CN101857791B

CN101857791B - 一种水性聚氨酯静电植绒胶及制备方法

Info

Publication number: CN101857791B
Application number: CN201010205295A
Authority: CN
Inventors: 严欣宁; 唐丽; 杨文堂; 荣星; 樊丽辉; 刘杰; 李刚; 赵瑞佳
Original assignee: Liaoning Hengxing Fine Chemical (Group) Co Ltd
Current assignee: SHANDONG PINGUAN NEW MATERIAL Co.,Ltd.
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2030-06-18
Also published as: CN101857791A

Abstract

本发明一种水性聚氨酯静电植绒胶及制备方法，采用二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丁酸(DMBA)、线性双羟烷基硅氧烷(分子量1000)、聚酯二元醇(分子量2000)、扩链剂、1，6-己二醇、乙二胺、三乙胺、去离子水，经预聚反应、扩链反应、中和反应、扩链反应工艺制成。其生产工艺简单，产品手感柔软，牢度优异，耐磨、耐寒、耐溶剂性好，水性环保。

Description

一种水性聚氨酯静电植绒胶及制备方法

技术领域

本发明涉及一种纺织品静电植绒用水性聚氨酯胶及制备方法，特别是涉及一种耐寒、耐溶剂性优异的水性聚氨酯静电植绒胶及制备方法。

背景技术

随着社会的发展，环保越来越受到人们的重视，水性产品对环境无污染、对人体无伤害，所以水性聚氨酯代替溶剂型聚氨酯已成为必然趋势。

目前市场上的水性静电植绒胶产品大部分为聚丁二烯乳液和丙烯酸树脂类型的乳液，虽然牢度和柔软度能够达到基本要求，但对于要求耐溶剂、耐寒的植绒鞋革和耐寒的植绒服装革根本达不到要求。中国专利CN1718606A公开了一种“在人造革静电植真皮纤维的产品中使用的水性粘合剂及其制备方法”，该发明专利申请是一种复合型水性粘合剂，以聚氨酯为壳，以聚丙烯酸酯为核的互穿网络聚合物乳液，再合成一种能够封闭水性聚氨酯中羧基的丙烯酸酯聚合物乳液，二者以一定比例进行化学共混。其只能用于人造革静电植真皮纤维产品，不适合各种纤维绒毛，也不具有耐寒、耐溶剂性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种纺织品静电植绒用水性聚氨酯胶及制备方法，特别是提供一种耐溶剂、耐寒好，牢度、耐磨、耐洗性好的水性聚氨酯静电植绒胶及制备方法。

本发明水性聚氨酯静电植绒胶：

原料重量配比：

A、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI) 150-200

B、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI) 20-50

C、二羟甲基丁酸(DMBA) 30-60

D、线性双羟烷基硅氧烷(分子量1000) 40-90

E、聚酯二元醇(分子量2000) 30-60

F、扩链剂 10-30

G、1，6-己二醇 5-20

H、乙二胺 5-10

J、三乙胺 18-45

K、去离子水 410-730

经预聚反应、扩链反应、中和反应、扩链反应工艺制成；

产品化学指标如下：

外观：白色乳液

离子性：阴

pH值：9±1

含固量：40±2％

上述的聚酯二元醇可以选择聚己内酯二元醇、乙二醇-二乙二醇-己二酸共聚二元醇、1，4-丁二醇-己二酸共聚二元醇其中之一或二种混合。

扩链剂可以选择新戊二醇、甲基丙二醇、2.2.4三甲基-1，3戊二醇其中之一或二种混合。

线性双羟烷基硅氧烷(分子量1000)可以选择罗地亚公司的Rhodrsil 1647。

本发明水性聚氨酯静电植绒胶制备方法：

原料重量配比：如前所述；

制备方法：

(1)预聚反应：将二苯基甲烷二异氰酸酯(A)、线性双羟烷基硅氧烷(D)、聚酯二元醇(E)加入反应釜中，升温85±2℃反应1小时，然后加入异佛尔酮二异氰酸酯(B)，在90±2℃反应3小时；

