CN104831546B - 一种湿法制备水性聚氨酯太空革的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿法制备水性聚氨酯太空革的方法，该方法选用阴离子型水性聚氨酯浸渍液和破乳交联剂溶液处理基布，涂覆水性聚氨酯发泡浆料，再通过凝聚、水洗、烘干，干法转移贴面方式，获得水性聚氨酯太空革。在水性面层浆料体系中添加耐磨助剂和蜡粉、透气助剂，提高了太空革的抗刮耐磨损性能，并使其表面滑爽，手感佳，并赋予产品优良的透气透湿性。本发明方法获得的水性聚氨酯太空革具有安全环保，切口好，结构细密紧致，不易开裂和磨损，手感柔韧等优点。
Description
技术领域
本发明属于水性聚氨酯合成革技术领域，特别涉及一种湿法制备水性聚氨酯太空革的方法。
背景技术
目前合成革已应用于人们生活中的各个领域，品种多样。太空革是近年来发展起来的一种合成革产品，其采用溶剂型聚氨酯制造，以湿法工艺将溶剂型聚氨酯中的DMF(二甲基甲酰胺)与水置换，使得涂层具有连续气孔，从而达到透湿透气性。具有质轻，耐磨，耐热性，坚韧性，耐寒性好，拉伸强度高，透气透湿性高等优点。如中国专利ZL201010214265.3提出一种耐酸耐碱耐水解高剥离聚氨酯太空革的制造方法，选用聚酯型非耐水解聚氨酯涂覆，引入氟素高聚物和碳化二亚胺改性剂，提高产品的耐水解及耐酸耐碱能力，同时达到高剥离强度的要求，但是涂覆浆料中使用了大量的DMF和溶剂性色浆，水洗置换溶剂，却无法全部回收，不仅溶剂残留危害消费者健康，而且回收溶剂需要投入成本和大量能耗。水性聚氨酯树脂是以水为分散介质，环保无毒，是溶剂型聚氨酯树脂的替代品。近几年，水性聚氨酯合成革的制备研究取得了很大进展，但在高性能太空革上的研究还处于传统制造工艺，尤其要达到透湿透气、真皮手感、耐磨损、高剥离性能以及生态环保方面还待于进一步的研究开发。
发明内容
本发明提出一种湿法制备水性聚氨酯太空革的方法，是以水性聚氨酯树脂为原料，不添加任何有机溶剂，湿法工艺使得水性聚氨酯涂层泡孔均匀稳定，太空革结构细密紧致，切口好，手感好，具有优异的耐磨损性和透气性。
为达到上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种湿法制备水性聚氨酯太空革的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)基布处理：将无纺布先通过浸渍槽中的浸渍液进行浸透后再通过凝固槽进行预凝固，用烫平辊烫平、烘干；
2)涂覆：在处理过的无纺布上涂覆发泡浆料；
3)凝聚：将涂覆发泡浆料的无纺布通过凝固槽中的凝固液进行凝聚；
4)水洗、烘干：通过水洗槽清除多余的凝固液，烘干定型后获得水性太空革贝斯；
5)干法贴面：在离型纸上刮涂水性面层浆料，烘干，再涂刮水性粘接料，最后用上述的水性太空革贝斯进行贴合，烘干，剥离，即得水性聚氨酯太空革；
上述步骤1)中的浸渍液由以下原料及其质量份构成：固含量为35～45％的阴离子型水性聚氨酯树脂5～20份，自来水70～90份；
上述步骤2)中的发泡浆料由以下原料及其质量份构成：固含量为35～45％的阴离子型水性聚氨酯树脂300份，粉体润湿剂2.5～3份，木质纤维素25～32份，发泡剂4.5～6.5份，稳泡剂4.5～6份，固化剂1.5～2份；
