CN102181031A - 一种耐久性沙发革用聚氨酯树脂及制备方法 - Google Patents

Abstract

一种耐久性沙发革用超软质湿法聚氨酯树脂，由异氰酸酯、聚酯/聚醚多元醇混合物、扩链剂、有机溶剂N，N-二甲基甲酰胺和聚氧化丙烯二醇制备而成。该聚氨酯树脂是以含有强度较好、成本较低的聚己二酸乙二醇缩二乙二醇酯二醇，耐水解性较好的聚四氢呋喃二醇和耐久性能好的聚碳酸酯二醇为原料制备的，通过工艺的调整，使得分子排列更加规整，有利于耐久性和耐老化性的提高。在终止反应时加入聚氧化丙烯二醇，不仅能够起到增塑剂的作用、提高树脂的成膜性，并且有助于形成蜂窝状的圆泡孔结构，使得湿法base手感变得更加柔软。用该树脂制作的湿法base，能够在填充30％的条件下达到手感柔软，且屈挠测试达到5万次以上，通过5周的恒温恒湿测试后，屈挠测试仍达到3万次以上。

Description

一种耐久性沙发革用聚氨酯树脂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种合成革用湿法聚氨酯树脂的合成方法及其生产工艺，具体涉及一种耐久性沙发革用聚氨酯树脂及制备方法。

背景技术

聚氨酯合成革是一类具有特殊性能的高分子材料，经过几十年的研究开发，其突出的耐磨性、强度和韧性、耐溶剂性、耐油性、高裁剪率等优异性能，被广泛应用在运动休闲鞋、皮鞋、皮革衣服、箱包、沙发(家具)、腰带、票夹、文具、汽车内饰等用途，是理想的天然皮革替代产品。

虽然合成革用聚氨酯树脂的发展已经有几十年的历史，但面对市场需求的不断提高，对聚氨酯树脂技术有了更高的要求，例如，在沙发革领域，以前只要求其手感柔软，屈挠测试达到3万次保证在一定时间内不脱落，是不对它的耐久性进行测试的，因此普通的沙发革的使用寿命一般都只有半年左右即经过恒温恒湿1周的测试后，湿法base(注：将聚氨酯树脂中加入DMF溶剂及其它填料、助剂制成混合液，真空机脱泡后，浸渍或涂覆于基布上，然后放入水中置换溶剂，聚氨酯树脂逐渐凝固，从而形成微孔聚氨酯粒面层，再通过辊压、烘干定型制成湿法base)表面不烂面。而现在随着市场的更新，不仅要求制成的沙发革产品具有更柔软的手感，而且要求有很好的耐水解性，较好的耐久性。对于普通沙发革用湿法聚氨酯树脂，要求其在填充30％的条件下达到手感柔软，且屈挠测试达到5万次以上，并且做了耐久性3年、5年等的要求，就是要求沙发革经过恒温恒湿3周、5周的测试后，屈挠测试仍达到一定的程度。

发明内容

本发明提供一种耐久性沙发革用超软质湿法聚氨酯树脂及制备方法。首先，本发明合成的沙发革用超软质沙发革用聚氨酯树脂，用其制作的湿法base，能够在填充30％的条件下达到手感柔软，且屈挠测试达到5万次以上，通过5周的恒温恒湿测试后，屈挠测试仍达到3万次以上。

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

作为本发明的第一方面，一种耐久性沙发革用超软质湿法聚氨酯树脂，按照反应体系总质量百分比计，包括以下原料：

成分                          含量

二苯基甲烷-4，4`-二异氰酸酯   4％～10％；

聚酯、聚醚多元醇混合物        15％～25％；

扩链剂                        1％～4％

N，N-二甲基甲酰胺             60％～75％。

聚氧化丙烯二醇                1％～5％

其中，所述的二苯基甲烷-4，4`-二异氰酸酯的用量优选为6％～8％。

所述聚酯、聚醚多元醇混合物的用量优选为18％～23％。

所述聚酯、聚醚多元醇混合物的组成如下：数均分子量2000～3000g/mol的聚己二酸乙二醇缩二乙二醇酯二醇，占混合物的60wt％～20wt％；数均分子量1000～3000g/mol的聚四氢呋喃二醇(PTMG)，占聚酯多元醇化合物的10wt％～30wt％；数均分子量2000g/mol的聚碳酸酯二醇(PCD)，占聚酯多元醇化合物10％～50wt％。

所述扩链剂为乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，5戊二醇中的一种或两种。优选用量为1％～2.5％。

