CN104047182B - 一种家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革的制造方法，依次包括下述步骤：（1）将基布置于聚氨酯聚脲树脂中浸渍；再把浸渍后的基布放入水中，使聚氨酯聚脲树脂凝固并抽提出其中的溶剂，在基布表面上形成多孔性弹性体；（2）在经步骤（1）处理过的基布的一面上涂布聚氨酯树脂，形成聚氨酯树脂涂层；然后使聚氨酯树脂涂层干燥，得到合成革半成品；（3）在合成革半成品的聚氨酯树脂涂层上涂上表面装饰层，烘干后得到聚氨酯合成革。上述聚氨酯树脂、表面装饰层涂料中均含有阻燃剂邻苯二甲酸二癸酯-乙二醇（DDP-EG）和抗菌抗霉助剂纳米Ag/TiO2。本发明制得的聚氨酯合成革有良好的透气性，具有长期抗菌防霉性能及良好的阻燃性能。
Description
技术领域
本发明涉及合成革，具体涉及一种家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革的制造方法。
背景技术
目前，具有抗菌防霉性能的制品被世界各国公认为跨世纪的绿色环保健康产品，具有抗菌防霉性能的制品的应用，可从根本上杜绝人与人、人与物、物与物之间的细菌交叉感染。而且，现代化的建筑大多数是高层建筑，如果发生了火灾，人员的伤害是非常大的，所以增加家具的阻燃性是必不可少的。
皮革是人们生活中经常接触到的东西，可用于家具（如皮沙发）、服装等的制作。目前中国国内皮革总需求量达到8亿m2/每年，这是一个巨大的数字。如果我们单纯的依靠天然动物的皮革，这将对生态造成很大的伤害。
合成革作为天然动物皮革的替代品，正被越来越广泛地应用，目前对高性能、高环保、高品质合成革的需求量达2亿m2/每年，并具有持续上升的趋势。随着合成革的发展，人们对合成革性能、品质的要求也越来越高，特别是在环保、阻燃及抗菌防霉等方面。然而，现有的合成革的阻燃性能及抗菌防霉性能不够理想，用于家具制作时，阻燃效果及抗菌防霉效果欠佳。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革的制造方法，采用这种方能够制造出具有长期抗菌防霉性能及良好的阻燃性能的聚氨酯合成革。采用的技术方案如下：
一种家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革的制造方法，其特征在于依次包括下述步骤：
（1）将基布置于聚氨酯聚脲树脂中浸渍；再把浸渍后的基布放入水中，使聚氨酯聚脲树脂凝固并抽提出其中的溶剂二甲基甲酰胺，在基布表面上形成多孔性弹性体；
所述聚氨酯聚脲树脂由下述重量配比的原料制成：平均分子量为1000－4000的聚四氢呋喃醚二元醇500－1500份、2,4-甲苯二异氰酸酯80－120份、二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯 150－250份、扩链剂10－25份、二甲基甲酰胺3000－6000份；
（2）在经步骤（1）处理过的基布的一面上涂布聚氨酯树脂，形成聚氨酯树脂涂层；然后于60－80℃下使聚氨酯树脂涂层干燥，得到合成革半成品；
所用的聚氨酯树脂由下述重量配比的原料制成：异氰酸酯改性的聚酯多元醇35－45份、醋酸乙酯50－65份、三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯溶液3－5份、对甲苯磺酰叠氮3－5份、邻苯二甲酸二癸酯-乙二醇10－40份、纳米Ag/TiO2 3－10份；所述三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯溶液由75%(重量)的三羟甲基丙烷和25%(重量)的甲苯二异氰酸酯组成；
（3）在合成革半成品的聚氨酯树脂涂层上涂上表面装饰层，烘干后得到家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革；
用于形成表面装饰层的表面装饰层涂料由下述重量配比的原料制成：甲基羟甲基化尼龙5－15份、着色剂3－5份、甲醇75－85份、邻苯二甲酸二癸酯-乙二醇15－40份、纳米Ag/TiO2 3－10份。
优选上述步骤（1）采用的基布是由聚酯纤维制成的具有三向结构的起毛基布。该基布的制造方法为：将剪割成3－8cm长的聚酯纤维在水中分散，并用金属网抄织，制成三向度的毛毡；然后在60－80℃下使毛毡热收缩，再进行干燥处理（优选在100℃的热空气中干燥），得到基布。通常抄织成的毛毡是厚度为2mm左右的三向毛卷针状物。