(2)扩链反应：上述预聚体中加入扩链剂(F)，1，6-己二醇(G)在50-80℃反应2-3小时，降温至40±5℃，加入二羟甲基丁酸(C)后继续反应3--4小时；

(3)中和反应：加入三乙胺(J)中和反应0.5-1小时，加入去离子水(K)高速分散20分钟；

(4)扩链反应：加入乙二胺(H)在40-60℃反应2-3小时，降温至40±5℃，得产品。

本发明水性聚氨酯静电植绒胶生产简单方便，固含量40％，手感柔软，牢度好，耐寒、耐溶剂性好，水性环保。

本发明通过选择二苯基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯两种活性异氰酸酯基团协同作用提高牢度和耐水、耐溶剂性能。原料二苯基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯均具有环状结构，合成过程中环状结构稳定，形成高聚物后仍能存在，此结构可以增加产品的刚性，弹性好，耐水、耐溶剂、耐磨性能得到增强，改善植绒面料牢度、耐溶剂性能。线性双羟烷基硅氧烷提供柔滑链段，线性双羟烷基硅氧烷的主链由硅氧键组成，其键距长、键角和键能大，非常柔顺，粘流活化能很小，当温度降低至-136℃时还存在链段运动，故耐低温、耐寒性特好，线性双羟烷基硅氧烷对水的接触角与石蜡相近，从分子结构观察，线性双羟烷基硅氧烷中羟基以σ键与主链上的硅原子相连，增加了自由旋转的空间体积，羟基的氢原子和水氢原子相互排斥，使水分子难以与亲水的氧结合，具有优异的疏水性，耐水洗牢度好。综上，线性双羟烷基硅氧烷为植绒胶产品提供良好柔软性、耐寒性、耐水性等特点；本发明采用有侧链甲基的扩链剂进行扩链，可增加产品分子间斥力，产生位阻，提高了耐水、耐溶剂、耐磨性能。1，6-己二醇能够增强初粘性，提高粘结绒毛牢度。选用阴离子亲水基团二羟甲基丁酸，其长链丁酸耐水性、亲水性好，可以使乳液稳定性得到进一步提高，渗透性好，与布面的结合牢度好。选用胺类扩链剂参与扩链得到水性聚氨酯是聚氨酯--脲乳液(分散液)，聚氨酯--脲比纯聚氨酯有更大的内聚力和粘接力，脲键的耐水性比氨酯键好，能改善干、湿牢度。

本发明合成中选用了两种活性异氰酸基协同作用，不同种类的羟基原料以提高产品耐磨、耐洗、耐寒、耐溶剂等特性。该产品具有良好的工艺实施性，环保无污染。

具体实施方式

实施例1

原料重量配比：

(A)二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)150、(B)异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)25、(C)二羟甲基丁酸(DMBA)30、(D)线性双羟烷基硅氧烷(分子量1000)40、(E)1，4-丁二醇-己二酸共聚二元醇(分子量2000)30、(F)新戊二醇10、(G)1，6-己二醇10、(H)乙二胺6、(J)三乙胺27、(K)去离子水420；

制备方法：

1.预聚反应：将二苯基甲烷二异氰酸酯(A)、线性双羟烷基硅氧烷(D)、1，4-丁二醇-己二酸共聚二元醇(E)加入反应釜中，升温85±2℃反应1小时，然后加入异佛尔酮二异氰酸酯(B)，在90±2℃反应3小时；

2.扩链反应：上述预聚体中加入新戊二醇(F)，1，6-己二醇(G)在50-80℃反应2-3小时，降温至40±5℃，加入二羟甲基丁酸(C)后继续反应3--4小时；

3.中和反应：加入三乙胺(J)中和反应劫难逃0.5-1小时，加入去离子水(K)高速分散20分钟；

4.扩链反应：加入乙二胺(H)在40-60℃反应2-3小时，降温至40±5℃，得产品，固含量40.1％。

该实施例选用聚酯二元醇为1，4-丁二醇-己二酸共聚二元醇，其初粘性比较好，结合牢度优异，耐磨性优。

实施例2

原料重量配比：(A)二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)180、(B)异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)20、(C)二羟甲基丁酸(DMBA)35、(D)线性双羟烷基硅氧烷(分子量1000)90、(E)1，4-丁二醇-己二酸共聚二元醇(分子量2000)40、(F)新戊二醇10、(G)1，6-己二醇8、(H)乙二胺10、(J)三乙胺24、(K)去离子水555：制备方法同实施例1，得产品，固含量40.6％。

该实施例产品由于原料配比中线性双羟烷基硅氧烷用量较大，手感柔软，耐寒性优异。

实施例3

原料重量配比：(A)二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)160、(B)异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)25、(C)二羟甲基丁酸(DMBA)50、(D)线性双羟烷基硅氧烷(分子量1000)50、(E)聚己内酯二元醇(分子量2000)40、(F)新戊二醇10、(G)1，6-己二醇10、(H)乙二胺4、(J)三乙胺34、(K)去离子水485：制备方法同实施例1，得产品，固含量40.5％。

该实施例产品由于原料组份配比中线性双羟烷基硅氧烷和聚己内酯二元醇使用比例最佳，耐寒、耐溶剂好。

实施例4

原料重量配比：(A)二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)150、(B)异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)40、(C)二羟甲基丁酸(DMBA)60、(D)线性双羟烷基硅氧烷(分子量1000)40、(E)乙二醇-二乙二醇-己二酸共聚二元醇(分子量2000)60、(F)甲基丙二醇10、(G)1，6-己二醇10、(H)乙二胺7.5、(J)三乙胺40、(K)去离子水520：制备方法同实施例1，得产品，固含量41.2％。