上述步骤3)中的凝固液由以下原料及其质量份构成：破乳交联剂5～15份，自来水80～95份；其中，所述的破乳交联剂为碳酸、乳酸、柠檬酸、磷酸、氯化钙、氯化钠、硫酸铁、氯化铁、氯化铝中的一种或几种；
上述步骤5)中的水性面层浆料由以下原料及其质量份构成：固含为30～50％的脂肪族水性聚氨酯树脂100份，消泡剂0.2～0.8份，耐磨助剂2～5份，透气助剂5～10份，耐磨蜡粉4～8份，水性增稠剂0.5～2份；所述的水性粘接料由以下原料及其质量份构成：固含量为35％～50％的脂肪族水性聚氨酯树脂100份，消泡剂0.2～0.8份，透气助剂2～5份，水性增稠剂0.5～2份。
上述的粉体润湿剂为铵盐类或钠盐类粉体润湿剂。
上述的发泡剂为有机硅改性发泡剂、十二烷基硫酸钠复合发泡剂或硬脂酸盐类发泡剂。
上述的稳泡剂为硅树脂聚醚乳液类稳泡剂。
上述的固化剂为芳香胺类固化剂、改性胺类固化剂或苯磺酸类固化剂。
上述的消泡剂为有机硅改性消泡剂或矿物油基消泡剂。
上述的耐磨助剂为有机硅改性耐磨助剂。
上述的透气助剂为纳米碳酸钙。
上述的水性增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂或碱溶胀型丙烯酸增稠剂。
上述的阴离子型水性聚氨酯树脂，其涂膜物性为：在温度20～25℃，湿度30～50％的测试条件下，100％模量为2～4MPa，断裂强度≥10MPa，伸长率≥400％。
其有益效果是：采用水性聚氨酯树脂浆料和水性环保助剂，使太空革在制备和使用过程中无任何有机溶剂，解决了溶剂型太空革污染、残留问题，实现了清洁化生产。添加透气助剂赋予太空革优良的透气透湿性。添加耐磨助剂及耐磨蜡粉，提高了太空革的抗刮耐磨损性能，并使其表面滑爽，手感佳。通过物理和化学双重发泡方式，泡孔均匀稳定，获得的太空革切口好，结构细密紧致，不易开裂和磨损，手感柔韧。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步的详细说明，但本发明并不仅限于这些例子。
实施例1。一种湿法制备水性聚氨酯太空革的方法：
1)配料
A配制浸渍液：取固含量为42％的水性聚氨酯树脂KT735(由合肥科天化工制备)10kg加入到90kg的自来水中，高速搅拌均匀，即得浸渍液。
B配制凝固液：取8kg的磷酸和92kg的自来水混合搅拌，使磷酸完全溶解于水中，即得凝固液。
C配制发泡浆料：取固含量为42％的水性聚氨酯树脂KT735(由合肥科天化工制备)300kg，依次加入2.8kg的粉体润湿剂A168(科莱恩化工)、30kg的木质纤维素(宜兴圣德力)、4.8kg的发泡剂K12(济南硕昌化工)、4.8kg的稳泡剂207(青岛中宝化工)和1.7kg的固化剂XP2655(德国拜耳)，用高速搅拌机搅拌，发泡至原体积的1.5倍，即得发泡浆料。
D配制水性面层浆料：取固含量为30％的水性聚氨酯树脂KT727(由合肥科天化工制备)80kg，依次加入0.3kg的消泡剂CF247(科莱恩化工)、2kg的耐磨助剂DC51(美国道康宁)、6kg的纳米碳酸钙(河南科力新材料)、5kg的耐磨蜡粉E360(翁开尔)和0.7kg的水性增稠剂3220(深圳海川化工)，用高速搅拌机分散均匀，黏度为2800mPa·s，即得水性面层浆料。
