CN102505518B - 一种100%固含量聚氨酯生产合成革中间层的制备工艺 - Google Patents

一种100%固含量聚氨酯生产合成革中间层的制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种100%固含量聚氨酯生产合成革中间层的制备工艺，本发明应用改进聚氨酯反应注射成型工艺，将双组分聚氨酯组合料用静态混合器混合，并在混合过程引入氮气第三组分，混合后的组合料涂于表面，再用红外加热固化和发泡获得100%固含量聚氨酯生产合成革中间层生产工艺。本发明有助于环境保护。

Description

一种100%固含量聚氨酯生产合成革中间层的制备工艺
技术领域
[0001] 本发明属于合成革加工制备领域，具体是指一种100%固含量聚氨酯生产合成革中间层的制备工艺。
背景技术
在中国人们习惯上把PVC涂层的产品或PVC压延粘合的产品称之为人造革，以ＰＵ树脂为原料生产的涂层复合产品称之为合成革（用ＰＵ 树脂与无纺布为原料生产的人造革称为ＰＵ合成革，简称合成革）。目前合成革从功能进行区分有汽车革、火车革、箱包革、鞋革、服装革、证件革、还有透气革等等。
从合成革各种产品发已展至今，其替代对象为PVC革和部分天然革。PVC品种已逐步被聚氨酯革取代，而且高档革几乎都由聚氨酯来做。聚氨酯材料已广泛用于合成革行业的各种各样产品。极大提高了人们生活水平，以及审美品位。
聚氨酯合成革的生产工艺通常是将制备好的聚氨酯树脂组合物层压在无纺布，针织布等组合而成的薄片状制品，其结构一般包括基布和附在基布上的聚氨酯树脂表层。表面涂层是起装饰和仿天然皮革的效果。
目前，现有的PU合成革的制备过程是：首先要将聚氨酯组合物的溶液涂覆在离心纸或直接涂于皮革表面，再进入烘箱烘干，聚氨酯树脂组合物的溶液中的溶剂在高温烘干时全部挥发。在生产合成革产品的过程中，溶剂的挥发不仅仅大大增加了生产成本，并且对环境的影响恶劣。然而，传统聚氨酯合成革生产技术，为了满足涂覆工艺步骤的需要，必须将聚氨酯树脂组合物通过有机溶剂制备成溶液型，因此，传统的聚氨酯合成革生产技术环境污染较大，不利于环境保护。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种无需有机溶剂、环境友好的100%固含量聚氨酯生产合成革中间层的制备工艺。
为实现上述目的，本发明的技术方案是其特征在于包括以下步骤：
（1）异氰酸酯与端羟基多元醇在80-120℃条件下合成NCO% 为7-18 的预聚体；
（2）将预聚体与端胺基聚醚或小分子量二醇在5-40℃条件下混合后反应合成聚氨酯材料；
（3）在喷涂设备中，将步骤（2）中的聚氨酯材料引入不反应气体，压力大于6atm，用于调整合成革的发泡树脂的密度；该不反应气体为聚氨酯材料不反应的气体，如氮气；
（4）将步骤（3）所获得的半成品置于合成革烘箱中，控制合成革烘箱的温度为80-120℃；烘烤时间为 5-10分钟；通过本设置，加速反应速度，同时让分散在混合好的聚氨酯组合料中的氮气发泡，形成合适的微孔；
（5）采用鞋底用有机硅非离子表面活性剂调整合成革中间层泡孔形态；
（6）将上述步骤获得原料，控制密度为0.5-0.9g／cm3， 喷到针织布表面，厚度-2毫米， 然后送入加热装置加热10分钟，即可得到密度为0.3-0.8g／cm3的合成革中间层。
进一步设置是所述步骤（1）中的端羟基多元醇为羟基聚醚-聚酯多元醇、羟基聚醚多元醇或羟基聚酯多元醇。
进一步设置是所述步骤（1）中的异氰酸酯为IPDI（3-异氰酸酯基亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯）、HMDI(甲烯双(4-环已基异氰酸酯)环已基甲烷二异氰酸酯)、HDI(1,6-亚己基二异氰酸酯)、TDI(甲苯二异氰酸酯)和MDI二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。
进一步设置是所述的步骤（2）的反应中添加有机铋催化剂，控制反应时间小于10分钟。
进一步设置是所述的合成革烘箱采用中远红外加热方式或热空气加热方式进行加热。
进一步设置是所述的喷涂设备为小型低压喷涂设备。
本发明借用聚氨酯反应注射成型工艺（RIM），在喷涂设备将RIM工艺用于合成革的生产，但突破RIM必须使用模具的的局限性，大大丰富了聚氨酯弹性体的应用范围，终端合成革产品为聚氨酯微发泡弹性体，这拓宽了人们对涂料和涂装的传统概念。另外，本申请的喷涂材料为耐水解100%固含量，因此，无需有机溶剂进行溶解，因此，不会出现有机溶剂挥发污染环境的问题，有利于环境保护。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
A）羟基聚醚-聚酯多元醇合成。
将AA，NPG，BG 和分子量1000的聚醚 PPG 反应合成分子量2000 的羟基聚醚-聚酯多元醇，反应温度140-230℃。
B) 预聚体的合成
将分子量2000的羟基聚醚-聚酯多元醇与IPDI反应，获得NCO% 为 5-15 的预聚体。
C) 将预聚体与端胺基聚醚或小分子量二醇在5-40℃条件下混合后反应合成聚氨酯材料;
D)小型低压喷涂设备的改造：
将小型，低压，静态混合器的混合头加装直径3毫米的氮气机器进气配件，氮气压力6大气压。进气量可调。
E)  加热设备改造
小型合成革用红外加热方法代替热空气加热方式，温度80-120。
E）采用鞋底用有机硅非离子表面活性剂（DC193，购于美国空气公司）调整合成革中间层泡孔形态，获得合成革中间层成品,采用黑色颜料膏进行调色，
   100克 预聚体， 80克分子量2000端胺基聚醚，2克 DC193，黑色颜料膏5克。
   将原料用机器混合，密度为0.5-0.9g／cm3， 喷到无纺布表面，厚度1-2毫米， 然后送入加热装置加热10分钟，即可得到密度为0.3-0.8g／cm3的合成革中间层。
实施例2
A）羟基聚酯多元醇合成。
将AA，EG，BG，NPG  用钛酸四丁酯做催化剂反应合成分子量2000 的羟基聚酯多元醇，反应温度140-230℃。
B) 预聚体的合成
将分子量2000的羟基聚酯多元醇与HMDI在80C下反应，获得NCO% 为 5-12 的预聚体。
C) 将预聚体与端胺基聚醚和小分子量二醇在5-40℃条件下混合后反应合成聚氨酯材料。
D) 小型低压喷涂设备的改造：
将小型，低压，静态混合器的混合头加装直径3毫米的氮气机器进气配件，氮气压力6大气压。进气量可调。
E)  加热设备改造
小型合成革用红外加热方法代替热空气加热方式，温度80-120.
   采用鞋底用有机硅非离子表面活性剂（DC193，购于美国空气公司）调整合成革中间层泡孔形态，获得合成革中间层成品,采用黑色颜料膏进行调色，
   100克 预聚体，35克分子量1000端胺基聚醚，2克 DC193，黑色颜料膏4克
将原料用机器混合，密度为0.5-0.9g／cm3， 喷到针织布表面，厚度1-2毫米， 然后送入加热装置加热10分钟，即可得到密度为0.3-0.8g／cm3的合成革中间层。
实施例3
 A）羟基聚醚多元醇合成
将1,2 丙二醇为起始剂，KOH为催化剂，阴离子聚合反应接上环氧丙烷，并进行后处理。得到分子量2000羟基聚醚多元醇。
B) 预聚体的合成
将分子量2000的羟基聚醚多元醇与TDI反应，获得NCO% 为 5-15 的预聚体。
C) 小型低压喷涂设备的改造：
将小型，低压，静态混合器的混合头加装直径3毫米的氮气机器进气配件，氮气压力6大气压。进气量可调。
D)  加热设备改造
小型合成革用红外加热方法代替热空气加热方式，温度80-120℃。
E）采用鞋底用有机硅非离子表面活性剂（DC193，购于美国空气公司）调整合成革中间层泡孔形态，获得合成革中间层成品,采用黑色颜料膏进行调色。
F） 合成配方
 100克 预聚体， 5克丁二醇，2克 DC193，黑色颜料膏5克。
将原料让机器混合，密度为0.5-0.9g／cm3， 喷到无）纺布表面，厚度1-2毫米， 然后送入加热装置加热10分钟，即可得到密度为0.3-0.8g／cm3的合成革中间层。