上述聚氨酯聚脲树脂的制备方法是：先将2,4-甲苯二异氰酸酯加入聚四氢呋喃醚二元醇中，在70－90℃下反应3－5小时；然后加入二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯，在60－80℃下反应1－2小时；最后加入扩链剂和二甲基甲酰胺，在40℃下反应40分钟，得到聚氨酯聚脲树脂。上述二甲基甲酰胺作为溶剂。优选上述扩链剂是摩尔比为40：60的N-甲基-双氨-丙胺和水合肼的组合。
步骤（1）中，优选聚氨酯聚脲树脂的粘度为350－450mPa.s。
步骤（1）中形成的多孔性弹性体作为纤维的粘合剂，保证基布的耐寒性、强韧性、耐磨耗性等。
上述聚氨酯树脂的制备方法是：将异氰酸酯改性的聚酯多元醇、醋酸乙酯、三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯溶液、对甲苯磺酰叠氮、邻苯二甲酸二癸酯-乙二醇、纳米Ag/TiO2混合均匀，在70－90℃下反应4－6小时，得到聚氨酯树脂（得到的聚氨酯树脂为糊状物）。聚氨酯树脂中，邻苯二甲酸二癸酯-乙二醇（DPP-EG）作为阻燃剂，纳米Ag/TiO2作为抗菌抗霉助剂。
优选步骤（2）中，采用刮涂的方法形成聚氨酯树脂涂层。聚氨酯树脂涂层的厚度通常为1.5－2.5毫米。聚氨酯树脂涂层干燥后微细多孔。
上述表面装饰层涂料的制备方法是：将甲基羟甲基化尼龙、着色剂、甲醇混合均匀，在30－40℃下反应2－4小时；然后加入邻苯二甲酸二癸酯-乙二醇、纳米Ag/TiO2并混合均匀，得到表面装饰层涂料（得到的表面装饰层涂料为糊状物）。表面装饰层涂料中，邻苯二甲酸二癸酯-乙二醇（DPP-EG）作为阻燃剂，纳米Ag/TiO2作为抗菌抗霉助剂。优选上述甲基羟甲基化尼龙的羟甲基化率为25－30%。上述着色剂可以是各种颜料。
优选步骤（3）中，表面装饰层的厚度为0.02－0.05毫米。
优选步骤（3）中，在100℃的热空气中对表面装饰层烘干。
上述纳米Ag/TiO2是纳米Ag（纳米银）与纳米TiO2（纳米二氧化钛）的组合；优选纳米Ag/TiO2由5－10％(重量)的纳米Ag和90－95％(重量)的纳米TiO2组成。
本发明在聚氨酯树脂、表面装饰层涂料中均加入了阻燃剂邻苯二甲酸二癸酯-乙二醇（DDP-EG）和抗菌抗霉助剂纳米Ag/TiO2，纳米Ag/TiO2和DDP-二乙二醇酯均与聚氨酯有很好的相容性，其中DDP-EG具有无毒、分散均匀、阻燃效果好等特点，纳米Ag/TiO2对多种细菌具有抵抗作用，具有无毒、不挥发、广谱抗菌等优点，有助于抑制生活中常见的厌氧性细菌，对大肠杆菌、葡萄糖球菌等多种细菌具有长期的抵抗作用，而且，合成的聚氨酯合成革具有多孔结构，有良好的透气性，从而使制成的聚氨酯合成革具有长期抗菌防霉性能及良好的阻燃性能（阻燃级别最高可达到V-1）。上述表面涂层使合成革手感更好，外观更加美观。
具体实施方式
实施例1
本实施例的家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革的制造方法依次包括下述步骤：
（1）将基布置于聚氨酯聚脲树脂中浸渍；再把浸渍后的基布放入水中，使聚氨酯聚脲树脂凝固并抽提出其中的溶剂二甲基甲酰胺，在基布表面上形成多孔性弹性体；
所述聚氨酯聚脲树脂由下述重量配比的原料制成：平均分子量为1000的聚四氢呋喃醚二元醇1000份、2,4-甲苯二异氰酸酯100份、二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯 190份、扩链剂15份（扩链剂是摩尔比为40：60的N-甲基-双氨-丙胺和水合肼的组合）、二甲基甲酰胺4000份。
上述聚氨酯聚脲树脂的制备方法是：先将2,4-甲苯二异氰酸酯加入聚四氢呋喃醚二元醇中，在80℃下反应4小时；然后加入二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯，在70℃下反应1.5小时；最后加入扩链剂和二甲基甲酰胺，在40℃下反应40分钟，得到聚氨酯聚脲树脂。
（2）在经步骤（1）处理过的基布的一面上涂布聚氨酯树脂（采用刮涂的方法进行涂布），形成聚氨酯树脂涂层（聚氨酯树脂涂层的厚度为2毫米）；然后于70℃下使聚氨酯树脂涂层干燥，得到合成革半成品；
所用的聚氨酯树脂由下述重量配比的原料制成：异氰酸酯改性的聚酯多元醇40份、醋酸乙酯60份、三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯溶液4份、对甲苯磺酰叠氮4份、邻苯二甲酸二癸酯-乙二醇30份、纳米Ag/TiO2 8份；所述三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯溶液由75%(重量)的三羟甲基丙烷和25%(重量)的甲苯二异氰酸酯组成；
