CN103483536A - 一种合成革用无溶剂紫外光固化聚氨酯的制备方法 - Google Patents

一种合成革用无溶剂紫外光固化聚氨酯的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种合成革用无溶剂紫外光固化聚氨酯的制备方法，以重量份数计，将100份真空脱水后的二元醇和20～40份液体的具有两个-N=C=O官能团的异氰酸酯放入通有氮气保护的反应器中，搅拌混合均匀后，加入15～30份带羟基的丙烯酸单体和0.1～0.3份的催化剂，再在75～85℃下反应40～60min，将得到的反应体系冷却，然后加入0.05～0.15份光引发剂，搅拌均匀，即得到无溶剂紫外光固化聚氨酯。使用这种聚氨酯生产合成革，涂层经过紫外光照射即可固化，可以消除传统合成革生产过程中的溶剂污染，同时具有节能高效的特点。

Description

一种合成革用无溶剂紫外光固化聚氨酯的制备方法
技术领域
本发明属于聚氨酯合成革技术领域，特别涉及一种合成革用无溶剂紫外光固化聚氨酯的制备方法。
背景技术
聚氨酯合成革是模拟天然皮革的组织结构和使用性能，并可作为天然皮革代用品的复合材料。通常以无纺布模拟网状层，以发泡聚氨酯涂层模拟粒面层，所得到的合成革正、反面都与皮革十分相似，并具有一定的透气性，比普通人造革更接近天然皮革，广泛用于制作鞋、靴、箱包和球类等。
目前，聚氨酯合成革的生产采用溶剂型聚氨酯，在聚氨酯的制造和使用过程中都要用到大量的溶剂，如二甲基甲酰胺、甲苯和丁酮等，工过程会造成溶剂的污染。而且，会引起产品的DMF残留问题，最终造成产品安全问题。而这种产品安全问题，会限制产品进入高档市场。
发明内容
本发明提供了一种合成革用无溶剂紫外光固化聚氨酯的制备方法，该方法操作方便，工艺稳定，成本低，且将制得的无溶剂紫外光固化聚氨酯用于合成革的生产能够解决目前溶剂型聚氨酯合成革工艺中溶剂的污染问题和聚氨酯合成革产中品DMF的残留引起的产品安全问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：以重量份数计，将100份真空脱水后的二元醇和20～40份液体的具有两个-N=C=O官能团的异氰酸酯放入通有氮气保护的反应器中，搅拌混合均匀后，加入15～30份带羟基的丙烯酸单体和0.1～0.3份的催化剂，再在75～85℃下反应40～60min，将得到的反应体系冷却，然后加入0.05～0.15份的光引发剂，搅拌均匀，即得到无溶剂紫外光固化聚氨酯。
所述的二元醇是聚醚二元醇和/或聚酯二元醇。
所述的聚醚二元醇为液态的PPG2000和/或液态的PPG1000，聚酯二元醇为液态的LS707-55和/或液态的LS707-110。
所述的液体的具有两个-N=C=O官能团的异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或多种任意比例的混合物。
所述的催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的一种或两种的混合物。
所述的带羟基的丙烯酸单体为丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯中的一种或多种的混合物。
所述的光引发剂是2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮、1-羟基环已基苯基甲酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮中的一种或多种任意比例的混合物。
本发明以带羟基的丙烯酸单体作为封端剂，合成了无溶剂紫外光固化聚氨酯，这种聚氨酯是一种小分子量的封端型聚氨酯，呈流动的液态，分子末端带有双键。本发明制得的合成革用无溶剂紫外光固化聚氨酯在刮涂以后，通过紫外线照射，由光引发剂引发双键发生自由基聚合，使刚开始的小分子量的封端型聚氨酯变成大分子而固化成膜。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
其一，本发明在制备过程中和使用过程中都不使用任何溶剂，没有任何溶剂的污染问题，能够解决目前溶剂型聚氨酯合成革工艺中溶剂的污染问题和聚氨酯合成革产中品DMF的残留引起的产品安全问题；其二，以本发明制得的合成革用无溶剂紫外光固化聚氨酯为原料制取合成革的生产中，这种聚氨酯依靠紫外光引发反应而固化成膜，生产工艺稳定，没有污染，能耗低效率高。第三，本发明操作方便，工艺稳定，成本低。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不只限于这些例子。
实施例1：
以重量份数计，将100份真空脱水后液态的PPG2000和30份的甲苯二异氰酸酯（TDI）放入通有氮气保护的反应器中，搅拌混合均匀后，加入20份的丙烯酸-2-羟基丙酯和0.1份的二月桂酸二丁基锡，再在75℃下反应60min，将得到的反应体系冷却，然后加入0.10份的2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮，搅拌均匀，即得到无溶剂紫外光固化聚氨酯。
实施例2：
以重量份数计，将100份真空脱水后液态的LS707-55（山西凯希瑞科技股份有限公司）和20份的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)放入通有氮气保护的反应器中，搅拌混合均匀后，加入15份的甲基丙烯酸-2-羟基丙酯和0.16份的辛酸亚锡，再在80℃下反应53min，将得到的反应体系冷却，然后加入0.05份的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮，搅拌均匀，即得到无溶剂紫外光固化聚氨酯。
实施例3：
以重量份数计，将20份真空脱水后液态的LS707-55（山西凯希瑞科技股份有限公司）、80份真空脱水后液态的PPG1000以及40份的二苯基亚甲基二异氰酸酯（MDI）放入通有氮气保护的反应器中，搅拌混合均匀后，加入30份的丙烯酸-2-羟基乙酯、0.1份的辛酸亚锡和0.2份的二月桂酸二丁基锡，再在85℃下反应40min，将得到的反应体系冷却，然后加入0.15份的1-羟基环已基苯基甲酮，搅拌均匀，即得到无溶剂紫外光固化聚氨酯。
实施例4：
以重量份数计，将100份真空脱水后液态的LS707-110（山西凯希瑞科技股份有限公司）、10份的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和15份的甲苯二异氰酸酯（TDI）放入通有氮气保护的反应器中，搅拌混合均匀后，加入26份的甲基丙烯酸-2-羟基乙酯和0.1份的辛酸亚锡，再在82℃下反应50min，将得到的反应体系冷却，然后加入0.08份的2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮，搅拌均匀，即得到无溶剂紫外光固化聚氨酯。
实施例5：
以重量份数计，50份真空脱水后液态的LS707-55（山西凯希瑞科技股份有限公司）、50份真空脱水后液态的LS707-110（山西凯希瑞科技股份有限公司）和25份的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)放入通有氮气保护的反应器中，搅拌混合均匀后，加入10份的丙烯酸-2-羟基丙酯、10份的甲基丙烯酸-2-羟基丙酯和0.16份的辛酸亚锡，再在80℃下反应50min，将得到的反应体系冷却，然后加入0.12份的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮，搅拌均匀，即得到无溶剂紫外光固化聚氨酯。
实施例6：
以重量份数计，将40份真空脱水后液态的PPG2000、60份真空脱水后液态的PPG1000和30份的甲苯二异氰酸酯（TDI）放入通有氮气保护的反应器中，搅拌混合均匀后，加入20份的甲基丙烯酸-2-羟基丙酯和0.1份的二月桂酸二丁基锡，再在75℃下反应60min，将得到的反应体系冷却，然后加入0.08份的2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮和0.02份的1-羟基环已基苯基甲酮，搅拌均匀，即得到无溶剂紫外光固化聚氨酯。

