CN105693996B - 形状记忆聚合物皮革除皱涂饰材料的制作方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

一种形状记忆聚合物皮革除皱涂饰材料的制作方法及其应用。制作方法；将DMF用

Description

形状记忆聚合物皮革除皱涂饰材料的制作方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种形状记忆聚合物皮革除皱涂饰材料制作及皮革防皱的应用，属于皮革防皱涂饰材料制作及皮革防皱的技术领域。
背景技术
皮革涂饰作为制革的最后一道工序，不仅要求赋予成革良好的感观性能，还要求具有良好的物理力学性能。涂饰既要保持坯革良好的身骨又要使涂层与坯革之间有良好的粘着力。所用的涂饰剂就是能涂覆在皮革表面并能形成牢固附着物的材料，其主要部分是成膜剂，又称基料，是使涂饰剂牢固附着于皮革表面上形成连续薄膜的物质，它决定着涂饰剂的基本性质。通常使用的成膜物质有聚丙烯酸酯类树脂、聚氨酯类树脂、硝化棉类光亮剂、蛋白类黏合剂等。为了不断获得性能更好的皮革，在皮革制造材料、制造工艺提高的同时，从皮革涂饰的角度提高皮革的性能亦是一种更为便捷、更有效率的方法。现在的皮革制品往往具有很好的透气性，很好的光泽以及防污的能力，但在防皱的性能上是有所欠缺的，例如皮鞋的表面往往在多次的曲折后，会产生皱纹而难以除去；皮衣的表面也会因为长时间存放方式的不当而产生明显的折痕。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，例如皮鞋的表面往往在多次的曲折后，会产生皱纹而难以除去；皮衣的表面也会因为长时间存放方式的不当而产生明显的折痕问题。进而提供一种形状记忆聚合物皮革除皱涂饰材料制作及皮革防皱的应用。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种形状记忆聚合物皮革除皱涂饰材料制作方法，步骤如下：
步骤一、将DMF用分子筛干燥处理，得到干燥的DMF，液态PCL置于反应容器中抽真空脱水，然后在氩气保护的条件下加入干燥的DMF和MDI，在70～80℃条件下搅拌反应1.5～2.5h，得到预聚物；
步骤二、向步骤一得到的预聚物中加入1,4—BDO和干燥的DMF，在70～80℃的条件下进行扩链反应，得到含有固含量为13％～18％的线形SMPU溶液；即形状记忆聚合物皮革防皱涂饰材料。
所述MDI、PCL和BDO之间的摩尔比为2：1：1；或3：1：2；或4：1：3；加入DMF的量使SMPU的固含量为13％～18％，所述线形SMPU溶液数均分子量的范围在10000～30000之间。
形状记忆聚合物皮革防皱涂饰材料的应用，将SMPU溶液均匀涂敷在表面清洁的皮革上，放置于60～90℃烘箱内进行干燥10～18h，然后在室温下放置20～28h，得到经形状记忆聚合物皮革防皱涂饰材料涂敷的皮革制品。
形状记忆聚合物，是指具有初始形状的制品，在一定的条件下改变其初始条件并固定后，通过外界条件(如热、电、光、化学感应等)的刺激，又可恢复其初始形状的高分子材料。从高分子的微相结构来看，聚合物若要具有形状记忆能力就必须包含“固定相”和“可逆相”二相结构，其“固定相”能使聚合物维持固定形状(原形)，“可逆相”则随外界条件(如温度)而使聚合物发生软化与硬化的可逆变化。一般地，形状记忆聚合物通过一次或多次成型后，成型物的形状被化学的或物理的方式固定(即记忆)。进而在低于一次成型温度，高于玻璃化温度Tg时，再第二次成形，此时处于玻璃态的可逆相的强力高于固定相的弹性恢复力，于是将这一形状“冻结”下来；当聚合物由玻璃态转向橡胶态的条件实现时，可逆相抵制固定相弹性恢复的强力降低至一定程度，上述二次成形的冻结状态溶解，其形状又恢复到一次成形的形状。