所述N，N-二甲基甲酰胺的优选用量为67％～72％。

所述聚氧化丙烯二醇的优选用量为1.5％～3％。

作为本发明的第二方面，一种耐久性沙发革用超软质湿法聚氨酯树脂，包括以下步骤：

1)预聚反应：在反应釜中投入聚酯、聚醚多元醇混合物和二苯基甲烷-4，4`-二异氰酸酯和溶剂进行预聚反应，控制反应液中异氰酸酯基和羟基的摩尔比即NCO∶OH＝1∶1～1.05∶1，反应温度控制在75～85℃，预聚固含量控制在70％，反应2～3h后，测反应液粘度达到300～350pa.s/50℃时，预聚反应结束；

2)链增长反应：投入扩链剂和剩余溶剂，反应1～2h后加入剩余量的二苯基甲烷-4，4`-二异氰酸酯继续进行链增长反应，控制最终粘度200～300pa.s/25℃时，加入聚氧化丙烯二醇，结束反应。

本发明的有益效果：

本发明的超软质沙发革用聚氨酯树脂是针对目前市场上普通的沙发革产品一般存在耐久性差、耐水解性差的问题，通过在反应体系中采用聚己二酸乙二醇缩二乙二醇酯二醇、聚四氢呋喃二醇(PTMG)和聚碳酸酯二醇(PCD)的大分子多元醇体系，通过配方和工艺的控制，设计了一种结构规整度较高的高分子化合物。由于三种大分子多元醇按照一定配比的应用，解决了耐水解差、耐久性差和成本高的问题，并且在大分子的预聚反应阶段，采用了较高的预聚粘度，使得分子排列更加规整，有利于耐久性和耐老化性的提高。在终止反应时采用加入聚氧化丙烯二醇，不仅能够起到增塑剂的作用、提高树脂的成膜性，并且有助于形成蜂窝状的圆泡孔结构，使得湿法base手感变得更加柔软。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

原料名称                                          重量(kg)

聚己二酸乙二醇缩二乙二醇酯二醇(数均分子量2000)    1075

聚四氢呋喃二醇(数均分子量1000)                    430

聚碳酸酯二醇(数均分子量2000)                      645

MDI(二苯基甲烷-4，4`-二异氰酸酯)                  731.38

EG(乙二醇)                                        67.6

1，6-HG(1，6-己二醇)                              64.33

抗氧剂TPP                                         5.4

催化剂(羧酸铋)                                    0.054

DMF(N，N-二甲基甲酰胺)                            7502.17

聚氧化丙烯二醇                                    201.9

实施例2

原料名称                                          重量(kg)

聚己二酸乙二醇缩二乙二醇酯二醇(数均分子量2000)    1155

聚四氢呋喃二醇(数均分子量2000)                    420

聚碳酸酯二醇(数均分子量2000)                      525

MDI(二苯基甲烷-4，4`-二异氰酸酯)                  700.4

EG(乙二醇)                                        72.4

1，6-HG(1，6-己二醇)                              68.9

抗氧剂TPP                                         5.3

催化剂(羧酸铋)                                    0.053

DMF(N，N-二甲基甲酰胺)                            7413.09

聚氧化丙烯二醇                                    253.33

实施例3

原料名称                                          重量(kg)

聚己二酸乙二醇缩二乙二醇酯二醇(数均分子量2000)    1075

聚四氢呋喃二醇(数均分子量1000)                    430

聚碳酸酯二醇(数均分子量2000)                      645

MDI(二苯基甲烷-4，4`-二异氰酸酯)                  720.08

BG(1，4-丁二醇)                                   107.347

1，6-HG(1，6-己二醇)                              46.914

抗氧剂TPP                                         5.35

催化剂(羧酸铋)                                    0.053

DMF(N，N-二甲基甲酰胺)                            7550.71

聚氧化丙烯二醇                                    211.7

实施例4

原料名称                                          重量(kg)

聚己二酸乙二醇缩二乙二醇酯二醇(数均分子量2000)    1155

聚四氢呋喃二醇(数均分子量2000)                    420

聚碳酸酯二醇(数均分子量2000)                      525

MDI(二苯基甲烷-4，4`-二异氰酸酯)                  703.73

1，6-HG(1，6-己二醇)                              208.26

抗氧剂TPP                                         5.3

催化剂(羧酸铋)                                    0.053

DMF(N，N-二甲基甲酰胺)                            7379.41

聚氧化丙烯二醇                                    150.6

上述实施例均按照以下工艺制备：

在反应釜中投入聚酯、聚醚多元醇混合物和二苯基甲烷-4，4`-二异氰酸酯和溶剂进行预聚反应，控制反应液中异氰酸酯基和羟基的摩尔比即NCO∶OH＝1∶1～1.05∶1，反应温度控制在75～85℃，预聚固含量控制在70％～80％之间，反应2～3h后，测反应液粘度达到300～350pa.s/50℃时，投入扩链剂和剩余溶剂，反应1～2h后加入剩余量的二苯基甲烷-4，4`-二异氰酸酯继续进行链增长反应，控制最终粘度200～300pa.s/25℃时，加入聚氧化丙烯二醇，结束反应。

