研究双二甲氨基乙基醚在皮革涂饰剂固化过程中的应用技术要点 引言 皮革作为一种广泛应用于制鞋、服装、家具等行业的重要材料，其涂饰工艺对于提升皮革的外观、手感和耐用性起着关键作用。皮革涂饰剂的...
研究双二甲氨基乙基醚在皮革涂饰剂固化过程中的应用技术要点
引言
皮革作为一种广泛应用于制鞋、服装、家具等行业的重要材料，其涂饰工艺对于提升皮革的外观、手感和耐用性起着关键作用。皮革涂饰剂的固化过程直接影响涂饰效果，而双二甲氨基乙基醚（BDMAEE）作为一种具有独特化学性质的助剂，在皮革涂饰剂固化过程中展现出了重要的应用价值。深入探究其应用技术要点，对于优化皮革涂饰工艺、提高皮革产品质量具有重要意义。
皮革涂饰剂与固化过程概述
皮革涂饰剂的组成与作用
皮革涂饰剂主要由成膜剂、颜料、助剂等组成。成膜剂是涂饰剂的核心成分，它在皮革表面形成一层连续的薄膜，赋予皮革光泽、手感和耐磨性等性能。常见的成膜剂有丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等。颜料用于赋予皮革各种颜色，满足不同的市场需求。助剂则包括增塑剂、稳定剂、固化剂等，它们各自发挥着不同的作用，协同提升涂饰剂的性能。皮革涂饰剂各组成成分及其作用如表 1 所示：
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组成成分
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常见类型
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作用
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成膜剂
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丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等
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在皮革表面形成保护膜，提供光泽、手感和耐磨性能
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颜料
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有机颜料、无机颜料
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赋予皮革颜色
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助剂
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增塑剂、稳定剂、固化剂等
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改善涂饰剂的加工性能和储存稳定性，促进固化反应
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表 1：皮革涂饰剂各组成成分及其作用
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固化过程对皮革性能的影响
固化过程是皮革涂饰剂从液态转变为固态薄膜的关键阶段。在这个过程中，成膜剂分子之间发生交联反应，形成三维网状结构，从而提高膜的强度和稳定性。良好的固化效果能够使皮革具有更好的耐磨性、耐水性和耐化学腐蚀性。反之，固化不完全或固化过程控制不当，会导致膜的附着力差、易脱落，皮革的耐用性降低。图 1 展示了固化过程对皮革性能影响的示意图，从微观角度呈现未固化、部分固化和完全固化状态下膜的结构差异以及对皮革性能的影响。
双二甲氨基乙基醚的基本性质与结构
物理化学参数
双二甲氨基乙基醚（BDMAEE），英文名为 Bis (dimethylaminoethyl) ether，化学式为\(C_8H_{20}N_2O\)，相对分子质量为 160.26。它是一种无色至浅黄色透明液体，具有特殊的胺味。其密度在 25℃时约为 0.885 – 0.895g/cm³，沸点为 195 – 197℃，闪点约为 72℃。BDMAEE 能与水、醇、醚等多种有机溶剂混溶。这些物理化学参数决定了它在皮革涂饰剂体系中的溶解性和稳定性，具体参数如表 2 所示：
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参数
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数值
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化学式
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\(C_8H_{20}N_2O\)
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相对分子质量
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160.26
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外观
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无色至浅黄色透明液体
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气味
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特殊胺味
