用于人造革的改性水性聚氨酯樹(shù)脂及其制備方法
March.15
中國(guó)人造革合成革網(wǎng)
本發(fā)明涉及合成革用改性水性聚氨酯樹(shù)脂及其制備方法，更具體地說(shuō)是一種用于人造革的水性聚氨酯及其制備方法。
背景技術(shù)
目前全國(guó)合成革用聚氨酯樹(shù)脂都為溶劑的溶劑型聚氨酯樹(shù)脂。這些溶劑的使用會(huì)造成各種危害，如操作者的健康、環(huán)境污染、儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)劝踩[患。溶劑的揮發(fā)和回收還會(huì)造成資源和能源的浪費(fèi)，也不符合國(guó)家節(jié)能減排的產(chǎn)業(yè)政策。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和全球一體化環(huán)保和能源問(wèn)題也引起各個(gè)國(guó)家的重視。發(fā)展和使用水性聚氨酯樹(shù)脂替代目前的溶劑型樹(shù)脂是大勢(shì)所趨。
目前日本、德國(guó)、意大利等制革發(fā)達(dá)國(guó)家已開(kāi)始使用水性聚氨酯樹(shù)脂替代溶劑型聚氨酯樹(shù)脂在人造合成。我國(guó)由于水性聚氨樹(shù)脂開(kāi)發(fā)比較遲目前未經(jīng)改性的水性聚氨酯樹(shù)脂還不能用于制革行業(yè)。目前已有許多改性的水性聚氨酯樹(shù)脂產(chǎn)品，如專(zhuān)利號(hào)CN101348554、CN1884335、CN1854165、CN1772786、CN1611522等等。這些水性聚氨酯樹(shù)脂盡管使用原料和生產(chǎn)工藝有所不同，但產(chǎn)品只能用于涂料和粘合劑，不能當(dāng)大分子樹(shù)脂用于合成革；也不能滿(mǎn)足合成革的物性指標(biāo)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述不足，而提供一種生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、原料簡(jiǎn)單易購(gòu)、成本低、效果好的用于人造革的水性聚氨酯及其制備方法，以取代現(xiàn)有的革用溶劑型聚氨酯樹(shù)脂漿料，產(chǎn)品抗張強(qiáng)度大、彈性好、粘附力強(qiáng)、耐水、耐溶劑、耐化學(xué)性能好、真皮感強(qiáng)、耐寒耐折強(qiáng)度高。本發(fā)明的產(chǎn)品具有優(yōu)良的綜合性能和突出的環(huán)保性，可用于各類(lèi)人造革的制造和膜轉(zhuǎn)移。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案：這種用于人造革的改性水性聚氨酯樹(shù)脂，配方是聚醚多元醇N210分子量1000為6％、聚醚多元醇N220分子量2000為9～14％或聚醚多元醇N240分子量4000為6％中的任意二種組合；甲苯二異氰酸酯TDI為6.5～9％、二羥甲基丙酸為1.5～1.8％、羥基飽和聚酯樹(shù)脂為2～4％、二月桂酸二丁基錫為0.01％、二乙二醇為0.8～1.5％、三乙胺為0.9～1.3％、異佛爾酮二胺為0.4～0.5％和羥基聚醚改性硅氧烷羥值56為0.5～2％，其余為水(去離子水)，需要說(shuō)明的是本發(fā)明的百分比均為質(zhì)量百分比。
作為優(yōu)選，具體配方是聚醚多元醇N210分子量1000為6％、聚醚多元醇N220分子量2000為11％、甲苯二異氰酸酯TDI為8.5％、二羥甲基丙酸為1.6％、羥基飽和聚酯樹(shù)脂為3％、二月桂酸二丁基錫為0.01％、二乙二醇為1.1％、三乙胺為1.2％、異佛爾酮二胺為0.5％和羥基聚醚改性硅氧烷羥值56為1.5％，其余為水。
