随着国家环保法律日益健全,大众对环境保护及自我保护意识的增强,水性聚氨酯在各行业得到了广泛应用。但是在实际生产中,为了使水性聚氨酯有更好的分散能力,通常需要使用少量的有机溶剂,对人体及环境不利。其次水性聚氨酯在真皮中的应用主要集中在皮革的表面涂饰当中,限制了环保材料在皮革中的应用。本文旨在发展新型的全水基型水性聚氨酯,利用超微孔物理发泡技术将其应用于真皮复合技术中,突破现有技术屏障,制备出高性能的皮革制品。本文首先使用清洁化合成技术,在不添加有机溶剂的前提下,使用TDI(甲苯二异氰酸酯)和PTMEG(聚四亚甲基醚二醇)为主要原料,采用羧酸盐、磺酸盐复合亲水扩链,控制预聚体聚合度及分散性,得到纯水基聚氨酯。研究复合亲水基比例对树脂预聚体分散能力、乳液稳定、乳液的泡沫性能以及乳液成膜后力学强度的影响。使用激光粒度仪、拉力试验机、热重分析机、扫描电子显微镜、红外等多种手段综合地对所得乳液及胶膜进行系统而深入地探讨。制得了满足皮革泡沫涂层要求的乳液X-3。其次使用自制全水基水性聚氨酯乳液X-3,采用特种超微孔发泡技术对乳液配方、物理发泡过程及涂层烘干定型条件进行筛选试验,乳液配方试验得出:当发泡、稳泡剂用量在3%-5%时,水性聚氨酯乳液有较好的发泡力及稳泡性能;使用增稠剂A801时,乳液粘度跟随温度改变粘度变化较小,且增稠体系流平性能泡沫性能俱佳;使用丙烯酸缔合型增稠剂时,将乳液粘度调整到10000-15000 CPS时,乳液的起泡力及稳泡效果俱佳,且具有较好的工业加工性。在物理发泡过程中研究了乳液的发泡倍率对泡沫涂层的机械性能及卫生性能的影响,通过对泡沫涂层进行扫描电镜、拉力试验、透气及透水汽的检测,发现机械性能与卫生性能为一对矛盾,根据产品的具体要求发泡倍率可以在1.4-2.0之间进行选择。在烘干定型过程中研究了烘箱的初始温度对涂层性能的影响,通过对涂层的烘干效率、成肌率、表面状态、拉力试验、扫描电镜等进行检测,发现烘箱的起始烘干温度在80℃时,泡沫涂层有较好的产品性能。最后实施清洁化生产技术,将全水基高分子材料与真皮进行有机复合,以水性聚氨酯代替了传统的溶剂型聚氨酯涂层,生产使用时只有水蒸气的挥发,消除了DMF(N,N-二甲基甲酰胺)、TOL(甲苯)等溶剂排放对环境的污染。以普通干燥技术代替了复杂的溶剂型的凝固-水洗-干燥工艺,对能源的消耗量很低。并对皮革涂层物理发泡的工艺路线、工艺要点、产品配方、生产设备要求及改造等进行了讨论,并最终以工程实践的方式验证了工艺的可行性。对物理发泡涂层皮革与传统工艺皮革的透气性、剥离强度、压花性能等性能进行了检测,所制得的泡沫涂层剥离强度达到35.1 N/2.5 cm,透水汽达到481.3 m L/(cm~2·h),且比传统工艺具有更高的耐黄变等级。