上述聚氨酯树脂的制备方法是：将异氰酸酯改性的聚酯多元醇、醋酸乙酯、三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯溶液、对甲苯磺酰叠氮、邻苯二甲酸二癸酯-乙二醇、纳米Ag/TiO2混合均匀，在80℃下反应5小时，得到聚氨酯树脂（得到的聚氨酯树脂为糊状物）。
（3）在合成革半成品的聚氨酯树脂涂层上涂上表面装饰层（表面装饰层的厚度为0.04毫米），烘干后得到家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革；
用于形成表面装饰层的表面装饰层涂料由下述重量配比的原料制成：甲基羟甲基化尼龙10份（甲基羟甲基化尼龙的羟甲基化率为28%）、着色剂4份、甲醇80份、邻苯二甲酸二癸酯-乙二醇30份、纳米Ag/TiO2 7份。
上述表面装饰层涂料的制备方法是：将甲基羟甲基化尼龙、着色剂、甲醇混合均匀，在35℃下反应3小时；然后加入邻苯二甲酸二癸酯-乙二醇、纳米Ag/TiO2并混合均匀，得到表面装饰层涂料（得到的表面装饰层涂料为糊状物）。
本步骤（3）中，在100℃的热空气中对表面装饰层烘干。
步骤（1）采用的基布是由聚酯纤维制成的具有三向结构的起毛基布。该基布的制造方法为：将剪割成6cm长的聚酯纤维在水中分散，并用金属网抄织，制成三向度的毛毡；然后在70℃下使毛毡热收缩，再进行干燥处理（在100℃的热空气中干燥），得到基布。抄织成的毛毡是厚度为2mm左右的三向毛卷针状物。
上述制备聚氨酯树脂和表面装饰层涂料所用的纳米Ag/TiO2均由8％(重量)的纳米Ag和92％(重量)的纳米TiO2组成。
实施例2
本实施例的家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革的制造方法依次包括下述步骤：
（1）将基布置于聚氨酯聚脲树脂中浸渍；再把浸渍后的基布放入水中，使聚氨酯聚脲树脂凝固并抽提出其中的溶剂二甲基甲酰胺，在基布表面上形成多孔性弹性体；
所述聚氨酯聚脲树脂由下述重量配比的原料制成：平均分子量为2000的聚四氢呋喃醚二元醇500份、2,4-甲苯二异氰酸酯120份、二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯 150份、扩链剂10份（扩链剂是摩尔比为40：60的N-甲基-双氨-丙胺和水合肼的组合）、二甲基甲酰胺3000份；
上述聚氨酯聚脲树脂的制备方法是：先将2,4-甲苯二异氰酸酯加入聚四氢呋喃醚二元醇中，在70℃下反应5小时；然后加入二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯，在60℃下反应2小时；最后加入扩链剂和二甲基甲酰胺，在40℃下反应40分钟，得到聚氨酯聚脲树脂。
（2）在经步骤（1）处理过的基布的一面上涂布聚氨酯树脂（采用刮涂的方法进行涂布），形成聚氨酯树脂涂层（聚氨酯树脂涂层的厚度为1.5毫米）；然后于60℃下使聚氨酯树脂涂层干燥，得到合成革半成品；
所用的聚氨酯树脂由下述重量配比的原料制成：异氰酸酯改性的聚酯多元醇35份、醋酸乙酯50份、三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯溶液5份、对甲苯磺酰叠氮3份、邻苯二甲酸二癸酯-乙二醇10份、纳米Ag/TiO2 3份；所述三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯溶液由75%(重量)的三羟甲基丙烷和25%(重量)的甲苯二异氰酸酯组成；
上述聚氨酯树脂的制备方法是：将异氰酸酯改性的聚酯多元醇、醋酸乙酯、三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯溶液、对甲苯磺酰叠氮、邻苯二甲酸二癸酯-乙二醇、纳米Ag/TiO2混合均匀，在70℃下反应6小时，得到聚氨酯树脂（得到的聚氨酯树脂为糊状物）。
（3）在合成革半成品的聚氨酯树脂涂层上涂上表面装饰层（表面装饰层的厚度为0.05毫米），烘干后得到家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革；
用于形成表面装饰层的表面装饰层涂料由下述重量配比的原料制成：甲基羟甲基化尼龙5份（甲基羟甲基化尼龙的羟甲基化率为30%）、着色剂3份、甲醇75份、邻苯二甲酸二癸酯-乙二醇40份、纳米Ag/TiO2 10份。
上述表面装饰层涂料的制备方法是：将甲基羟甲基化尼龙、着色剂、甲醇混合均匀，在30℃下反应4小时；然后加入邻苯二甲酸二癸酯-乙二醇、纳米Ag/TiO2并混合均匀，得到表面装饰层涂料（得到的表面装饰层涂料为糊状物）。
本步骤（3）中，在100℃的热空气中对表面装饰层烘干。