作為優(yōu)選，具體配方是：聚醚多元醇N220分子量2000為12％，聚醚多元醇N240分子量4000為6％、甲苯二異氰酸酯TDI為6.9％、二羥甲基丙酸為1.4％、羥基飽和聚酯樹(shù)脂為2.9％、二月桂酸二丁基錫為0.01％、二乙二醇為0.9％、三乙胺為1％、異佛爾酮二胺為0.4％和羥基聚醚改性硅氧烷羥值56為1.8％，其余為水。
作為優(yōu)選，具體配方是：聚醚多元醇N2l0分子量1000為6％、聚醚多元醇N220分子量2000為12％、甲苯二異氰酸酯TDI為6.5％、二羥甲基丙酸為1.5％、羥基飽和聚酯樹(shù)脂為2％、二月桂酸二丁基錫為0.01％、二乙二醇為1.3％、三乙胺為0.9％、異佛爾酮二胺為0.4％和羥基聚醚改性硅氧烷羥值56為1％、其余為水。
作為優(yōu)選，具體配方是：聚醚多元醇N210分子量1000為6％、聚醚多元醇N220分子量2000為14％、甲苯二異氰酸酯TDI為9％、二羥甲基丙酸為1.7％、羥基飽和聚酯樹(shù)脂為4％、二月桂酸二丁基錫為0.01％、二乙二醇為1.2％、三乙胺為1.3％、異佛爾酮二胺為0.5％和羥基聚醚改性硅氧烷羥值56為0.5％，其余為水。
本發(fā)明所述的用于人造革的改性水性聚氨酯樹(shù)脂的制備方法，包括如下步驟：先將聚醚多元醇120℃脫水，冷卻到60℃加甲苯異氰酸酯85～95℃預(yù)聚3小時(shí)；再加入二羥甲基丙酸和羥基飽和聚酯樹(shù)脂、二月桂酸二丁基錫75～80℃反應(yīng)2小時(shí)進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)；再加入二乙二醇、羥基聚醚改性硅氧烷75～80℃反應(yīng)3小時(shí)行擴(kuò)鏈；冷卻到40℃以下加三乙胺中和，10分鐘后加去離子水2200轉(zhuǎn)／分鐘分散15分鐘進(jìn)行乳化；再加異佛爾酮二胺擴(kuò)鏈分散30分鐘即得固含量30～40％的革用水性聚氨酯樹(shù)脂。
本發(fā)明的作用機(jī)理是：
1、利用聚醚柔軟性解決樹(shù)脂的柔軟和手感。
2、芳香族多異氰酸酯(甲苯二異氰酸酯TDI、4，4二苯基甲烷二異氰酸酯MDI)為加成反應(yīng)的主劑。
3、二羥甲基丙酸做親水?dāng)U鏈劑解決水溶性問(wèn)題。
4、二月桂酸二丁基錫做催化劑。
5、羥基飽和聚酯樹(shù)脂的多羥基做擴(kuò)鏈和交聯(lián)劑提高樹(shù)脂的附著力和柔忍性以及機(jī)械強(qiáng)度，以及兼具有飽和聚酯樹(shù)脂光澤好、附著力高的優(yōu)良特性。
6、三乙胺的堿性做中和劑。
7、去離子水做環(huán)保型溶劑。
8、由于羥基改聚醚硅氧烷的硅能在表面富集可以拒水，而且兼有柔軟性和滑爽絲綢手感，解決樹(shù)脂耐水解和柔軟滑爽絲綢感。
9、異佛爾酮二胺利用胺比水和異氰酸根反應(yīng)快而比其它二元胺反應(yīng)慢的原理做水中擴(kuò)鏈劑，解決反應(yīng)過(guò)快難控制和增加尿鍵解決樹(shù)脂的強(qiáng)度。
由此可見(jiàn)本發(fā)明的水性聚氨酯樹(shù)脂是用聚醚多元醇和多異氰酸酯做分子鏈主劑解決柔韌性和手感、二羥甲基丙酸做親水?dāng)U鏈劑解決水溶性增加分子量，羥基飽和聚酯樹(shù)脂做擴(kuò)鏈、交聯(lián)擴(kuò)鏈劑解決附著力和提高機(jī)械強(qiáng)度以及提高分子量，羥基改聚醚硅氧烷進(jìn)一步提高分子量和解決耐水解，以及特殊手感問(wèn)題異佛爾酮二胺做水中擴(kuò)鏈劑進(jìn)一提高分子量和增加分子尿鍵解決樹(shù)脂的機(jī)械強(qiáng)度。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
1、本發(fā)明產(chǎn)品制革后手感好、成本低、并能制成各種風(fēng)格的PU成品革。
