CN106478919B - 一种用于服装革面料的水性聚氨酯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于合成革面料的水性聚氨酯树脂及其制备方法，该水性聚氨酯包括以下原料组分及重量份：多异氰酸酯12‑40份；聚醚多元醇90‑130份；联萘酚2‑8份；第一扩链剂3‑7份；催化剂0.01‑0.5份；第二扩链剂2‑6份；成盐剂2‑6份。本发明获得的水性聚氨酯树脂制备成的服装革面料不仅柔软，而且具有优异的耐折性的优点。

Description

一种用于服装革面料的水性聚氨酯及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子聚合物领域，具体公开了一种用于服装革面料的水性聚氨酯及其制备方法。
背景技术
目前，随着人们对服装的消费需求不断增加，各种具有防水、防油、易去污的服装革面料陆续亮相市场，受到消费者的关注和青睐。用于服装革面料的聚氨酯得到了广泛的开发，在此类聚氨酯中，水性聚氨酯作为具有优异的化学性质，比如独特的柔韧性、耐低温、粘结性和高内聚能等优点，使得水性聚氨酯(WPU)膜制品占得越来越多的市场需求。水性聚氨酯相关的面料，其不仅具有上述优异的化学性质，还具有环保、无毒的性质，因而获得广大客户的喜爱。但是，目前市场上的大部分水性聚氨酯制备的服装革面料产品的耐折性能并不突出，容易出现裂纹、脱层现象。因此，亟需开发一种新的水性聚氨酯以改善服装革面料的耐折性以及耐候性，满足消费者对服装革面料的质量的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种用于服装革面料的水性聚氨酯及其制备方法，由该水性聚氨酯制备的服装革面料不仅柔软，而且具有优异的耐折性。
为了实现以上目的及其他目的，本发明是通过包括以下技术方案实现的：一种水性聚氨酯，包括以下原料组分及重量份：
优选地，所述水性聚氨酯包括以下原料组分及重量份：
优选地，所述多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和二环己基二异氰酸酯中任意一种或者多种。
优选地，所述聚醚多元醇选自聚四氢呋喃醚多元醇和聚氧化丙烯多元醇中的一种或者两种。
优选地，所述联萘酚是由萘酚与FeCl3溶液反应制得。所述联萘酚由以下方法制备而成：将萘酚单体与FeCl3溶液混合后，在50-70℃、pH 7-8条件下反应1-3h，获得联萘酚，反应式如下：
优选地，所述第一扩链剂选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基戊酸和二羟甲基辛酸中的一种或多种。
更优选地，所述第一扩链剂为二羟甲基丙酸。
优选地，所述第二扩链剂选自乙二胺、异佛尔酮二胺、1,6-己二胺、1,3-环己二甲胺和间苯二甲胺中的任意一种或多种。
优选地，所述成盐剂为三乙胺。
优选地，所述催化剂选自有机锌化合物、有机锡化合物、有机碱金属盐、叔胺及其盐化合物中任意一种或多种。
本发明公开了一种制备如上述所述的水性聚氨酯的方法，包括以下步骤：1)将所述聚醚多元醇和所述多异氰酸酯在80-90℃下进行预聚反应，反应时间为2-3h；2)再加入所述联萘酚、所述第一扩链剂和所述催化剂在65-80℃下反应5-8h；3)加入成盐剂中和，然后加入冰水乳化，再加入所述第二扩链剂进行后扩链反应，减压蒸馏，获得水性聚氨酯。
优选地，加入所述第一扩链剂同时加入丙酮。
丙酮的作用为调整反应溶液的粘度。丙酮的添加量可根据反应需要酌情添加。所述丙酮在减压蒸馏阶段被蒸馏除去。
在所述步骤1)、2)中，温度对反应过程的影响较大，需在反应过程中控制温度。
优选地，所述成盐剂为胺类助剂，优选为三乙胺，三乙胺为碱性，可与羧酸生成盐类，在本发明中用来中和步骤2)中扩链反应中第一扩链剂的羧酸基团。
在步骤3)中，采用冰水的作用是将后扩链反应的温度控制在低温范围，比如5℃，0℃，2℃。
本发明还公开了如上述所述的水性聚氨酯或如上述所述的方法制备的水性聚氨酯在服装革面料中的用途。
本发明将联萘酚作为小分子扩链剂，由于联萘酚具有芳香的刚性结构，联萘酚含有两个萘基，并且具有很好的对称性，使得获得水性聚氨酯制品具有更好的物理机械性能。
综上所述，本发明提供一种用于服装革面料的水性聚氨酯及其制备方法，其有益效果为：本发明采用联萘酚替代现有的小分子扩链剂进行扩链反应，由于该扩链剂具有很好的对称结构，提高了水性聚氨酯树脂的耐磨性及耐折性；尤其是，与含有三个羟甲基官能团的三羟甲基丙烷(TMP)作为扩链剂制备而成的水性聚氨酯相比，由本发明获得的水性聚氨酯制备服装革不仅柔软，而且具有更好的耐折性。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解，实施例仅用于说明本发明，而非限制本发明的范围。
实施例1
