CN102336883B - 面料复合用反应型聚氨酯热熔胶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明面料复合用反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，涉及一种反应型聚氨酯热熔胶，属于聚氨酯熔胶制备技术领域。所述面料复合用反应型聚氨酯热熔胶由聚酯多元醇、聚醚多元醇、扩链剂、附着力促进剂和抗氧剂加热混融均匀后，经过真空干燥脱水，加入异氰酸酯、催化剂和硅烷偶联剂在氮气保护下反应而成。本发明制备的面料复合用反应型聚氨酯热熔胶受热后由于氢键作用而产生物理交联，会变成熔融的粘稠态，冷却后又恢复为原来的物性。其不仅具有卓越的耐酶菌性能、较高的粘接强度、优良的柔韧性、耐水和防水透湿等性能，并且不含挥发性有机溶剂，具有优异的环保性，适用于各种面料的贴合及面料和防水透湿薄膜的贴合。
Description
技术领域
本发明面料复合用反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，涉及一种反应型聚氨酯热熔胶，属于聚氨酯熔胶制备技术领域。
背景技术
随着社会的进步，生活水平的提高，消费者对着装要求越来越高。服装面料向着轻盈、舒适和美观化方向发展，对防皱、防水、透湿、防风、保暖、防静电等功能性服装格外青睐，促使厂家采用各种新技术、新工艺来改善服装面料的各项性能。近年来，复合面料在服装企业中被广泛应用，新型面料不断问世，满足人们对服装的舒适性，多样性的要求，极大地丰富了人们的生活。面料复合时通常使用水性、油性或传统热熔型胶粘剂，这类胶粘剂对面料的选择性较窄，压烫条件、耐洗涤性能、防水透湿性能及绿色环保方面具有较大的局限性，影响了新颖多变面料的推广及成衣制作。
发明内容
本发明目的是克服已有技术的不足，提供一种面料复合用反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，制备的产品主要用于摇粒绒、四面弹、春亚纺、塔丝隆等面料和防皱、防水、排水透湿透气、防静电等功能性服装领域中的面料复合、鞋类制造业、汽车内饰材料的粘合，以及其他手工装饰业的粘合。
本发明的技术方案：面料复合用反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于：所述面料复合用反应型聚氨酯热熔胶由聚酯多元醇、聚醚多元醇、扩链剂、附着力促进剂和稳定剂加热混融均匀后，经过真空干燥脱水，加入异氰酸酯、催化剂和硅烷偶联剂在氮气保护下反应而成；步骤如下：按重量份计：
a、取5～10份聚酯多元醇、40～55份聚醚多元醇、2～4份扩链剂、1～2份附着力促进剂和0.1～0.2份稳定剂混合，110～140℃加热搅拌混融均匀，110～140℃下真空干燥脱水2.5小时，降温至65～75℃，得到反应混合物；
b、氮气保护下在上述反应混合物中加入25～35份异氰酸酯、0.05～0.1份催化剂和0.5～1.5份硅烷偶联剂，反应20～30min后出料，将其密封包装，放入70～90℃烘箱中熟化6～8小时后，即得产品面料复合用反应型聚氨酯热熔胶；
所述聚酯多元醇为聚酯二元醇或聚ε-己内酯多元醇，重均分子量为1000～4000；所述聚酯二元醇为聚己二酸己二醇酯二醇、聚碳酸酯二元醇或聚己二酸乙二醇酯二醇中的一种或几种的混合物。大量的实验与实践证明：随着聚酯多元醇相对分子量的增大，热熔胶的断裂强度、断裂伸长率都有明显提高，分子量选择在1000～4000之间时粘接强度为最佳。
所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚乙二醇，聚四氢呋喃醚二醇和四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇中的一种或几种的混合物；重均分子量为400～2000。使用聚醚多元醇制成的面料复合用反应型聚氨酯热熔胶具有良好的耐水性，抗冲击性和低温性。
所述扩链剂为乙二醇、丙二醇、1，4丁二醇、己二醇和三羟甲基丙烷中的一种或几种的混合物；所述扩链剂为1，4丁二醇和三羟甲基丙烷的混合物。
所述附着力促进剂为双酚A环氧树脂、双酚环氧F树脂、E-51环氧树脂、E-44环氧树脂、E-31环氧树脂、E-20环氧树脂和E-12环氧树脂中的一种。附着力促进剂的加入，大大提高了面料复合用反应型聚氨酯热熔胶对金属、塑料、纺织物等的附着力。
所述稳定剂为抗氧剂和光稳定剂中的一种或两者的组合物；所述抗氧剂为CHINOX 1010、CHINOX1076、CHINOX1098、CHINOX1790或CHINOX5726；所述光稳定剂为CHISORB 234、CHISORB320、CHISORB5411、CHISORB5571、CHISORB335、CHISORB1268或UV 320。稳定剂的作用是阻止聚氨酯热氧化，阻止由氧诱发的聚合物断链反应，提高产品耐热氧化和光老化性能。