2、本發(fā)明產(chǎn)品可用于現(xiàn)在的制革生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備無(wú)須改造，制革工藝基本無(wú)需改變。
3、本發(fā)明產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、制備過(guò)程簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境條件無(wú)特定要求。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但應(yīng)理解這些實(shí)施例并不是限制本發(fā)明的范圍，在不違背本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對(duì)本發(fā)明作出改變和改進(jìn)以使其適合不同的使用情況，條件和實(shí)施方案。
實(shí)施例1：聚醚多元醇N210(6％)N220(11％)、甲苯二異氰酸酯TDI(8％)、二羥甲基丙酸(1.6％)、羥基飽和聚酯樹(shù)脂(3％)、二月桂酸二丁基錫(0.01％)、二乙二醇(1.1％)、三乙胺(1.2％)、異佛爾酮二胺(0.5％)、羥基聚醚改性硅氧烷羥值56(1.5％)、余量為水。
本實(shí)例配方可用于箱包革、鞋革和半PU革的制造。
實(shí)施例2：聚醚多元醇N220(12％)N240(6％)、甲苯二異氰酸酯TDI(6.9％)、二羥甲飽和聚酯樹(shù)脂(1.4％)、羥基飽和聚酯樹(shù)脂(2.9％)、二月桂酸二丁基錫(0.1％)、二乙二醇(0.9％)、三乙胺(1％)、異佛爾酮二胺(0.4％)、羥基聚醚改性硅氧烷羥值56 (1.8％)、余量為水。
本實(shí)例配方可用于服裝革、軟箱包革和半PU革的制造。
實(shí)施例3：聚醚多元醇N210(6％)N220(12％)、甲苯二異氰酸酯TDI(6.5％)、二羥甲基丙酸(1.5％)、羥基飽和聚酯樹(shù)脂(2％)、二月桂酸二丁基錫(0.01％)、二乙二醇 (1.3％)、三乙胺(0.9％)、異佛爾酮二胺(0.4％)、羥基聚醚改性硅氧烷羥值56(1％)、余量為水。
本實(shí)施例尤其適宜PU和PVC革的粘接層。
實(shí)施列4：聚醚多元醇N210(6％)N220(14％)、甲苯二異氰酸酯TDI(9％)、二羥甲基丙酸(1.7％)、羥基飽和聚酯樹(shù)脂(4％)、二月桂酸二丁基錫(0.0l％)、二乙二醇(1.2％)、三乙胺(1.3％)、異佛爾酮二胺(0.5％)、羥基聚醚改性硅氧烷羥值56(0.5％)、余量為水。
本實(shí)施例尤其適宜PU革的改色和直涂壓花處理．
具體實(shí)施方法是：先將聚醚多元醇120℃脫水，冷卻到60℃加多異氰酸酯85～95℃預(yù)聚3小時(shí)；在加入二羥甲基丙酸和羥基丙烯酸樹(shù)脂、二月桂酸二丁基錫75～80℃反應(yīng)2小時(shí)；再加入二乙二醇羥基聚醚改性硅氧烷75～80℃反應(yīng)3小時(shí)；冷卻到40℃以下加三乙胺中和10分鐘后加去離子水2200轉(zhuǎn)／分鐘分散15分鐘；再加異佛爾酮二胺擴(kuò)鏈分散25分鐘既的固含量30～40％的革用改性水性聚氨酯樹(shù)脂。
使用方法：
1、取本發(fā)明的產(chǎn)品加入水性有機(jī)硅流平劑、聚氨酯締合型增綢劑調(diào)到合適的黏度，加入水性色漿攪勻，然后涂于離型紙上130℃烘到半干轉(zhuǎn)帖于貝司上烘干即可，使用方法和普通溶劑干法樹(shù)脂一樣。
2、取本發(fā)明的產(chǎn)品加入水性有機(jī)硅流平劑、聚氨酯締合型增稠劑調(diào)到合適的黏度，加入色漿攪勻，直接涂于貝司或基布上烘干即可。
除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
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