E配制水性粘接料：取固含量为35％的脂肪族水性聚氨酯树脂KT703B(由合肥科天化工制备)100kg，依次加入0.4kg的消泡剂CF247(科莱恩化工)、5kg的纳米碳酸钙(河南科力新材料)、0.8kg的水性增稠剂3220(深圳海川化工)，用高速搅拌机分散均匀，黏度为6300mPa·s，即得水性粘接料。
2)水性聚氨酯太空革的制备
A基布处理：将无纺布先通过浸渍槽中的浸渍液进行浸透后再通过凝固槽进行预凝固，最后用烫平辊烫平，120℃烘箱烘干；
B涂覆：在处理过的无纺布上涂覆发泡浆料，涂布量为600g/㎡；
C凝聚：将涂覆发泡浆料的无纺布通过凝固槽中的凝固液进行凝聚，使水性聚氨酯破乳并与木质纤维素一起形成多孔填充物，填充在无纺布中；
D水洗、烘干：通过水洗槽清除多余的凝固液，烘箱在100～140℃的范围内分节梯度升温，烘干定型后获得水性太空革贝斯；
E干法贴面：在离型纸上刮涂水性面层浆料，涂布量为200g/㎡，110℃烘干，再涂刮水性粘接料，涂布量为300g/㎡，最后用上述的水性太空革贝斯进行贴合，烘干，剥离，即得耐磨损透气水性聚氨酯太空革；
实施例2。一种湿法制备水性聚氨酯太空革的方法：
1)配料
A配制浸渍液：取固含量为42％的水性聚氨酯树脂KT735(由合肥科天化工制备)12kg，加入到88kg的自来水中，高速搅拌均匀，即得浸渍液。
B配制凝固液：取10kg的氯化钙和90kg的自来水混合搅拌，使氯化钙完全溶解于水中，即得凝固液。
C配制发泡浆料：取固含量为42％的水性聚氨酯树脂KT735(由合肥科天化工制备)290kg，依次加入3kg的粉体润湿剂5040(深圳海川化工)、32kg的木质纤维素(宜兴圣德力)、6kg的发泡剂硬脂酸锌(河南惠尔纳米)、5kg的稳泡剂207(青岛中宝化工)和1.5kg的固化剂3099(德国拜耳)，用高速搅拌机搅拌，发泡至原体积的1.7倍，即得发泡浆料。
D配制水性面层浆料：取固含量为30％的水性聚氨酯树脂KT727(由合肥科天化工制备)80kg，依次加入0.5kg的消泡剂A34(深圳海川化工)、3kg的耐磨助剂DC51(美国道康宁)、6kg的纳米碳酸钙(山东海泽纳米材料)、4.8kg的耐磨蜡粉7920(翁开尔)和0.9kg的水性增稠剂3551(深圳海川化工)，用高速搅拌机分散均匀，黏度为3500mPa·s，即得水性面层浆料。
E配制水性粘接料：取固含量为35％的脂肪族水性聚氨酯树脂KT703B(由合肥科天化工制备)100kg，依次加入0.4kg的消泡剂CF247(科莱恩化工)、6kg的纳米碳酸钙(河南科力新材料)、0.8kg的水性增稠剂3220(深圳海川化工)，用高速搅拌机分散均匀，黏度为6300mPa·s，即得水性粘接料。
2)水性聚氨酯太空革的制备
A基布处理：将无纺布先通过浸渍槽中的浸渍液进行浸透后再通过凝固槽进行预凝固，最后用烫平辊烫平，120℃烘箱烘干；
B涂覆：在处理过的无纺布上涂覆发泡浆料，涂布量为700g/㎡；
C凝聚：将涂覆发泡浆料的无纺布通过凝固槽中的凝固液进行凝聚，使水性聚氨酯破乳并与木质纤维素一起形成多孔填充物，填充在无纺布中；
D水洗、烘干：通过水洗槽清除多余的凝固液，烘箱在100～140℃的范围内分节梯度升温，烘干定型后获得水性太空革贝斯；
E干法贴面：在离型纸上刮涂水性面层浆料，涂布量为200g/㎡，110℃烘干，再涂刮水性粘接料，涂布量为400g/㎡，最后用上述的水性太空革贝斯进行贴合，120℃烘干，剥离，即得水性聚氨酯太空革。
Claims (10)