所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷-4，4二异氰酸酯、1，6己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种的混合物；异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯和二苯甲烷-4，4二异氰酸酯的混合物。
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、三乙烯二胺、三乙醇胺和双吗啉基二乙基醚中的一种或几种的混合物；所述催化剂为辛酸亚锡。催化剂的加入调节了反应速度和固化速度。
所述硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂：γ-氨基丙基三乙氧基硅烷KH-550、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷KH-560和γ-氨基丙基三甲氧基硅烷KH-551中的一种或几种的混合物。硅烷偶联剂的引入降低了胶粘剂体系的表面张力和粘度，排除了被粘物表面的水分，改善了胶粘剂对被粘物的润湿性，从而提高了粘接强度；硅烷偶联剂还与被粘物表面的羟基或氧化物反应，改变了表面性质，使亲水性变为疏水性，粘接后的胶层耐水性明显改善，另外硅氧键的键能远大于碳碳键的键能，硅的引入导致耐热性和热稳定性得到提高。
本发明的有益效果：本发明制备的面料复合用反应型聚氨酯热熔胶受热后由于氢键作用而产生物理交联，会变成熔融的粘稠态，冷却后又恢复为原来的物性。其不仅具有卓越的耐酶菌性能、较高的粘接强度、优良的柔韧性、耐水和防水透湿等性能，并且不含挥发性有机溶剂，具有优异的环保性，适用于各种面料的贴合及面料和防水透湿薄膜的贴合。
本发明攻克了热敏、压敏面料以及诸如硅、氟整理面料、防水面料、高支面料、羊绒面料等难以粘合的难题，用本发明制备的产品所制成衣具有防水透湿功能；具有较低的熔融温度，在较低温度就可以加工，不影响手感或损伤纤维；熔体流动性好，有较好的扩散能力，易于加工，同时又不发生渗胶现象；还具有优异的粘接强度，相对少量的涂层即可获得较高的剥离强度；具有耐20次以上的干洗，耐60℃水洗3小时的优异性能；具有良好的抗老化性能，在光、热条件下不易变色变质等独特的性能。
具体实施方式
实施例1
a、称取聚醚多元醇聚氧化丙烯二醇51g、聚酯多元醇聚己二酸己二醇酯二醇10g、扩链剂1，4丁二醇4g、附着力促进剂E-51环氧树脂2g、抗氧剂CHINOX1010 0.1g，加入三口烧瓶，加热搅拌混融，110℃～140℃下真空干燥脱水2.5h，降温至65℃；
b、氮气保护下在上述混合物中加入二苯甲烷-4，4二异氰酸酯32g、催化剂辛酸亚锡3滴、硅烷偶联剂γ-氨基丙基三乙氧基硅烷KH550 1g，反应20～30分钟后，出料密封包装，放入80℃烘箱中熟化6～8小时，即得面料复合用反应型聚氨酯热熔胶，编号为PU-1。
实施例2
a、称取聚醚多元醇PEG 40g、聚酯多元醇聚己二酸己二醇酯二醇5g、扩链剂三羟甲基丙烷1g、1，4丁二醇2g、附着力促进剂E-44环氧树脂1g、光稳定剂剂UV-320 0.1g，加入三口烧瓶，110℃～140℃下加热搅拌混融，110℃～140℃下真空干燥脱水2.5h，降温至75℃，得到反应混合物；
b、氮气保护下在上述混合物中加入二苯甲烷-4，4二异氰酸酯25g、催化剂二月桂酸二丁基锡4滴、硅烷偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷KH-5600.5g，反应20分钟后，出料密封包装，放入80℃烘箱中熟化8小时，即得面料复合用反应型聚氨酯热熔胶，编号为PU-2。
实施例3
a、称取聚四氢呋喃二醇55g、聚酯多元醇聚ε-己内酯多元醇8g、扩链剂三羟甲基丙烷1g、1，4丁二醇1g、附着力促进剂双酚A环氧树脂2g、抗氧剂CHINOX1010 0.05g和光稳定剂剂UV-320 0.05g，加入三口烧瓶，加热搅拌混融，110℃℃下真空干燥脱水2.5h，降温至65～75℃，得到反应混合物；
b、氮气保护下在上述混合物中加入二苯甲烷-4，4二异氰酸酯32g、催化剂双吗啉基二乙基醚3滴、硅烷偶联剂γ-氨基丙基三甲氧基硅烷KH-551 1g，反应20分钟后，出料密封包装，放入80℃烘箱中熟化7小时，即得面料复合用反应型聚氨酯热熔胶，即编号为PU-3。
实施例4
a、称取四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇45g、聚酯多元醇聚碳酸酯二元醇8g、三羟甲基丙烷2g、附着力促进剂双酚F树脂2g、抗氧剂CHINOX 1010 0.1g，加入三口烧瓶，加热搅拌混融，110℃～140℃下真空干燥脱水2.5h，降温至65～75℃；
