CN100358930C - 一种用于人造毛皮底布涂层的复合乳液的制备方法及应用 - Google Patents

一种用于人造毛皮底布涂层的复合乳液的制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于人造毛皮底布涂层的复合乳液的制备方法，包括如下步骤：(1)将聚醚在90-110℃下真空脱水1-5小时，与二异氰酸酯在70-90℃预聚1-5小时，NCO的与OH的摩尔比为1.5～3∶1，降温，加入降粘剂降低预聚物的粘度；(2)加入扩链剂进行扩链反应0.5～5小时；(3)加入中和剂进行中和，控制PH值为7；(4)降温，加入无离子水进行自乳化；(5)加入引发剂，引发乳液聚合，得到聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液；这种复合乳液可用于针织人造毛皮底布涂层。本发明不仅优化了制备工艺，降低聚氨酯乳液的成本，减少环境污染，节约资源，同时还改善了涂层应用中所存在的烘干慢，涂层后毛皮底布有粘感等缺点。

Description

一种用于人造毛皮底布涂层的复合乳液的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种用于针织人造毛皮底布涂层乳液的制备方法及其应用，特别是涉及一种聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液的制备方法及其应用。
背景技术
随着人造毛皮在服饰、服装领域中的应用不断扩展，要求人造毛皮具有不同的风格与性能。人造毛皮由人造毛与底布组成，不同毛条配比，不同的织法以及底布涂层等都会影响人造毛皮的性能及其风格。长期以来，作为人造毛皮底布涂层的浆料，最为常用的是聚丙烯酸酯乳液。这类浆料具有成本低、对织物定形的尺寸稳定性好等优点。但水性聚丙烯酸酯浆料的对织物的粘接性及渗透性较差，涂层后织物的脱毛较严重而且手感较硬，因此只能应用于一般的长毛绒玩具。对于要求较高的人造毛皮服饰服装及玩具制品，这样的产品性能达不到所需要求。聚氨酯具有良好的粘接性和柔韧性，尤其是在低温环境下仍可表现良好的弹性和回弹性。但国内用于织物涂层的大多为溶剂型聚氨酯，生产过程对环境污染严重。
近年来随着人们环保意识的增强，水性聚氨酯涂料的开发与应用受到了广泛关注。本研究组已成功开发了一种用于针织人造毛皮底布涂层的聚氨酯乳液[见专利ZL02136588.1]，但在实践中发现该种产品的确改善了所涂针织人造毛皮的性能，如：脱毛量减少，悬垂性好，但还存在一定的缺陷，烘干速度较慢，涂层后毛皮底布有粘感。同时，在该水性聚氨酯的制备过程中，需用丙酮等有机溶剂降低聚氨酯反应体系的粘度，以使聚合及后期乳化能顺利进行，乳化后再将有机溶剂减压抽除。这一过程不仅增加产品的成本，而且浪费资源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于人造毛皮底布涂层的聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液的制备方法及其应用，以弥补现有技术的不足和缺陷，满足生产和生活的需要。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种用于人造毛皮底布的复合乳液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将聚醚在90-110℃下真空脱水1-5小时，与化学计量的二异氰酸酯在70-90℃预聚1-5小时，二异氰酸酯(NCO)与羟基(OH)的摩尔比为1.5～3∶1，降温至40-50℃，加入降粘剂降低预聚物的粘度；
(2)加入扩链剂进行扩链反应0.5-5小时；
(3)加入中和剂进行中和，控制PH值为7；
(4)降温至30-40℃，加入无离子水进行自乳化；
(5)加入引发剂，引发乳液聚合，得到聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。
作为优选的技术方案：所用的扩链剂组分中具有如下结构；扩链剂的用量占聚合物总重量的重量百分数为1-15％。
Figure C20051003037300051
R1、R2、R3为碳原子为1～3的烷基
所用的扩链剂是含羧基的二元醇和普通的二元醇；含羧基的二元醇为二羟甲基丙酸(DMPA)或二羟甲基丁酸(DMBA)中的一种或几种；普通二元醇为乙二醇或丁二醇中的一种或几种。所用的扩链剂还可以是乙二胺、二乙基三胺、甲苯二胺或环己二胺中的一种或几种。
所用的二异氰酸酯包括芳香族二异氰酸酯和脂肪族二异氰酸酯，为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、异佛二酮二异氰酸酯(IPDI)、1，6-六次甲基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、二甲苯二异氰酸酯(XDI)或萘二异氰酸酯(NDI)中的一种或几种。
所用的聚醚是分子量为400-4000的二官能度羟端基聚醚，是聚乙二醇、聚四氢呋喃或聚丙二醇中的一种或几种。
所用降粘剂是丙烯酸酯类化合物，为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯中的一种或几种，其加入量为聚合物总重量的10～70％。
所用中和剂是带双键的叔胺化合物，为二甲基烯丙胺、甲基二烯丙胺或甲基丙烯酸-2-(二甲氨基)乙酯中的一种或几种。
所用的引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)或过硫酸钾(KPS)中的一种或几种，其用量为降粘剂的0.1～2％。
所述的复合乳液可用于针织人造毛皮底布涂层。
本发明的有益效果是：不仅优化了制备工艺，降低聚氨酯乳液的成本，减少环境污染，节约资源，同时还改善了涂层应用中所存在的烘干慢，涂层后毛皮底布有粘感等缺点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细阐述。表1为制备复合乳液的组分及配比
    原料     重量份数
    PPG(分子量＝2000)     40
    二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)     12
    二羟甲基丙酸(DMPA)     1.34
    1，4-丁二醇     0.9
    二甲基烯丙胺     0.85
    乙二胺(TEA)     0.048
    甲基丙烯酸甲酯(MMA)     40
    偶氮二异丁腈(AIBN)     0.5
    无离子水     300
实施例1
在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的1000ml三口烧瓶中加入已在90℃真空脱水1小时的聚丙二醇(PPG)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。在不断搅拌下缓慢加热，反应混合物温度升至80℃并保持3小时后，降温至50℃，加入占聚合物总重量的10％的甲基丙烯酸甲酯降低粘度；加入占聚合物总重量的1％的扩链剂DMPA和丁二醇的混合物，反应5小时后；加入中和剂二甲基烯丙胺搅拌3小时后，控制PH值为7，降温至40℃加入无离子水进行自乳化，得到PU/MMA混合乳液；然后加入用量为降粘剂的0.1％的引发剂AIBN，搅拌均匀，升温至90℃，引发聚合5小时，根据国标测定，得到固含量为24％、粘度为90厘泊、粒径约为120nm的聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。
实施例2
制备过程同实施例1，但配方中的聚醚换成等当量的聚己内酯(PCL)(40g，M＝2000)。根据国标测定，所得固含量为24％、粘度为110厘泊、粒径为180nm的聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。
实施例3
制备过程同实例1，但配方中的聚醚换成等当量的PEG(40g，M＝2000)。根据国标测定，所得固含量为24％、粘度为70厘泊、粒径为100nm的聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。
实施例4
制备过程同实例1，但配方中的甲基丙烯酸甲酯(MMA)换成等重量的MMA和苯乙烯St(MMA∶St＝9∶1)混合液。根据国标测定，所得固含量为24％、粘度为95厘泊、粒径为150nm的聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。
实施例5
制备过程同实例1，但配方中异氰酸酯换成等当量的甲苯二异氰酸酯TDI-80(8.38g，M＝174.5)。根据国标测定，所得固含量为24％、粘度为75厘泊、粒径为148nm的聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。
实施例6
制备过程同实例1，但配方中的偶氮二异丁腈(AIBN)换成等重量的过硫酸钾(KPS)。根据国标测定，所得固含量为24％、粘度为70厘泊、粒径为177nm的聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。
实施例7
 制备过程同实例1，但配方中的ABIN换成等重量的KPS和AIBN(KPS∶AIBN＝3∶1的混合物。根据国标测定，所得固含量为24％、粘度为70厘泊、粒径为165nm的聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。
实施例8
用所制得的聚氨酯/丙烯酸酯乳液进行底布涂层，烘干温度为130℃，烘干时间为8分钟。制得的人造毛皮的脱毛率(依据FZ/T 72002-1993标准测试)为2.0毫克/100平方厘米，底布无粘感。
比较例1
坯布与加工工艺完全与实例8相同，采用专利[ZL02136588.1]中制备的聚氨酯乳液进行涂层，烘干温度为130℃，烘干时间为12分钟。(依据FZ/T72002-1993标准测试)，所得的人造毛皮的脱毛率为2.2毫克/100平方厘米，底布存在粘感。