热塑性形状记忆聚合物实质上是高分子链以物理交联的方式形成固定相和可逆相。当温度升高至玻璃化转变温度(Tg)以上时，可逆相分子链的微观布朗运动加剧，而固定相仍处于固化状态，此时以一定外力使形状记忆聚合物发生变形，并保持外力使之冷却，可逆相固化得到稳定的新形状即变形态。当温度再升高至Tg以上时，可逆相软化，固定相保持固化，可逆相分子链运动复活，在固定相的恢复应力作用下逐步达到热力学平衡状态，即宏观表现为恢复原状。智能热敏形状记忆聚合物就是形状记忆聚合物材料的一种，该类聚合物制品经过形变并固定后，在特定的外界条件—热刺激下能自动回复到初始形状。
本发明是为了提高皮革制品的防皱性能，同时减少由于皮革非常褶皱所带来的皮革制品的浪费，因而提出了一种形状记忆聚合物皮革防皱涂饰材料制作及皮革防皱的应用，本发明具有以下优点：
1、形状记忆聚合物具有十分优异的性能，包括耐热、耐寒、成型性及遮盖性强，化学稳定性也很好等等，同时还具有普通涂饰材料所没有的优异的透气性、耐磨性、强度高、耐化学品和水解性好、抗菌性好、低温柔顺性好以及染色性好等优良的性能外，其所具有的防水透湿性可赋予涂层优异的呼吸性，使得皮革的舒适性和卫生性能得到较大程度的提高。
2、选用的原料本身一般无潜在毒性，制作过程中没有有毒物质产生，所以得到的形状记忆聚合物材料一般没有毒性，作为与生活相关的应用材料十分安全。
3、形状记忆聚合物的形状恢复性能比较优异，具有比较明显的除皱防皱效果。
附图说明
图1为MDI：PCL：BDO＝2：1：1的SMPU的DMA曲线图。
在DMA测试的曲线中储存模量代表的是材料的刚度，由图1中可以看出当加热到一定温度时，材料的储存模量急剧下降。这是因为在这一温度附近材料发生了玻璃态向橡胶态的转变，这一温度就是材料的玻璃化转变温度。
橡胶态聚氨酯储存模量与玻璃态聚氨酯相比，模量值下降了接近2个数量级。通过查阅文献可以知道，对于形状记忆聚合物拥有优异形状记忆性能的一个重要前提是玻璃化转变之后，储能模量下降2～3个数量级。
图2为MDI：PCL：BDO＝2：1：1的SMPU的DSC曲线图。
从图2中可以看到制备的形状记忆聚氨酯的玻璃化转变温度为37℃左右，这是一个比室温略高的温度，这使得变形的皮革制品具有更加便捷的回复条件。
图3为形状记忆聚氨酯样条形状回复状态图。
图3中可以看到在45℃时，形状记忆聚氨酯的形状回复能力还是非常好的，在形状回复的过程中，开始时回复的速度较快一些，30S之后恢复的速度稍有下降，总体的回复速度稍慢一些。原因与其回复的环境有关，因为烤胶机只在其一面加热，聚氨酯的受热不是非常的均匀。
具体实施方式
下面将对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
本实施例所涉及的一种形状记忆聚合物皮革防皱涂饰材料制作方法，包括以下步骤：
步骤一、将DMF(N,N-二甲基甲酰胺)用分子筛干燥处理，得到干燥的DMF，液态PCL(聚己内酯)置于反应容器中抽真空脱水，然后在氩气保护的条件下加入干燥的DMF和MDI(二苯甲烷二异氰酸酯)，在70～80℃条件下搅拌反应1.5～2.5h，得到预聚物；
步骤二、向步骤一得到的预聚物中加入1,4—BDO(1,4-丁二醇)和干燥的DMF，在70～80℃的条件下进行扩链反应，得到含有固含量为13％～18％的线形SMPU溶液(线形形状记忆聚氨酯)；即形状记忆聚合物皮革防皱涂饰材料。
所述MDI、PCL和BDO之间的摩尔比为2：1：1；或3：1：2；或4：1：3；加入DMF的量使SMPU的固含量为13％～18％。所述线形SMPU溶液数均分子量的范围在10000～30000之间。
所述步骤一中，在75℃条件下搅拌反应2h。
所述步骤二中，在76℃的条件下进行扩链反应。
形状记忆聚合物皮革防皱涂饰材料的应用，将SMPU溶液均匀涂敷在表面清洁的皮革上，放置于60～90℃烘箱内进行干燥10～18h，然后在室温下放置20～28h，得到经形状记忆聚合物皮革防皱涂饰材料涂饰的皮革制品。
所述的涂敷方式为喷涂，喷涂方法能够使基片的质量好，平滑细腻且无刷痕。
所述的涂敷方式为刷涂，刷涂的方法操作简单、灵活性强，可适用于形状复杂的皮革的涂敷。
形状记忆聚合物皮革防皱涂饰材料的应用中，放置于70℃烘箱内进行干燥14h，然后在室温下放置24h。