b、氮气保护下在上述混合物中加入二苯甲烷-4，4二异氰酸酯28g、催化剂三乙烯二胺3滴、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷KH-560 1.5g，反应25分钟后，出料密封包装，放入80℃烘箱中熟化7小时，即得面料复合用反应型聚氨酯热熔胶，即编号为PU-4。
应用实施例1
在应用效果测试阶段，选用6个牌号的胶粘剂作为对比测试的样品。其中油胶编号为J1，水胶编号为J2，本发明实施例1-4的产品分别编号为PU-1、PU-2、PU-3、PU-4。
以J1、J2、PU-1三个编号的胶粘剂来进行面料复合试验，分别选用了100D摇粒绒、55D针织布、50D四面弹三种布作为试样基布。
选定以上3种胶粘剂与三种基布后，在国内某知名纺织公司进行面料复合试验，整个生产工艺稳定，各技术参数设置相同，分别制作了三种样品。对三种样品分别做水洗前和水洗后剥离强度的测试试验，试验结果见表1：
表1 各试样水洗前和普通水洗后剥离强度测试值ASTM D2724-03(kg/cm)
从测试情况看，使用本发明的PU-1聚氨酯热熔胶贴合的样品，干式剥离强度超过目前市场上常用的油性和水性胶粘剂。使用J1、J2贴合的样品普通水洗衰败保持率与常规生产中检验数据基本吻合，而使用PU-1贴合的样品衰败保持率却超过了100％，说明试样经过普通水洗流程后，面料与面料的粘合牢度不但没下降，反而上升了一部分。这就说明，使用本发明的聚氨酯热熔胶贴合的产品，在平常使用过程中洗涤不会因粘合牢度下降而产生质量问题等。
60℃水洗后各衰败保持率数据见表2。
表2 60℃水洗后衰败保持率数值
从以上测试数据看，通过60℃水洗流程后，使用PU-1贴合的面料与面料之间的粘合牢度基本没产生影响。
在各个试样生产过程中，使用J1、J2贴合时均有大量溶剂挥发，即使车间通风良好，刺激性气味也较大，而使用PU-1时使用温度在90℃左右，不含溶剂且没有挥发性有害气体，对环境无害。
从各个试样的手感来看，使用PU-1贴合的面料手感最好，比较柔软。
另外，以J1和本发明实施例1-4的产品来进行布贴膜的复合试验，选用春亚纺作为试样的基布，薄膜选用TPU材质。样品各项试验结果如下表3：
表3 春亚纺复合TPU薄膜试样各项试验结果比较
从测试情况看，使用本发明的产品复合的试样比目前市场上常用的油性胶粘剂具有更加优异的防水透湿性能，而且剥离强度更高，能很好的适用于功能性防水透湿面料的复合。
Claims (1)
1.面料复合用反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于：步骤如下：按重量份计：
a、取5~10份聚酯多元醇、40~55份聚醚多元醇、2~4份扩链剂、1~2份附着力促进剂和0.1~0.2份稳定剂混合，110~140℃加热搅拌混融均匀，110~140℃下真空干燥脱水2.5小时，降温至65~75℃，得到反应混合物；
b、氮气保护下在上述反应混合物中加入25~35份异氰酸酯、0.05~0.1份催化剂和0.5~1.5份硅烷偶联剂，反应20~30min后出料，将其密封包装，放入70~90℃烘箱中熟化6~8小时后，即得产品面料复合用反应型聚氨酯热熔胶；
所述聚酯多元醇为聚ε-己内酯多元醇或聚酯二元醇，重均分子量为1000~4000；
所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚乙二醇，聚四氢呋喃醚二醇和四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇中的一种或几种的混合物；重均分子量为400~2000；
所述附着力促进剂为双酚A环氧树脂、双酚环氧F树脂、E-51环氧树脂、E-44环氧树脂、E-31环氧树脂、E-20环氧树脂和E-12环氧树脂中的一种；
所述稳定剂为抗氧剂CHINOX 1010和光稳定剂UV-320混合物；
所述聚酯二元醇为聚己二酸己二醇酯二醇或聚己二酸乙二醇酯二醇中的一种或几种的混合物；
所述扩链剂为1,4丁二醇和三羟甲基丙烷的混合物；
异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯和二苯甲烷-4,4二异氰酸酯的混合物；
所述催化剂为辛酸亚锡；
所述硅烷偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷KH-550和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷KH-560的混合物。
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