Claims (10)

1.一种用于人造毛皮底布涂层的复合乳液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将聚醚在90-110℃下真空脱水1-5小时，与化学计量的二异氰酸酯在70-90℃预聚1-5小时，二异氰酸酯与羟基的摩尔比为1.5～3∶1，降温至40-50℃，加入降粘剂降低预聚物的粘度；
(2)加入扩链剂进行扩链反应0.5-5小时；
(3)加入中和剂进行中和，控制PH值为6.5-7.5；
(4)降温至30-40℃，加入无离子水进行自乳化；
(5)加入引发剂，引发乳液聚合，得到聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所用的扩链剂组分中具有如下结构；扩链剂的用量占聚合物总重量的重量百分数为1-15％。
Figure C2005100303730002C1
R1、R2、R3为碳原子为1～3的烷基
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所用的扩链剂是含羧基的二元醇和普通的二元醇；含羧基的二元醇为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸中的一种或几种；普通二元醇为乙二醇或丁二醇中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所用的扩链剂是乙二胺、二乙基三胺、甲苯二胺或环己二胺中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所用的二异氰酸酯包括芳香族二异氰酸酯和脂肪族二异氰酸酯，为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛二酮二异氰酸酯、1，6-六次甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯或萘二异氰酸酯中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所用的聚醚是分子量为400-4000的二官能度羟端基聚醚，是聚乙二醇、聚四氢呋喃或聚丙二醇中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所用降粘剂是丙烯酸酯类化合物，为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯中的一种或几种，其加入量为聚合物总重量的10～70％。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所用中和剂是带双键的叔胺化合物，为二甲基烯丙胺、甲基二烯丙胺或甲基丙烯酸-2-(二甲氨基)乙酯中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所用的引发剂为偶氮二异丁腈或过硫酸钾中的一种或几种，其用量为降粘剂的0.1～2％。
10.一种如权利要求1、2、4、5、6、7、8中的任意一项所述的复合乳液的应用，其特征在于：可用于针织人造毛皮底布涂层。
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