步骤（1）采用的基布是由聚酯纤维制成的具有三向结构的起毛基布。该基布的制造方法为：将剪割成3－5cm长的聚酯纤维在水中分散，并用金属网抄织，制成三向度的毛毡；然后在60℃下使毛毡热收缩，再进行干燥处理（在100℃的热空气中干燥），得到基布。抄织成的毛毡是厚度为2mm左右的三向毛卷针状物。
上述制备聚氨酯树脂和表面装饰层涂料所用的纳米Ag/TiO2均由5％(重量)的纳米Ag和95％(重量)的纳米TiO2组成。
实施例3
本实施例的家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革的制造方法依次包括下述步骤：
（1）将基布置于聚氨酯聚脲树脂中浸渍；再把浸渍后的基布放入水中，使聚氨酯聚脲树脂凝固并抽提出其中的溶剂二甲基甲酰胺，在基布表面上形成多孔性弹性体；
所述聚氨酯聚脲树脂由下述重量配比的原料制成：平均分子量为4000的聚四氢呋喃醚二元醇1500份、2,4-甲苯二异氰酸酯80份、二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯250份、扩链剂25份（扩链剂是摩尔比为40：60的N-甲基-双氨-丙胺和水合肼的组合）、二甲基甲酰胺6000份；
上述聚氨酯聚脲树脂的制备方法是：先将2,4-甲苯二异氰酸酯加入聚四氢呋喃醚二元醇中，在90℃下反应3小时；然后加入二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯，在80℃下反应1小时；最后加入扩链剂和二甲基甲酰胺，在40℃下反应40分钟，得到聚氨酯聚脲树脂。
（2）在经步骤（1）处理过的基布的一面上涂布聚氨酯树脂（采用刮涂的方法进行涂布），形成聚氨酯树脂涂层（聚氨酯树脂涂层的厚度为2.5毫米）；然后于80℃下使聚氨酯树脂涂层干燥，得到合成革半成品；
所用的聚氨酯树脂由下述重量配比的原料制成：异氰酸酯改性的聚酯多元醇45份、醋酸乙酯65份、三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯溶液3份、对甲苯磺酰叠氮5份、邻苯二甲酸二癸酯-乙二醇40份、纳米Ag/TiO2 10份；所述三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯溶液由75%(重量)的三羟甲基丙烷和25%(重量)的甲苯二异氰酸酯组成；
上述聚氨酯树脂的制备方法是：将异氰酸酯改性的聚酯多元醇、醋酸乙酯、三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯溶液、对甲苯磺酰叠氮、邻苯二甲酸二癸酯-乙二醇、纳米Ag/TiO2混合均匀，在90℃下反应4小时，得到聚氨酯树脂（得到的聚氨酯树脂为糊状物）。
（3）在合成革半成品的聚氨酯树脂涂层上涂上表面装饰层（表面装饰层的厚度为0.02毫米），烘干后得到家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革；
用于形成表面装饰层的表面装饰层涂料由下述重量配比的原料制成：甲基羟甲基化尼龙15份（甲基羟甲基化尼龙的羟甲基化率为25%）、着色剂5份、甲醇85份、邻苯二甲酸二癸酯-乙二醇15份、纳米Ag/TiO2 3份。
上述表面装饰层涂料的制备方法是：将甲基羟甲基化尼龙、着色剂、甲醇混合均匀，在40℃下反应2小时；然后加入邻苯二甲酸二癸酯-乙二醇、纳米Ag/TiO2并混合均匀，得到表面装饰层涂料（得到的表面装饰层涂料为糊状物）。
本步骤（3）中，在100℃的热空气中对表面装饰层烘干。
步骤（1）采用的基布是由聚酯纤维制成的具有三向结构的起毛基布。该基布的制造方法为：将剪割成7－8cm长的聚酯纤维在水中分散，并用金属网抄织，制成三向度的毛毡；然后在80℃下使毛毡热收缩，再进行干燥处理（在100℃的热空气中干燥），得到基布。抄织成的毛毡是厚度为2mm左右的三向毛卷针状物。
上述制备聚氨酯树脂和表面装饰层涂料所用的纳米Ag/TiO2均由10％(重量)的纳米Ag和90％(重量)的纳米TiO2组成。
以上实施例1－3得到的聚氨酯合成革的阻燃和防霉性能如表1。
表1
Claims (10)
1.一种家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革的制造方法，其特征在于依次包括下述步骤：
（1）将基布置于聚氨酯聚脲树脂中浸渍；再把浸渍后的基布放入水中，使聚氨酯聚脲树脂凝固并抽提出其中的溶剂二甲基甲酰胺，在基布表面上形成多孔性弹性体；
所述聚氨酯聚脲树脂由下述重量配比的原料制成：平均分子量为1000－4000的聚四氢呋喃醚二元醇500－1500份、2,4-甲苯二异氰酸酯80－120份、二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯 150－250份、扩链剂10－25份、二甲基甲酰胺3000－6000份；
