一种新型合成革用水性聚氨酯及制备方法 |
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| 申请号 | CN201710682656.X | 申请日 | 2017-08-10 | 公开(公告)号 | CN107383326A | 公开(公告)日 | 2017-11-24 |
| 申请人 | 山东泽辉新材料股份有限公司; | 发明人 | 王彦波; 曹国荣; 于正湖; 高树珍; 马树国; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种新型合成革用 水 性聚 氨 酯及制备方法，属于合成革技术领域。该水性聚氨酯由聚醚二元醇、异佛尔 酮 二异氰酸酯和助剂制成，本发明的水性聚氨酯 树脂 不但环保，制成的皮革具有很好的透水汽性、透气性。而且还具有一定的杀菌驱虫的能 力 ，还改善了皮革的 味道 ，减轻了异味感。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种新型合成革用水性聚氨酯，其特征在于该水性聚氨酯由聚醚二元醇50-55份、异佛尔酮二异氰酸酯30-35份、二羟甲基丙酸2-4份、二丁基锡二肉桂酸0.2-0.4份、三乙胺2-3份、乙二胺2-4份、博落回粉1-2份制成。 |
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| 说明书全文 | 一种新型合成革用水性聚氨酯及制备方法[0001] 技术领域[0002] 本发明涉及化学材料领域，尤其涉及一种合成革用水性聚氨酯及制备方法。 背景技术[0003] 水性聚氨酯是指聚氨酯溶解在水里或分散于水中而形成的一种聚氨酯乳液。20 世纪 60 年代以来，溶剂型聚氨酯得到了广泛的使用，然而有机溶剂使用时造成空气污染，具有或多或少的毒性，近年来，人们环保意识不断增强，这促进了水性聚氨酯材料的开发。水性聚氨酯以水为基本介质，具有不污染环境、节能、操作加工方便等优点，已受到人们的重视。 [0004] 水性聚氨酯以水为溶剂，具有环境友好、无毒、不易燃等优点而被广泛用于环境友好型涂料和胶黏剂中，并显示出一系列优良的性质。水性聚氨酯虽然具有很多优良的性能，但是仍然有许多不足之处。和真皮相比，存在着耐磨性、透气性差，异味浓等问题。 发明内容[0005]本发明的目的提供一种新型合成革用水性聚氨酯及制备方法。 [0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的，该新型合成革用水性聚氨酯由聚醚二元醇50-55份、异佛尔酮二异氰酸酯30-35份、二羟甲基丙酸2-4份、二丁基锡二肉桂酸0.2-0.4份、三乙胺2-3份、乙二胺2-4份、博落回粉1-2份制成。 [0007] 优选的，该新型合成革用水性聚氨酯由聚醚二元醇53份、异佛尔酮二异氰酸酯33份、二羟甲基丙酸3份、二丁基锡二肉桂酸0.3份、三乙胺2.5份、乙二胺3份、博落回粉1.5份制成。 [0008] 制备方法：在装有温度计、冷凝回流管和搅拌器的四口烧瓶中，先将聚酯二元醇在N2保护下于100-110℃真空脱水2h，然后冷却到70-80℃，加入计量的异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、博落回粉和二丁基锡二肉桂酸，反应5-7h后，用二正丁胺滴定法判断反应终点，降温至60℃，滴加三乙胺中和40min-60min，得到预聚体，再向反应体系中加入一定量的水，低剪切分散10-20min，然后高剪切分散，并加入乙二胺扩链35min，制得本发明水性聚氧酯分散液。 [0009] 所述博落回粉是由一定重量份的博落回加其10倍重量份的蒸馏水浸泡50min，加热至沸腾文火保持30min，用六层纱布过滤，药渣再加6倍重量份蒸馏水，加热至沸腾文火保持40min，六层纱布过滤，合并2次滤液浓缩干燥，加工成直径80-90nm的粉末制成。 [0010] 实验资料透光率的测定：采用可见光分光光度计测定乳液透光率。 [0011] 旋转粘度测定将试样置于恒温室内（26℃±3℃），根据粘度范围选择合适 的转子。在旋转型粘度计上测量试样的粘度。待指针稳定后读取指示盘上的读 数。计算结果：旋转粘度（mPa·s）=指示盘上的读数*转子系数。 [0012] 离心稳定性：采用离心沉淀法测试乳液离心稳定性，测试条件：3000rpm， 30min，乳液不产生分层或沉淀即判通过。 [0013] 贮存稳定性：采用人工加速条件贮存，来测试乳液的贮存稳定性，测试条 件：53±2℃，30d，乳液不产生凝聚、沉淀等现象即判通过。 [0014] 本发明水性聚氨酯乳液(WPU)固含量测定：准确称取一定质量的乳液于培养皿中，在室温下干燥成型，再在80℃的烘箱中烘至两次的称重没有明显变化为止。固含量按下式计算：固含量= ( M2-M1)/M0×100%，式中M2为培养皿和WPU烘干后的质量，M1培养皿的质量，M0为树脂样品的质量，各质量单位为g。 [0015] 本发明水性聚氨酯树脂乳液性能分析，乳液外观、固含量、稳定性等是乳液正常使用时所应参考的基本数据，也是水性聚氨酯树脂其它物理性能的直观 表现。 