Claims (7)

1.一种合成革用无溶剂紫外光固化聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
以重量份数计，将100份真空脱水后的二元醇和20～40份液体的具有两个-N=C=O官能团的异氰酸酯放入通有氮气保护的反应器中，搅拌混合均匀后，加入15～30份带羟基的丙烯酸单体和0.1～0.3份的催化剂，再在75～85℃下反应40～60min，将得到的反应体系冷却，然后加入0.05～0.15份的光引发剂，搅拌均匀，即得到无溶剂紫外光固化聚氨酯。
2.根据权利要求1所述的合成革用无溶剂紫外光固化聚氨酯的制备方法，其特征在于：所述的二元醇是聚醚二元醇和/或聚酯二元醇。
3.根据权利要求2所述的合成革用无溶剂紫外光固化聚氨酯的制备方法，其特征在于：所述的聚醚二元醇为液态的PPG2000和/或液态的PPG1000，聚酯二元醇为液态的LS707-55和/或液态的LS707-110。
4.根据权利要求1所述的合成革用无溶剂紫外光固化聚氨酯的制备方法，其特征在于：所述的液体的具有两个-N=C=O官能团的异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或多种任意比例的混合物。
5.根据权利要求1所述的合成革用无溶剂紫外光固化聚氨酯的制备方法，其特征在于：所述的催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的一种或两种的混合物。
6.根据权利要求1所述的合成革用无溶剂紫外光固化聚氨酯的制备方法，其特征在于：所述的带羟基的丙烯酸单体为丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯中的一种或多种的混合物。
7.根据权利要求1所述的合成革用无溶剂紫外光固化聚氨酯的制备，其特征在于：所述的光引发剂是2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮、1-羟基环已基苯基甲酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮中的一种或多种任意比例的混合物。
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