SMPU溶液涂敷前，将皮革表面均匀的扎一些小孔，以增加涂饰材料与皮革的结合力。所述小孔的密度为15～20个/cm2，小孔的直径为0.001～0.05mm。
实施例1：
一种形状记忆聚合物皮革防皱涂饰材料制作方法，
一、将DMF(N,N-二甲基甲酰胺)用分子筛干燥处理24h，得到干燥的DMF，固态PCL置于干燥箱中加热熔融得到液态PCL，将10g液态PCL(聚己内酯2000)置于带有机械搅拌、氩气保护、冷凝管和温度计的四口烧瓶中在水浴120℃的条件下抽真空脱水1h，然后在氩气保护的条件下加入干燥的60g DMF和3.75g MDI(二苯甲烷二异氰酸酯)，在75℃下搅拌反应2h，得到预聚物，取出少量预聚物进行—NCO滴定；
二、向步骤一得到的预聚物中加入0.9g 1,4—BDO(1,4-丁二醇)和38g DMF，在75℃的条件下进行扩链反应2h，得到含有固含量为15％的线形SMPU溶液(线形形状记忆聚氨酯)；
三、将线形SMPU溶液均匀涂敷在大小合适的皮革上，放置于90℃烘箱内进行充分干燥12h，然后在室温下放置24h，得到经形状记忆聚合物涂饰的防皱的皮革制品；
将平整的覆有形状记忆聚氨酯的皮革加热到40℃左右后对折，固定其形状并冷却到室温，然后再次加热到60℃左右时，经过3min左右的时间，可以发现对折的皮革逐渐展开，直至折痕消失，恢复平整的状态，达到了防皱的预期效果。
实施例2：本实施方式中形状记忆聚合物选取的是形状记忆聚乳酸，涂饰材料的制备方法按下列步骤实施：
将5g重量的聚乳酸(PLA)和0.5g的二苯甲酮倒入试剂瓶中，加入50g的二氯甲烷溶剂，封口后在磁力搅拌器上以300r/min的速度搅拌20h—24h，将得到的溶液均匀涂敷在大小合适的皮革上，在室温或在40℃—50℃的烘箱内干燥15h—24h，得到经形状记忆聚合物涂饰的防皱皮革制品。
经测其玻璃化转变温度在55℃左右。将平整的经过形状记忆聚乳酸涂敷的皮革加热到60℃左右后对折，固定其形状并冷却到室温，然后再次加热到60℃左右时，经过3min左右的时间，可以发现对折的皮革逐渐展开，直至折痕消失，恢复平整的状态，达到了这种防皱的预期效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种形状记忆聚合物皮革除皱涂饰材料的应用，
形状记忆聚合物皮革除皱涂饰材料的制作方法如下：
步骤一、将DMF用分子筛干燥处理，得到干燥的DMF，液态PCL置于反应容器中抽真空脱水，然后在氩气保护的条件下加入干燥的DMF和MDI，在70～80℃条件下搅拌反应1.5～2.5h，得到预聚物；
步骤二、向步骤一得到的预聚物中加入BDO和干燥的DMF，在70～80℃的条件下进行扩链反应，得到含有固含量为13％～18％的线形SMPU溶液；即形状记忆聚合物皮革除皱涂饰材料；
所述MDI、PCL和BDO之间的摩尔比为2：1：1；或3：1：2；或4：1：3；加入DMF的量使SMPU的固含量为13％～18％；所述线形SMPU溶液数均分子量的范围在10000～30000之间；
其特征在于，将SMPU溶液均匀涂敷在表面清洁的皮革上，放置于60～90℃烘箱内进行干燥10～18h，然后在室温下放置20～28h，得到经形状记忆聚合物皮革除皱涂饰材料涂敷的皮革制品。
2.根据权利要求1所述的形状记忆聚合物皮革除皱涂饰材料的应用，其特征在于，所述的涂敷方式为喷涂。
3.根据权利要求1所述的形状记忆聚合物皮革除皱涂饰材料的应用，其特征在于，所述的涂敷方式为刷涂。
4.根据权利要求3所述的形状记忆聚合物皮革除皱涂饰材料的应用，其特征在于，放置于70℃烘箱内进行干燥14h，然后在室温下放置24h。
5.根据权利要求4所述的形状记忆聚合物皮革除皱涂饰材料的应用，其特征在于，SMPU溶液涂敷前，将皮革表面均匀的扎一些小孔，所述小孔的密度为15～20个/cm2，小孔的直径为0.001～0.05mm。
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