

1995年，全国已有聚氨酯革浆料生产厂15家；

2008年，我国聚氨酯合成革产量增长到10.60亿米；

我国合成革的生产虽然起步晚，但近20年来，发展极为迅速，已具有相当的产业规模和竞争实力。特别是近几年我国PU革市场的年增长幅度达17%～29%，己逐渐成为推动全球PU革发展的主要动力之一，甚至也成为促进整个聚氨酯市场发展的主要动力。据不完全统计，2007年全国合成革产量为28亿㎡，2008年为33.2亿㎡，2010年，我国人造革、合成革的生产厂家已达2600多家，其中规模以上企业316家，生产线和产量已占据世界总产量的73%，合成革产量达56亿㎡。比我国GDP增长率高出近一倍，显示出我国合成革产业强劲的增长态势。

天然皮革由于具有优良的天然特性被人们广泛用于生产大宗商品和工业品，但随着人们对皮革的需求倍增，有限的天然皮革早已不能满足人们的需求。合成皮革的出现，正是弥补了天然皮革的不足。合成革是塑料工业的一个重要组成部分，在国民经济各行业被广泛使用。聚氨酯作为一种新兴的有机高分子材料，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。经过20多年的不断研究开发，聚氨酯合成革无论在产品质量、品种，还是产量上都得到了快速地增长。其性能越来越接近天然皮革，某些性能甚至超过天然皮革，达到了与天然皮革真假难分的程度，在人类的日常生活中占据着十分重要的地位。

聚氨酯是由多异氰酸酯与多元醇反应形成氨基甲酸酯，是石油化学制品重要分支。英文缩写PU。由于含强极性的氨基甲酸酯基，不溶于非极性基团，具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性。用不同原料可制得适应较宽温度范围(-50~150℃)的材料，包括弹性体、热塑性树脂和热固性树脂。高温下不耐水解，亦不耐碱性介质。

聚氨酯合成革的工业化生产方法主要有干法和湿法两大类。

1.干法聚氨酯合成革

干法生产工艺一般以离型纸为载体,将聚氨酯树脂浆料刮涂在离型纸上（一般涂刮一至二次），放入烘箱加热烘干除去树脂中的溶剂形成连续均匀的聚氨酯薄膜，然后在薄膜上刮涂黏结剂，与基布贴合，经过烘干固化后利用剥离装置将离型纸剥离并将成品人造革与离型纸分别成卷。聚氨酯浆料涂层剂、离型纸和基布是干法工艺的三个组成部分。干法生产的合成革膜层致密、产品强度优异、粘接牢固，过程所生产的废水较少，但产品卫生性能相对较差，且生产过程产生的废气污染严重。

2湿法聚氨酯合成革

湿法主要通过挤压使浆料充分渗透到非织造布间隙中，然后将该非织造布置于凝固浴中，利用“DMF-H2O”体系混溶使得DMF不断从树脂溶液中进入凝固浴，同时水则进入基布中使PU逐渐由溶解状态转变为凝胶状态最后形成固体膜。在该交换过程中由于助剂的调节作用及聚氨酯的收缩会形成大量微细孔，得到具有连续多孔层的多层结构体，所以湿法生产的合成革具有良好的透湿、透气性能，手感柔软、丰满、轻盈，更富于天然皮革的风格和外观。

聚氨酯(PU)合成革生产技术是跨纺织、造纸、皮革与化工四大生产系统的交叉学科，充分借鉴了各系统的工艺技术，同时又发挥其自身特点进行有机组合。其制造通常由特殊纤维的制造、纤维的三次元交织体的制造、赋予弹性聚合物、表面整饰等工艺构成。PU合成革与真皮不同，它是完全建立在合成材料的基础上，它的发展总是伴随着新技术、新工艺及新材料的出现。在发展经济的同时，保持优良的环境，保护地球是不可逆转的潮流。

随着中国加入WTO，国内企业逐渐参与国际竞争，客观上也要求生产和使用无公害的产品，消除国际上“绿色贸易壁垒”对中国产品的非贸易壁垒限制。因此从源头上杜绝污染，对于聚氨酯合成革行业来说已经迫在眉睫。由于水无毒、无污染、节能，是溶剂的理想替代品。因此，开发水性聚氨酯合成革浆料成为聚氨酯树脂的主攻方向。

聚氨酯合成革基本配方及工艺条件：

面料：PU100；干燥温度：90-l00℃

MEK：丁20干燥时间1分钟

DMF：二甲基甲酞胺20

着色剂12

底料：聚氯乙稀100

DOP：55

DBP：12；塑化温度：200℃

碳酸钙：10；塑化时间：1分钟

稳定剂：3

氧化锌：5

发泡剂AC：3

颜料：1

影响PU合成革质量的因素主要有：树脂、溶剂、离型纸、布基、着色剂的选择，另外工艺条件如：固含量、粘度、涂饰量、温度、烘箱中风量、生产速度、贴布闻隙、环境的温度、湿度、灰尘含量等均影响PU革的质量。