我们按常规方法制得的溶剂型水性聚氨酯设为对照组，以本发明的水性聚氨酯设为观察组。测得实际数据如下。编号 对照组 观察组 透光度（%） 42.3 41.7 固含量（%） 29.88 30.11 旋转粘度（mpa·s） 311 320 离心稳定性 通过 通过 粗存稳定性 通过 通过 [0016] 通过以上实验可知，本发明的水性聚氨酯材料取得了理想的实验结果，同时，降低了对环境的污染。 [0017] 聚氨酯胶膜的性能试验：我们采用常规方法制得的溶剂型水性聚氨酯胶膜设为对照组，以本发明的水性聚氨酯制得的胶膜设为观察组。采用Zwick/Roell Z020测试本发明水性聚氨酯膜的拉伸性能。试验标准为GB 16421-1996，测试温度为26℃，测试速度为50mm/min，测试结果如下表。 [0018]名称 拉伸强度/MP 断裂伸长率/% 对照组 29.9 2254 观察组 29.5 2236 通过实验结果可知，观察组加入博落回粉后，拉伸强度和断裂伸长率有所下降，但变化不明显。 [0019] 采用本发明水性聚氨酯按传统方法制成的合成革与按传统方法制成的溶剂型合成革的各项检测指标如下表。 [0020] 剥离强度的测定：将加工好的合成革沿纬向中间线剪开，表面层对表面层用专用粘合剂粘贴、滚压、烘干。再沿径向剪成宽30mm、长100mm的条状样 品，然后用定速伸长型拉力试验机进行拉伸，角度为180°的剥离，测定表面层 与基体层间的剥离强度。 [0021] 耐磨性测定：试片尺寸外径100mm，内径8mm，背面帖相同尺寸的粘纸。 [0022] Taber砂轮H-22。砝码重量：1000g（自重250g+750g砝码）。回转速度：70 RPM。结果判定：露出底基即为不合格。 [0023] 耐折牢度测定：常温耐折牢度机，下夹固定不动，上夹以折角35°往复运动。 转动速度100±5次/min。 [0024] 抗粘连性测定：取试样8块，涂层与涂层面对合共4组，将4组试样分别 夹在两块60mm×60mm×3mm的玻璃夹片中，并在夹片上压10N载荷的重物， 放入温度为（75±5）℃的带鼓风装置的恒温烘箱中， 恒温3h后取出试样，置于室温下30min，然后用手揭开对合的试样。实验结果的判定按以下方法进行。 [0025] 5级：能轻轻剥开。 [0026] 4级：稍用力剥开。 [0027] 3级：用一定的力才能剥开，表面未破坏。 [0028] 2级：在重力下剥离，并出现不完整剥离。 [0029] 1级：不能剥离。 [0030] 取四组试样的最低值作为实验结果。测试项目 对照组 观察组 剥离强度 26.9N 31.4N 耐磨性 ≥600转 ≥650转 耐折性 ≥53000次 ≥53000转 抗粘连性 4级 4级 [0031] 按常规的方法对皮革透水汽性、透气性、杀菌驱虫性的实验结果如下表。式样名称 透水汽性g/m2•24h 透气性mL/cm2•h 杀菌驱虫性 对照组 880 6540 无 观察组 1090 8210 较好 [0032] 通过以上实验可知，本发明的水性聚氨酯树脂不但环保，制成的皮革具有很好的透水汽性、透气性。特别是博落回粉的适量加入，在粉末的周边可形成不影响力学性质的气道，使其具有很好的透气性；由于粉末最后镶嵌在皮革中，使皮革具有一定的杀菌驱虫的能力，还改善了皮革的味道，减轻了异味感。 [0033] 将本发明水性聚氨酯按传统方法制成的合成革与按传统方法制成的溶剂型合成革暴露在空气中，过一段时间后，分别对两种合成革的3个地点S1、S2、S3进行采样，采用9cm平皿培养基，暴露20min，在35℃下培养60h，计算两种合成革的菌落数。单位：个/平皿。 [0034]名称 S1 S2 S3 平均值 本发明合成革 7 6 5 6 溶剂型合成革 31 27 35 31 从统计结果可以看出，采用本发明水性聚氨酯制成的合成革上的沉降菌落与溶剂型合成革上的沉降菌落有极显著差异（P<0.01），即本发明的合成革对环境中的微生物有很明显的消灭作用。 具体实施方式[0035] 该新型合成革用水性聚氨酯由聚醚二元醇52g、异佛尔酮二异氰酸酯32g、二羟甲基丙酸3g、二丁基锡二肉桂酸0.3g、三乙胺2.3g、乙二胺3g、博落回粉1g制成。在装有温度计、冷凝回流管和搅拌器的四口烧瓶中，先将聚酯二元醇在N2保护下于105℃真空脱水2h，然后冷却到75℃，加入计量的异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、博落回粉和二丁基锡二肉桂酸，反应6h后，用二正丁胺滴定法判断反应终点，降温至60℃，滴加三乙胺中和50min，得到预聚体，再向反应体系中加入一定量的水，低剪切分散15min，然后高剪切分散，并加入乙二胺扩链35min，制得本发明水性聚氨酯分散液。所述博落回粉是由一定重量份的博落回加其10倍重量份的蒸馏水浸泡50min，加热至沸腾文火保持30min，用六层纱布过滤，药渣再加6倍重量份蒸馏水，加热至沸腾文火保持40min，六层纱布过滤，合并2次滤液浓缩干燥，加工成直径85nm的粉末制成。 |
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