Claims (7)

1.一种100%固含量聚氨酯生产合成革中间层的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）异氰酸酯与端羟基多元醇在80-120℃条件下合成NCO% 为7-18 的预聚体；
（2）将预聚体与端胺基聚醚或小分子量二醇在5-40℃条件下混合后反应合成聚氨酯材料；
（3）在喷涂设备中，将步骤（2）中的聚氨酯材料引入不反应气体，压力大于6atm，用于调整合成革的发泡树脂的密度；
（4）将步骤（3）所获得的半成品置于合成革烘箱中，控制合成革烘箱的温度为80-120℃；烘烤时间为 5-10分钟；
（5）采用鞋底用有机硅非离子表面活性剂调整合成革中间层泡孔形态；
（6）将上述步骤获得原料，控制密度为0.5-0.9g／cm3， 喷到针织布表面，厚度-2毫米， 然后送入加热装置加热10分钟，即可得到密度为0.3-0.8g／cm3的合成革中间层。
2.根据权利要求1所述的一种100%固含量聚氨酯生产合成革中间层的制备工艺，其特征在于：所述步骤（1）中的端羟基多元醇为羟基聚醚-聚酯多元醇、羟基聚醚多元醇或羟基聚酯多元醇。
3.根据权利要求1所述的一种100%固含量聚氨酯生产合成革中间层的制备工艺，其特征在于：所述步骤（1）中的异氰酸酯为IPDI、HMDI、HDI、TDI和MDI中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种100%固含量聚氨酯生产合成革中间层的制备工艺，其特征在于：所述的步骤（2）的反应中添加环保型有机铋催化剂，控制反应时间小于10分钟。
5.根据权利要求1所述的一种100%固含量聚氨酯生产合成革中间层的制备工艺，其特征在于：不反应气体为氮气。
6.根据权利要求1所述的一种100%固含量聚氨酯生产合成革中间层的制备工艺，其特征在于：所述的合成革烘箱采用中远红外加热方式或热空气加热方式进行加热。
7.根据权利要求1所述的一种100%固含量聚氨酯生产合成革中间层的制备工艺，其特征在于：所述的喷涂设备为小型低压喷涂设备。
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