水性聚氨酯具有非常多的优点，所以被广泛应用在：涂料、油墨、胶粘剂、皮革涂饰剂、人造革、手套润滑剂等方面。以皮革涂饰剂为例：涂饰是皮革制造过程中的一个重要环节。它可增加皮革的美观和耐用性能，提高档次，增加花色品种、扩大使用范围。其中聚氨酯类涂饰剂的成膜性能好、遮盖力强、粘结牢固，涂层的物理性能优异，可大大提高成革的等级，为此受到高度重视和广泛的关注。

目前大多数水性PU主要是由自乳化法制备，以含亲水性基团的PU为主要固化成分，涂膜干燥时若亲水成分不能有效的进入交联网络中，干燥形成的涂膜遇水易溶胀。另外其缺少像双组分溶剂型PU涂膜所能得到的交联密度和高相对分子质量，因而这些水分散体涂膜的耐水性、耐溶剂性、耐热性和光泽性较差，严重地限制了其使用的范围。因此，常采用提高涂膜的交联密度来改善乳液涂膜的耐水性。常用的交联方法有两种：一种是在合成PU预聚物时，加入官能度大于2的多羟基化合物，直接生成交联PU预聚物，将上述预聚物很好地分散在水中，并扩链形成大分子，最后形成乳液。这种方法也叫前交联法，缺点是易使预聚物黏度增大，较难分散在水中，影响乳液的稳定性。近年来新型交联剂和多官能团扩链剂的筛选与合成的研究相当活跃，已成为提高水性PU物理机械性能和耐水性能的主要途径之一。另一种方法为外交联法，采用带羧的阴离子PU乳液进行交，交联反应发生在PU分子的羧基上，有氮丙、碳化亚胺以及金属盐类化合物，在室温条件下进行交联。这类交联剂一般在使用PU乳液时加入，因其交联反应速率很快，短时间内产生凝胶而破乳。外交联法可成功解决PU乳液涂膜的亲水性问题，但因外加交联剂，组成双组分涂饰剂给施工带来不便，此方法使用较少。

现将一系列的改性有机硅树脂引入到聚氨酯皮革、聚氨酯涂饰剂、聚氨酯粘合剂、鞋底料、聚氨酯涂料、油墨中去，可解决目前水性PU和油性PU产品存在的种种问题。

⑴粘合剂：改性有机硅化物交联剂，可以增强合成革用不同底材与聚氨酯涂层材料之间的粘合性，从而相应提高涂饰性和附着力，同时带来耐水解及爽滑的感觉。可代替有毒的多氮丙啶交联剂。

⑵润湿剂：用于改善聚氨酯涂层材料之间及聚氨酯涂层材料和不同底材之间的润湿性，同时也可作为聚氨酯合成革的泡孔调节剂及流平剂。

⑶匀孔剂：主要用于增进涂层的成肌性，从而改善皮革的最终手感和表面流动性。该系列产品不含羟基，可以作为一个有效的润湿剂和匀孔剂。

⑷流平剂：可以赋予聚氨酯合成革表面平整性。湿法工艺中提高贝斯的表面透湿性、流平性；干法工艺中，提高PU革的防粘性、并有丝滑手感。

⑸泡孔调节剂：用于湿法聚氨酯浆料成革过程中的泡孔控制，泡孔结构从竖长型到均一圆孔型。同时还有消泡作用，提供光洁的表皮层或贝斯层。

⑹PU树脂改性剂：含有活性基团，为聚醚多元醇封端或者羟基封端的有机硅化物改性剂，可直接参与浆料合成反应，也可作为功能性添加剂添加，赋予聚氨酯合成革贝斯和面层更好的透湿性、透气性，更好的低温挠曲性，更好的防粘性，更高的耐磨性，优良的表面平整性、泡孔稳定性或优良的加工性。同时与极性溶剂、非极性溶剂、多元醇和异氰酸酯中有很好的相溶性。

PU革产生已形成其独特风格，高档产品已可以和真皮媲美。PU革产品开发除了包含技术因素以外，还有时尚性问题。因此要求开发人员应根据国内外欣赏特点，以艺术眼光，设计外观更具品位和魅力的产品。纺织、化工及PU革本身工艺技术不断进步，将大大推动PU革产品的发展。

自20世纪50年代起，世界人造革、合成革主产地逐渐由欧美向亚洲地区转移。从行业发展趋势来看，我国渐成生产人造革、合成革产品的制造中心。一方面是因为我国拥有劳动力资源优势，另一方面则是下游需求的增长。