检测试验

对比例为旭川化学的XCW-8920。

将实施例1～4制备的耐久五年沙发革用超软质湿法聚氨酯树脂和旭川化学的软质高填充沙发革聚氨酯树脂XCW-8920分别与填充料(占树脂质量的30％)常规公知的泡孔调节剂、渗透剂按照一定比例稀释配成涂刮液，以1.6mm的刀距在0.6mm厚的机织布上进行涂刮，经凝固、水洗、烘干后得到湿法base。对湿法base在70℃×95％RH的条件下进行5周的恒温恒湿测试，然后测试其屈挠性能。

比较结果如下，见表1。

表1检测结果

由表1可以得出以下结论：

实施例1～4制备的树脂涂刮制成的湿法base，屈挠测试能够达到10万次以上，在70℃×95％RH的条件下进行5周的恒温恒湿测试后，屈挠测试仍能够达到7万次以上，而旭川化学的XCW-8920通过5周恒温恒湿测试后，base表面已经烂面，无法进行屈挠测试。

Claims (9)

1.一种耐久性沙发革用超软质湿法聚氨酯树脂，其特征在于，由以下质量百分比的原料制备而成：

二苯基甲烷-4，4`-二异氰酸酯   4％～10％；

聚酯、聚醚多元醇混合物        15％～25％；

扩链剂                        1％～4％

N，N-二甲基甲酰胺             60％～75％。

聚氧化丙烯二醇                1％～5％。

2.如权利要求1所述的耐久性沙发革用超软质湿法聚氨酯树脂，其特征在于，所述的二苯基甲烷-4，4`-二异氰酸酯的用量为6％～8％。

3.如权利要求1所述的耐久性沙发革用超软质湿法聚氨酯树脂，其特征在于，所述的聚酯、聚醚多元醇混合物的组成如下：数均分子量2000～3000g/mol的聚己二酸乙二醇缩二乙二醇酯二醇，占混合物的60wt％～20wt％；数均分子量1000～3000g/mol的聚四氢呋喃二醇(PTMG)，占聚酯多元醇化合物的10wt％～30wt％；数均分子量2000g/mol的聚碳酸酯二醇(PCD)，占聚酯多元醇化合物10％～50wt％。

4.如权利要求1所述的耐久性沙发革用超软质湿法聚氨酯树脂，其特征在于，所述聚酯、聚醚多元醇混合物的用量为18％～23％。

5.如权利要求1所述的耐久性沙发革用超软质湿法聚氨酯树脂，其特征在于，所述的扩链剂为乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，5戊二醇中的一种或两种。

6.如权利要求1所述的耐久性沙发革用超软质湿法聚氨酯树脂，其特征在于，所述扩链剂的用量为1％～2.5％。

7.如权利要求1所述的耐久性沙发革用超软质湿法聚氨酯树脂，其特征在于，所述的N，N-二甲基甲酰胺的用量为67％～72％。

8.如权利要求1所述的耐久性沙发革用超软质湿法聚氨酯树脂，其特征在于，所述的聚氧化丙烯二醇的用量为1.5％～3％。

9.一种制备权利要求1所述的耐久性沙发革用超软质湿法聚氨酯树脂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)预聚反应：在反应釜中投入聚酯、聚醚多元醇混合物和二苯基甲烷-4，4`-二异氰酸酯和溶剂进行预聚反应，控制反应液中异氰酸酯基和羟基的摩尔比即NCO∶OH＝1∶1～1.05∶1，反应温度控制在75～85℃，预聚固含量控制在70％，反应2～3h后，测反应液粘度达到300～350pa.s/50℃时，预聚反应结束；

2)链增长反应：投入扩链剂和剩余溶剂，反应1～2h后加入剩余量的二苯基甲烷-4，4`-二异氰酸酯继续进行链增长反应，控制最终粘度200～300pa.s/25℃时，加入聚氧化丙烯二醇，结束反应。