（2）在经步骤（1）处理过的基布的一面上涂布聚氨酯树脂，形成聚氨酯树脂涂层；然后于60－80℃下使聚氨酯树脂涂层干燥，得到合成革半成品；
所用的聚氨酯树脂由下述重量配比的原料制成：异氰酸酯改性的聚酯多元醇35－45份、醋酸乙酯50－65份、三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯溶液3－5份、对甲苯磺酰叠氮3－5份、DDP-EG 10－40份、纳米Ag/TiO2 3－10份；所述三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯溶液由75%(重量)的三羟甲基丙烷和25%(重量)的甲苯二异氰酸酯组成；
（3）在合成革半成品的聚氨酯树脂涂层上涂上表面装饰层，烘干后得到家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革；
用于形成表面装饰层的表面装饰层涂料由下述重量配比的原料制成：甲基羟甲基化尼龙5－15份、着色剂3－5份、甲醇75－85份、DDP-EG 15－40份、纳米Ag/TiO2 3－10份。
2.根据权利要求1所述的家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革的制造方法，其特征是：所述聚氨酯聚脲树脂的制备方法是：先将2,4-甲苯二异氰酸酯加入聚四氢呋喃醚二元醇中，在70－90℃下反应3－5小时；然后加入二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯，在60－80℃下反应1－2小时；最后加入扩链剂和二甲基甲酰胺，在40℃下反应40分钟，得到聚氨酯聚脲树脂。
3.根据权利要求1所述的家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革的制造方法，其特征是：所述扩链剂是摩尔比为40：60的N-甲基-双氨-丙胺和水合肼的组合。
4.根据权利要求1所述的家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革的制造方法，其特征是：所述聚氨酯树脂的制备方法是：将异氰酸酯改性的聚酯多元醇、醋酸乙酯、三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯溶液、对甲苯磺酰叠氮、DDP-EG、纳米Ag/TiO2混合均匀，在70－90℃下反应4－6小时，得到聚氨酯树脂。
5.根据权利要求1所述的家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革的制造方法，其特征是：步骤（2）中，采用刮涂的方法形成聚氨酯树脂涂层。
6.根据权利要求1所述的家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革的制造方法，其特征是：步骤（2）中，聚氨酯树脂涂层的厚度为1.5－2.5毫米。
7.根据权利要求1所述的家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革的制造方法，其特征是：所述表面装饰层涂料的制备方法是：将甲基羟甲基化尼龙、着色剂、甲醇混合均匀，在30－40℃下反应2－4小时；然后加入DDP-EG、纳米Ag/TiO2并混合均匀，得到表面装饰层涂料。
8.根据权利要求1所述的家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革的制造方法，其特征是：所述甲基羟甲基化尼龙的羟甲基化率为25－30%。
9.根据权利要求1所述的家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革的制造方法，其特征是：步骤（3）中，表面装饰层的厚度为0.02－0.05毫米。
10.根据权利要求1所述的家具用抗菌阻燃聚氨酯合成革的制造方法，其特征是：所述纳米Ag/TiO2由5－10％(重量)的纳米Ag和90－95％(重量)的纳米TiO2组成。
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2014
- 2014-06-09 CN CN201410251571.2A patent/CN104047182B/zh active Active
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