近几年来，国内人造革、合成革行业产品结构不断得到优化，行业升级速度加快。在发展过程中，高端产品的市场需求缺口较为突出。一方面，聚氯乙稀人造革和PU合成革产品比重过大且以普通产品为主，种类单一，同质化现象严重，产品附加值低，呈现出明显的供过于求状况，企业以价格竞争作为主要竞争手段。行业内企业整体议价能力较弱，不能有效转嫁快速增加的原材料成本，整体利润水平呈下降趋势。另一方面，尽管国内超细纤维合成革技术发展迅速，但是目前只有少数企业能够实现产业化生产，且差异性、功能化和高端产品产量有限，而市场需求却在高速增长，产品供不应求，每年即使从日本、韩国和我国台湾地区大量进口，也不能满足市场需求。

聚氨酯合成革业在生产过程中，大多数采用有机溶剂型的聚氨酯树脂作为生产各品基层和面层的基本原料，这种类型的聚氨酯树脂均通过甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、乙酸乙酯和二甲基甲胺等作为主要溶剂以溶液聚合法制得。溶剂的用量大约占树脂用量的60%以上，湿法浆料DMF的用量达到70%以上。这些溶剂都是有害溶剂，对人体的危害是多方面的。其中，甲苯等芳香烃溶剂对人体的造血系统具有危害性，在高浓度环境中长期接触，可能发生急性中毒而休克，慢性中毒将出现血小板和白细胞减少，并出现相应的病症。其它溶剂丙酮、丁酮、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺等溶剂虽然较甲苯、二甲苯的毒性低，但长期接触也会产生较大的毒副作用，其中乙酸乙酯对眼睛和粘膜有刺激性，并有麻醉性；二甲基甲酰胺对皮肤、眼睛粘膜有较强的刺激性，吸入高浓度的蒸气时，会刺激咽部引起恶心，经常接触，经皮肤吸入，会导致肝功能障碍，且有机溶剂对女性孕育下一代将产生严重的负面影响。

在合成革生产过程中，占溶剂性聚氨酯树脂总用量60%以上的是溶剂，虽然湿法生产线中85%的溶剂被回收重新利用，但湿法生产线中仍有15%左右、干法生产线中95%的溶剂无法回收，将通过水和空气排放到周边的河流和空气中，势必会严重污染当地的环境，对人体生命健康造成威胁。由于苯、甲苯等有害溶剂易燃、易爆，极易引发火灾，造成伤残，甚至死亡。

许多厂家和化工院多都在进行水性聚氨酯树脂的研究，也开发出许多的水性聚氨酯树脂牌号，但规模都较小，最大规模也只有几吨左右的规模。并且应用范围比较狭窄，并且在性能上还不完善。

水性聚氨酯合成革

一般来说合成革用水性聚氨酯需要具备以下几方面的性能：

(1)合成革用水性聚氨酯分散液必须与同各种助剂、色浆等有良好的相溶性和配伍性，易于使用；配置好的的浆料在贮存期内不能有分层或破乳现象而且必须有较长的存放期。这就要求水性聚氨酯必须高度稳定。

(2)合成革用水性聚氨酯的抗粘防粘性必须优良，以防造成成膜剥离困难和产品堆放时局部发生粘结而影响品质。对树脂的具体要求就是将制作好的胶膜放在50℃的烘箱内压50g重法码，24小时内不发生粘连即可。

(3)合成革用水性聚氨酯的流平性、铺展性必须良好，否则浆料刮涂在离型纸上后会有条纹或穿孔等不良现象从而导致烘干后的胶膜上留有裂纹、缩孔、针眼等瑕影响产品的美观。

(4)合成革用水性聚氨酯必须具有优良的耐水性，这就要求聚氨酯膜浸在水中不会发生变形、泛白等。对于合成革来说，特别是用来制作鞋、服装、手套等易接触到水性物质（雨水、自来水等）的制品的合成革，如果所使用的水性聚氨酯膜遇水就变形、发白甚至是力学性能下降，那么产品就达不到实际消费标准也就失去了实际的应用意义。而且合成革在生产过程中大部分服装革、箱包革等要经历水揉纹操作，如果涂饰的聚氨酯膜的耐水性能不好，轻则花纹不饱满外观不理想影响仿真效果，严重则会导致破皮等问题。

(5)合成革用水性聚氨酯需要能满足机械化大生产的要求，合成革的生产是连续性的流水线操作，这就要求所使用的树脂不但具有良好的黏度和相对持久的粘接性能，同时要易于干燥，这样才能保证树脂与基材的贴合不影响生产效率又易于工艺控制。干燥速度控制对水性聚氨酯合成革生产是一大难点，因为水的挥发速度比大多数有机溶剂慢，并且生产中干燥温度不能过高，否则会影响膜的表面平整性。这就对合成革用水性聚氨酯的材料选择、工艺配套及生产设备提出更高的要求。