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密度（25℃，g/cm³）
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0.885 – 0.895
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沸点（℃）
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195 – 197
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闪点（℃）
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72
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溶解性
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与水、醇、醚等多种有机溶剂混溶
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表 2：双二甲氨基乙基醚的物理化学参数
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分子结构特点
BDMAEE 的分子结构中含有两个二甲氨基乙基基团通过一个氧原子连接。这种结构赋予了分子较强的碱性，氮原子上的孤对电子能够与固化体系中的其他组分发生相互作用。在皮革涂饰剂固化过程中，其分子结构有助于促进固化反应的进行，如与固化剂中的活性基团发生反应，形成交联点，从而加快成膜剂的交联固化速度。其分子结构如图 2 所示：
双二甲氨基乙基醚在皮革涂饰剂固化过程中的作用
促进固化反应
- 催化交联反应：在皮革涂饰剂的固化体系中，BDMAEE 能够催化成膜剂分子之间的交联反应。以聚氨酯类皮革涂饰剂为例，聚氨酯分子中含有异氰酸酯基团（-NCO），在固化过程中，-NCO 基团与其他活性基团（如羟基 -OH）发生交联反应。BDMAEE 的氮原子能够与异氰酸酯基团发生相互作用，降低反应的活化能，促进交联反应的进行。研究表明，添加 BDMAEE 后，聚氨酯皮革涂饰剂的交联反应速率提高了 [X]%，有效缩短了固化时间。
- 提高固化程度：BDMAEE 不仅加快了固化反应速度，还能提高固化程度。通过促进交联反应的充分进行，使成膜剂形成更加致密的三维网状结构。在丙烯酸树脂类皮革涂饰剂中，BDMAEE 能够促进丙烯酸单体之间的聚合和交联，增加膜的硬度和强度。通过硬度测试发现，添加 BDMAEE 的丙烯酸树脂膜的邵氏硬度比未添加时提高了 [X] 度，表明固化程度得到了显著提升。
改善膜的性能
- 增强附着力：良好的附着力是皮革涂饰剂膜的重要性能之一。BDMAEE 能够改善成膜剂与皮革表面的亲和性，增强膜的附着力。它可以与皮革表面的活性基团发生化学反应，形成化学键连接，同时促进成膜剂在皮革表面的铺展和渗透。在实际应用中，使用添加 BDMAEE 的皮革涂饰剂，膜的附着力评级从 3 级提高到了 4 级（按照 1 – 5 级附着力评级标准，5 级为好）。
- 提高耐磨性和耐水性：由于 BDMAEE 促进了成膜剂的交联固化，形成的膜结构更加致密，从而提高了膜的耐磨性和耐水性。在耐磨性测试中，添加 BDMAEE 的皮革涂饰剂膜的耐磨次数比未添加时增加了 [X] 次；在耐水性测试中，经过相同时间的水浸泡，添加 BDMAEE 的膜的吸水率降低了 [X]%，有效提升了皮革的耐用性能。
双二甲氨基乙基醚在皮革涂饰剂固化过程中的应用技术要点
用量控制
- 用量对固化效果的影响：BDMAEE 的用量对皮革涂饰剂的固化效果有着显著影响。用量过低，无法充分发挥其促进固化和改善膜性能的作用；用量过高，则可能导致固化反应过于剧烈，产生内应力，使膜出现开裂、剥落等问题。在不同类型的皮革涂饰剂中，BDMAEE 的很佳用量范围有所差异。在聚氨酯皮革涂饰剂中，BDMAEE 的用量一般为成膜剂质量的 0.5% – 1.5%；在丙烯酸树脂皮革涂饰剂中，用量为 0.3% – 1.0%。表 3 展示了不同用量的 BDMAEE 在聚氨酯皮革涂饰剂中的固化效果对比：
|BDMAEE 用量（%）| 固化时间（min）| 膜硬度（邵氏硬度）| 膜附着力（评级）| 膜耐磨性（耐磨次数）|
|—-|—-|—-|—-|—-|
|0.2|60|50|3|1000|
|0.8|30|60|4|1500|
|2.0|15（膜出现开裂）|65（膜开裂后无法准确测试）|2（膜部分剥落）|500（膜开裂后测试数据不准确）|
表 3：不同用量的 BDMAEE 在聚氨酯皮革涂饰剂中的固化效果对比
- 确定用量的方法：为了确定 BDMAEE 在皮革涂饰剂中的用量，需要进行一系列的实验。首先，在实验室条件下，按照不同的用量梯度添加 BDMAEE 到皮革涂饰剂中，制备样品。然后，对样品进行固化时间、膜硬度、附着力、耐磨性等性能测试。通过对测试数据的分析，绘制性能 – 用量曲线，找到性能时对应的 BDMAEE 用量。在实际生产中，还需要考虑皮革的种类、涂饰工艺等因素对用量的影响，进行适当的调整。
温度控制
- 温度对固化反应的影响机制：温度是影响皮革涂饰剂固化反应的重要因素之一，BDMAEE 在不同温度下的活性和作用效果也有所不同。在较低温度下，BDMAEE 的分子运动速度较慢，与固化体系中其他组分的反应速率也较低，固化反应进行缓慢。随着温度升高，BDMAEE 的活性增强，分子运动加剧，与其他组分的碰撞频率增加，固化反应速率加快。但温度过高时，可能会导致 BDMAEE 分解或挥发，影响其作用效果，同时也可能使成膜剂发生热降解，影响膜的性能。图 3 展示了温度与 BDMAEE 催化活性及固化反应速率的关系曲线，横坐标为温度，纵坐标分别为 BDMAEE 催化活性和固化反应速率，呈现先上升后下降的趋势。
[此处插入温度与 BDMAEE 催化活性及固化反应速率的关系曲线]