该实施例产品由于原料组份选用乙二醇-二乙二醇-己二酸共聚二元醇和甲基丙二醇，其结晶度低，耐寒好；二羟甲基丁酸用量较大，产品亲水性较强，乳液状态好，稳定性好。

实施例5

原料重量配比：(A)二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)190、(B)异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)20、(C)二羟甲基丁酸(DMBA)49、(D)线性双羟烷基硅氧烷(分子量1000)90、(E)1，4-丁二醇-己二酸共聚二元醇(分子量2000)40、(F)2.2.4三甲基-1，3戊二醇30、(G)1，6-己二醇5、(H)乙二胺10、(J)三乙胺37、(K)去离子水530：制备方法同实施例1，得产品，固含量41.9％。

该实施例原料组份中扩链剂选用2.2.4三甲基-1，3戊二醇，其产品耐洗性好，耐溶剂最好。

本发明水性聚氨酯静电植绒胶使用方法：将本植绒胶乳液用增稠剂--汽巴增稠剂PTF增稠，粘度达到1500±100厘泊(25℃)，然后用涂层机在面料上涂层，150-165℃烘干2分钟。

本发明与国内、外同类产品对比实验结果如下：

1、用于全植(满地植)

产品

含固量(％)

干磨牢度(次)

手感

耐寒性(次)

植绒密度

耐溶剂性

实施例1

40.1

≥10000

柔软

≥20000无破损

均匀浓密

很好

实施例2

40.6

≥10000

柔软

≥20000无破损

均匀浓密

很好

实施例3

40.5

≥10000

柔软

≥20000无破损

均匀浓密

很好

实施例4

41.2

≥10000

柔软

≥20000无破损

均匀浓密

很好

实施例5

41.9

≥10000

柔软

≥20000无破损

均匀浓密

很好

温州大宝化工

35±1

≤5000

硬

≤10000无破损

略有丝条

一般

丙烯酸树脂植绒胶

45±1

≤5000

中硬

≤5000无破损

浓密

不好

注：耐寒测试为零下15℃测试结果

2、用于沟底植绒

1、耐寒检测：FZ/T 01007-2008涂层织物耐低温的测定；HS-6056立式耐寒试验机。

2、涂层厚度检测：GB/1764-79(89)漆膜厚度测定法；JR-706涂层厚度测试仪。

3、水洗牢度检测：GB/T8629-2001纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序；小天鹅XPB55-518S洗衣机。

4、耐磨性检测：涂层织物耐磨性能测定方法；织物平磨仪FZ/T01011-91。

从以上测试结果可以看出，本发明产品比同类产品植绒密度好，均匀浓密，无丝路、丝条现象；手感柔软，牢度优异，耐寒能够达到2万次的高要求，耐溶剂性好。明显优于其它产品。

Claims

1.水性聚氨酯静电植绒胶，其特征是：

原料重量配比：

A、二苯基甲烷二异氰酸酯 150-200

B、异佛尔酮二异氰酸酯 20-50

C、二羟甲基丁酸 30-60

D、线性双羟烷基硅氧烷分子量1000 40-90

E、聚酯二元醇分子量2000 30-60

F、扩链剂 10-30

G、1，6-己二醇 5-20

H、乙二胺 5-10

J、三乙胺 18-45

K、去离子水 410-730

经预聚反应、扩链反应、中和反应、扩链反应工艺制成；

产品化学指标如下：

外观：白色乳液

离子性：阴

pH值：9±1

含固量：40±2％；

扩链剂选择新戊二醇、甲基丙二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇其中之一或二种混合。

2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯静电植绒胶，其特征是：聚酯二元醇选择聚己内酯二元醇、乙二醇-二乙二醇-己二酸共聚二元醇、1，4-丁二醇-己二酸共聚二元醇其中之一或二种混合；

线性双羟烷基硅氧烷分子量1000选择罗地亚公司的Rhodrsil1647。

3.水性聚氨酯静电植绒胶制备方法，其特征是：

原料重量配比：

A、二苯基甲烷二异氰酸酯 150-200

B、异佛尔酮二异氰酸酯 20-50

C、二羟甲基丁酸 30-60

D、线性双羟烷基硅氧烷分子量1000 40-90

E、聚酯二元醇分子量2000 30-60

F、扩链剂 10-30

G、1，6-己二醇 5-20

H、乙二胺 5-10

J、三乙胺 18-45

K、去离子水 410-730

制备方法：

4.根据权利要求3所述的水性聚氨酯静电植绒胶制备方法，其特征是：聚酯二元醇选择聚己内酯二元醇、乙二醇-二乙二醇-己二酸共聚二元醇、1，4-丁二醇-己二酸共聚二元醇其中之一或二种混合；

扩链剂选择新戊二醇、甲基丙二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇其中之一或二种混合；

线性双羟烷基硅氧烷分子量1000选择罗地亚公司的Rhodrsil1647。