向三口烧瓶中加入95g PPG-3000、20g聚四氢呋喃醚二醇，然后加入26g甲苯二异氰酸酯、14g二苯基甲烷二异氰酸酯加热至90℃进行预聚反应，反应2h；然后加入2g联萘酚、5g二羟甲基丙酸和0.3g二丁基月桂酸锡，加热至70℃进行扩链反应，反应3h，加入三乙胺3.7g中和，然后加入冰水乳化，加入5g乙二胺进行后扩链反应，搅拌30min后，减压蒸馏除去体系中的丙酮，获得水性聚氨酯乳液。
实施例2
向三口烧瓶中加入95g PPG-3000、20g聚四氢呋喃醚二醇，然后加入26g甲苯二异氰酸酯、14g二苯基甲烷二异氰酸酯加热至90℃进行预聚反应，反应2h；然后加入4g联萘酚、5g二羟甲基丙酸和0.3g二丁基月桂酸锡，加热至70℃进行扩链反应，反应3h，加入三乙胺3.7g中和，然后加入冰水乳化，加入5g乙二胺进行后扩链反应，搅拌30min后，减压蒸馏除去体系中的丙酮，获得水性聚氨酯乳液。
实施例3
向三口烧瓶中加入95g PPG-3000、20g聚四氢呋喃醚二醇，然后加入26g甲苯二异氰酸酯、14g二苯基甲烷二异氰酸酯加热至90℃进行预聚反应，反应2h；然后加入6g联萘酚、5g二羟甲基丙酸和0.3g二丁基月桂酸锡，加热至70℃进行扩链反应，反应3h，加入三乙胺3.7g中和，然后加入冰水乳化，加入5g乙二胺进行后扩链反应，搅拌30min后，减压蒸馏除去体系中的丙酮，获得水性聚氨酯乳液。
对比例1
向三口烧瓶中加入95g PPG-3000、20g聚四氢呋喃醚二醇，然后加入26g甲苯二异氰酸酯、14g二苯基甲烷二异氰酸酯加热至90℃进行预聚反应，反应2h；然后加入6g三羟甲基丙烷、5g二羟甲基丙酸和0.3g二丁基月桂酸锡，加热至70℃进行扩链反应，反应3h，加入三乙胺3.7g中和，然后加入冰水乳化，加入5g乙二胺进行后扩链反应，搅拌30min后，减压蒸馏除去体系中的丙酮，获得水性聚氨酯乳液。
检测结果：
将实施例1至3以及对比例1以同样的工艺制备服装革面料，根据QBT 2958-2008《服装用聚氨酯合成革》对服装革面料的技术性能进行检测。实施例1至3以及对比例1制备的服装革面料的性能测试结果如表1所示。
表1实施例1至3以及对比例1制备的服装革面料的技术性能检测结果
从表1中看出，由实施例1至3以及对比例1获得水性聚氨酯制成的服装革面料的柔软性较好，实施例1至3的服装革面料的耐折性优于对比例1，说明加入联萘酚提高了服装革面料的耐折性能；并且将服装革面料置于温度70℃、空气相对湿度为95％的烘箱中放置336h后，由实施例1至3以及对比例1获得水性聚氨酯制成的服装革面料的表面均未出现开裂、褪色、脱层的现象，但实施例1至3的服装革面料的耐折性明显优于对比例1的服装革面料的耐折性，说明实施例1至3的服装革面料的耐候性高于对比例1服装革面料的耐候性。
综上，本发明采用联萘酚替代现有的小分子扩链剂进行扩链反应，由于该扩链剂具有很好的对称结构，提高了水性聚氨酯树脂的耐磨性及耐折性；与含有三个羟甲基官能团的三羟甲基丙烷(TMP)作为扩链剂制备的水性聚氨酯相比，由本发明获得的水性聚氨酯制备服装革不仅柔软，而且具有更好的耐折性和耐候性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种水性聚氨酯，其特征在于：包括以下原料组分及重量份：
其中，所述第一扩链剂选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基戊酸和二羟甲基辛酸中的一种或多种；
所述第二扩链剂选自乙二胺、异佛尔酮二胺、1,6-己二胺、1,3-环己二甲胺和间苯二甲胺中的任意一种或多种。
2.如权利要求1所述的水性聚氨酯，其特征在于：所述多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和二环己基二异氰酸酯中任意一种或者多种。
3.如权利要求1所述的水性聚氨酯，其特征在于：所述聚醚多元醇选自聚四氢呋喃醚多元醇和聚氧化丙烯多元醇中的一种或者两种。
4.如权利要求1所述的水性聚氨酯，其特征在于：所述联萘酚由以下方法制备而成：将萘酚单体与FeCl3溶液混合后，在50-70℃、pH 7-8的条件下反应1-3h，获得联萘酚，其反应式如下：
5.如权利要求1所述的水性聚氨酯，其特征在于：所述催化剂选自有机锌化合物、有机锡化合物、有机碱金属盐、叔胺及其盐化合物中任意一种或多种。
6.如权利要求1所述的水性聚氨酯，其特征在于：所述成盐剂为三乙胺。
7.一种制备如权利要求1至6任一所述的水性聚氨酯的方法，其特征在于：包括以下步骤：将所述聚醚多元醇和所述多异氰酸酯在80-90℃下反应2-3h；再加入所述联萘酚、所述第一扩链剂和所述催化剂在65-80℃下反应5-8h；加入成盐剂中和，然后加入冰水乳化；再加入所述第二扩链剂进行后扩链反应，减压蒸馏，获得水性聚氨酯。
8.如权利要求7所述的水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：加入所述第一扩链剂同时加入丙酮。
9.如权利要求1至6任一所述的水性聚氨酯或如权利要求7至8任一所述的方法制备的水性聚氨酯在服装革面料中的用途。
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