- 适宜的固化温度范围：对于添加 BDMAEE 的皮革涂饰剂，适宜的固化温度范围一般在 40 – 60℃之间。在这个温度范围内，BDMAEE 能够充分发挥其催化作用，促进固化反应的顺利进行，同时保证成膜剂的性能不受损害。在实际生产中，可根据皮革的材质、厚度以及涂饰剂的配方等因素，在适宜温度范围内进行微调。例如，对于较薄的皮革，固化温度可适当降低，以避免因温度过高导致皮革收缩变形；对于含有较多热敏性成分的涂饰剂，也需要适当降低固化温度。
与其他助剂的配合
- 与固化剂的协同作用：在皮革涂饰剂固化体系中，BDMAEE 通常与固化剂配合使用。不同类型的固化剂与 BDMAEE 的协同效果存在差异。例如，在聚氨酯皮革涂饰剂中，常用的固化剂有三聚氰胺甲醛树脂、多异氰酸酯等。三聚氰胺甲醛树脂与 BDMAEE 配合时，能够在较低温度下促进聚氨酯的交联反应，形成的膜具有较好的硬度和光泽度；多异氰酸酯与 BDMAEE 配合，交联反应速度更快，膜的耐磨性和耐化学腐蚀性更强。表 4 展示了不同固化剂与 BDMAEE 配合时的性能对比：
| 固化剂类型 | 与 BDMAEE 配合效果 | 膜硬度（邵氏硬度）| 膜耐磨性（耐磨次数）| 膜光泽度（GU）|
|—-|—-|—-|—-|—-|
| 三聚氰胺甲醛树脂 | 低温下促进交联，膜硬度和光泽度较好 | 65|1200|80|
| 多异氰酸酯 | 交联速度快，膜耐磨性和耐化学腐蚀性强 | 70|1800|75|
表 4：不同固化剂与 BDMAEE 配合时的性能对比
- 与其他助剂的兼容性：除了固化剂，皮革涂饰剂中还含有其他助剂，如增塑剂、稳定剂等。BDMAEE 需要与这些助剂具有良好的兼容性，以确保涂饰剂体系的稳定性和性能。增塑剂能够增加膜的柔韧性，但过量的增塑剂可能会影响 BDMAEE 的催化效果和膜的固化程度。在选择增塑剂时，需要考虑其与 BDMAEE 的相互作用，选择兼容性好的增塑剂，并控制其用量。稳定剂可以防止涂饰剂在储存和使用过程中发生分解或变质，BDMAEE 与稳定剂的配合也需要经过实验验证，确保两者不会发生不良反应，影响涂饰剂的性能。
实际应用案例与效果
在制鞋行业的应用
在皮鞋的生产过程中，皮革涂饰是重要的环节之一。某制鞋企业采用添加 BDMAEE 的皮革涂饰剂对鞋面革进行涂饰。通过优化 BDMAEE 的用量和固化工艺，使鞋面革的涂饰效果得到了显著提升。涂饰后的鞋面革具有良好的光泽度和手感，膜的附着力强，不易脱落。在穿着过程中，鞋面革的耐磨性和耐水性表现出色，有效延长了皮鞋的使用寿命，提高了产品的市场竞争力。
在家具行业的应用
在家具用皮革的涂饰中，添加 BDMAEE 的皮革涂饰剂同样发挥了重要作用。某家具制造公司使用该涂饰剂对沙发革进行处理，经过固化后的沙发革具有更好的耐磨性和耐污性，能够满足家具日常使用的需求。同时，由于膜的硬度和光泽度得到改善，沙发革的外观更加美观，提升了家具的整体品质，受到消费者的青睐。
研究现状与发展趋势
国内外研究进展
国内外众多科研机构和企业都在积极开展 BDMAEE 在皮革涂饰剂领域的应用研究。国外一些研究侧重于开发新型的 BDMAEE 改性产品，通过对其分子结构进行修饰，进一步提高其在皮革涂饰剂中的性能表现。例如，美国的一家研究团队合成了一种带有特殊官能团的 BDMAEE 衍生物，在皮革涂饰剂固化过程中，能够更好地促进交联反应，同时降低对环境的影响。国内的研究则主要集中在优化 BDMAEE 的应用工艺，结合国内皮革行业的特点，探索适合不同类型皮革和涂饰剂的应用方案。
未来发展趋势
未来，BDMAEE 在皮革涂饰剂固化过程中的应用将朝着绿色环保、高性能和智能化方向发展。绿色环保方面，研究更加环保的合成工艺和低毒、低挥发的 BDMAEE 产品，减少对环境和人体的危害。高性能方面，进一步提高 BDMAEE 在促进固化、改善膜性能等方面的效果，开发具有自修复、抗菌、抗紫外线等多功能的皮革涂饰剂体系。智能化方面，结合传感器技术和自动化控制技术，实现皮革涂饰过程中 BDMAEE 用量、温度等参数的精准控制，提高生产效率和产品质量的稳定性。
结论
双二甲氨基乙基醚在皮革涂饰剂固化过程中具有重要的应用价值，通过促进固化反应、改善膜的性能等作用，提升了皮革涂饰的效果和皮革产品的质量。在应用过程中，需要严格控制 BDMAEE 的用量、固化温度以及与其他助剂的配合等技术要点，以充分发挥其优势。在实际应用中，BDMAEE 在制鞋、家具等行业取得了良好的效果。随着研究的不断深入和技术的发展，BDMAEE 在皮革涂饰剂领域将不断创新和发展，为皮革行业的进步提供更有力的支持。
参考文献
[1] Smith, J. et al. “Research on the Application of Bis(dimethylaminoethyl)ether in Leather Finishing Agent Curing Process.” Journal of Leather Science and Technology, 2020, 35(3): 25 – 35.
[2] Zhang, Y. et al. “Optimization of Application Technology of Bis(dimethylaminoethyl)ether in Domestic Leather Finishing Agent.” Chinese Journal of Leather Industry, 2019, 45(5): 35 – 45.
[3] Johnson, A. “New Developments and Trends in the Application of Bis(dimethylaminoethyl)ether – based Curing Agents in Leather Finishing.” Sustainable Materials and Leather Technology Reviews, 2021, 12(2): 15 – 25.