1.一种湿法制备水性聚氨酯太空革的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)基布处理：将无纺布先通过浸渍槽中的浸渍液进行浸透后再通过凝固槽进行预凝固，用烫平辊烫平、烘干；
2)涂覆：在处理过的无纺布上涂覆发泡浆料；
3)凝聚：将涂覆发泡浆料的无纺布通过凝固槽中的凝固液进行凝聚；
4)水洗、烘干：通过水洗槽清除多余的凝固液，烘干定型后获得水性太空革贝斯；
5)干法贴面：在离型纸上刮涂水性面层浆料，烘干，再涂刮水性粘接料，最后用上述的水性太空革贝斯进行贴合，烘干，剥离，即得水性聚氨酯太空革；
上述步骤1)中的浸渍液由以下原料及其质量份构成：固含量为35％～45％的阴离子型水性聚氨酯树脂5～20份，自来水70～90份；
上述步骤2)中的发泡浆料由以下原料及其质量份构成：固含量为35％～45％的阴离子型水性聚氨酯树脂300份，粉体润湿剂2.5～3份，木质纤维素25～32份，发泡剂4.5～6.5份，稳泡剂4.5～6份，固化剂1.5～2份；
上述步骤3)中的凝固液由以下原料及其质量份构成：破乳交联剂5～15份，自来水80～95份；其中，所述的破乳交联剂为碳酸、乳酸、柠檬酸、磷酸、氯化钙、氯化钠、硫酸铁、氯化铁、氯化铝中的一种或几种；
上述步骤5)中的水性面层浆料由以下原料及其质量份构成：固含为30％～50％的脂肪族水性聚氨酯树脂100份，消泡剂0.2～0.8份，耐磨助剂2～5份，透气助剂5～10份，耐磨蜡粉4～8份，水性增稠剂0.5～2份；所述的水性粘接料由以下原料及其质量份构成：固含量为35％～50％的脂肪族水性聚氨酯树脂100份，消泡剂0.2～0.8份，透气助剂2～5份，水性增稠剂0.5～2份。
2.根据权利要求1所述的一种湿法制备水性聚氨酯太空革的方法，其特征在于：所述的粉体润湿剂为铵盐类或钠盐类粉体润湿剂。
3.根据权利要求1所述的一种湿法制备水性聚氨酯太空革的方法，其特征在于：所述的发泡剂为有机硅改性发泡剂、十二烷基硫酸钠复合发泡剂或硬脂酸盐类发泡剂。
4.根据权利要求1所述的一种湿法制备水性聚氨酯太空革的方法，其特征在于：所述的稳泡剂为硅树脂聚醚乳液类稳泡剂。
5.根据权利要求1所述的一种湿法制备水性聚氨酯太空革的方法，其特征在于：所述的固化剂为芳香胺类固化剂、改性胺类固化剂或苯磺酸类固化剂。
6.根据权利要求1所述的一种湿法制备水性聚氨酯太空革的方法，其特征在于：所述的消泡剂为有机硅改性消泡剂或矿物油基消泡剂。
7.根据权利要求1所述的一种湿法制备水性聚氨酯太空革的方法，其特征在于：所述的耐磨助剂为有机硅改性耐磨助剂。
8.根据权利要求1所述的一种湿法制备水性聚氨酯太空革的方法，其特征在于：所述的透气助剂为纳米碳酸钙。
9.根据权利要求1所述的一种湿法制备水性聚氨酯太空革的方法，其特征在于：所述的水性增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂或碱溶胀型丙烯酸增稠剂。
10.根据权利要求1所述的一种湿法制备水性聚氨酯太空革的方法，其特征在于：所述的阴离子型水性聚氨酯树脂，其涂膜物性为：在温度20～25℃，湿度30～50％的测试条件下，100％模量为2～4MPa，断裂强度≥10MPa，伸长率≥400％。
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