CN110407994A - 一种环保型水性聚氨酯室内装饰用合成皮革的制备方法及其专用树脂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型水性聚氨酯室内装饰用合成皮革的制备方法及其专用树脂，其树脂包括基体树脂和添加剂两部分：基体树脂按照摩尔百分比由如下组份组成：聚四氢呋喃醚50～55％、具有羟基基团的聚丙烯酸酯3～5％、异氰酸酯35～40％、扩链剂2～2.5％、亲水扩链剂5～5.5％；添加剂按照与基体树脂的重量百分比由如下组份组成：机械空气发泡泡孔稳定剂2.5‑5％、氢氧化镁3‑5％、氢氧化铝3‑8％、超细三氧化二锑1.5％‑2％。本发明的合成皮革具备极好的环保性、隔音和吸声功能和阻燃性，解决了原先因为合成皮革环保性差、阻燃性差等原因，合成皮革的应用领域受到局限的问题，使得合成皮革能够应用于室内装饰，并且能够带来绝佳的使用效果，突破了原有室内装饰材质的认知思维，带来了全新的应用理念。

Description

一种环保型水性聚氨酯室内装饰用合成皮革的制备方法及其 专用树脂

技术领域

本发明属于合成革技术领域，具体涉及一种环保型水性聚氨酯室内装饰用合成皮革的制备方法及其专用树脂。

背景技术

目前皮革材料的应用可谓广泛而必不可少，皮革材料的来源基本有两种渠道：一是动物真皮，二是合成仿皮。其中动物真皮的制作过程极其污染，特别是在鞣制工艺中，产生重金属元素以及对空气的污染和产生大量废水，我们国家也出台相关政策，明令限制动物真皮的生产。而合成革仿皮材料，是基于溶剂型树脂为原料，溶剂型合成革工艺主要是用甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮(MEK)、乙酸、乙酯和二甲基甲酰胺(DMF)等作为主要溶剂通过聚合法制得革。是目前制革行业工艺的主流，但因为污染严重，生产过程产生大量的废气、废水，近年被国家列入高污染整治行业，随着国家治理环境力度的加大，传统的溶剂型制革工艺将逐步被新的工艺替代。传统溶剂型树脂原料主要成份是DMF(二甲基甲酰胺)，这是有机溶剂，对大气、水质以及人体会造成极大伤害，早在2009年，欧盟国家就明令禁止使用含有DMF成份的产品。但是传统的合成革产品现在还离不开DMF，这使得合成革产品的应用领域受到了很大的局限。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种高耐磨水性聚氨酯地板专用树脂，其能够完全脱离DMF，具备高环保性，并且利用树脂制成的合成仿真皮革具备高耐磨性和高阻燃性，能够应用于室内装饰上，实现了技术性的突破。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种环保型水性聚氨酯室内装饰专用树脂，包括基体树脂和添加剂两部分：

所述基体树脂按照摩尔百分比由如下组份组成：

聚四氢呋喃醚50～55％、具有羟基基团的聚丙烯酸酯3～5％、异氰酸酯35～40％、扩链剂2～2.5％、亲水扩链剂5～5.5％；

所述添加剂按照与基体树脂的重量百分比由如下组份组成：

机械空气发泡泡孔稳定剂2.5-5％、氢氧化镁3-5％、氢氧化铝3-8％、超细三氧化二锑1.5％-2％。

进一步的，所述添加剂中还包括导电添加剂、氟硅添加剂和色料，所述导电添加剂为超细石墨粉，所述氟硅添加剂为羟基氟硅油，导电添加剂的使用使得合成皮革能够防静电便于表面清理，氟硅添加剂的使用使得合成皮革具备防水透湿透气功能，色料用于调节合成皮革颜色。

进一步的，所述添加剂中还包括光触媒，光触媒的使用，使得最后形成的地板合成皮革具备释放负氧离子的功能，负氧离子对人体有益，能够净化空气，从而使得地板合成皮革具备了更好的环保性。

进一步的，所述添加剂中还包括改性三聚氰胺(MCA)。

进一步的，所述异氰酸酯为氰化异氰酸酯(H12MDI)或者环状异氰酸酯(IPDI)。

进一步的，所述扩链剂为1.6-乙二醇，所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸(DMPA)或者二羟甲基丁酸(DMBA)。

进一步的，所述机械空气发泡泡孔稳定剂为椰油酸酰胺。

一种高耐磨水性聚氨酯地板专用树脂的制备方法，包括如下步骤：

1)将配比好的聚四氢呋喃醚、具有羟基基团的聚丙烯酸酯、异氰酸酯、扩链剂和亲水扩链剂，在40摄氏度至80摄氏度的温度下进行混合搅拌反应，反应4到6小时后形成预聚体后，即刻添加无离子水通过分散机充分高速搅拌剪切，最后形成基体树脂；

2)在基体树脂内分别加入配比好的机械空气发泡泡孔稳定剂、氢氧化镁、氢氧化铝、超细三氧化二锑、改性三聚氰胺、导电添加剂、氟硅添加剂、光触媒和色料，再次通过分散机充分搅拌均匀形成成品树脂。

本发明的设计理念是：由于现有的合成皮革产品采用传统油性合成皮革的制造工艺，所用原料树脂无法脱离DMF，从而使得现有的合成皮革产品不具备很好的环保性，无法应用于室内装饰领域，本发明通过独特的配方比，形成具有特殊功能物性的水性聚氨酯作为基体树脂，并且配合多种添加剂，由于完全脱离了DMF，使得成品树脂具备很好的环保性，这样使得合成皮革产品能够应用于室内装饰领域，进入千家万户，添加剂的使用能够强化合成皮革产品的辅助性能；

本发明中通过对聚丙烯酸酯进行改性形成具有羟基基团的聚丙烯酸酯，使得聚四氢呋喃醚能够和具有羟基基团的聚丙烯酸酯进行结合形成多元醇。

氢氧化镁、氢氧化铝、超细三氧化二锑，这些都是无机阻燃剂，三聚氰胺为有机阻燃剂，本发明通过对三聚氰胺进行改性，使得无机助燃剂和有机阻燃剂能够相互完美配合，不但能够非常有效的提升树脂产品的阻燃性，这是单一品种无法达成的，而且无机助燃剂成分的使用使得树脂形成的合成皮革环保性能更好，有害性小、抑烟效果好，能够满足室内装饰领域的环保和阻燃要求。

通过椰油酸酰胺的使用，制作空气发泡的弹性体，这样最后形成的合成皮革其表面会形成细密的开放泡孔，使得合成皮革不仅防水透气，更关键的是具备了极好的隔音和吸声功能，可降低室内的噪音，比如通过本发明树脂制备而成的合成皮革，可应用于室内墙体装饰革，由于其良好的隔音和吸声功能，可广泛应用在公共场所，例如影院以及KTV。

本发明从基础原料“水性聚氨酯”开始，解决原料的环保性，整个制作工艺流程(无论直涂工艺还是干法转移工艺)，不再涉及工业用水，从工艺源头避免了工业废水问题，不产生废水。彻底解决了合成革生产的污染问题，让合成革制作成为了清洁生产。而且本发明的产品性能比传统的溶剂型产品性能上有了更大的提高，不仅环保，而且还耐水解，提高了产品的使用寿命；阻燃的特点让皮制品进入装饰领域提供了更广阔的空间；良好的隔音和吸声功能，让合成皮革应用在室内装饰墙壁，尤其是影院、KTV、宾馆、候车和候机室、会议室等室内公共场所，具备极大的优势。

有益效果：本发明与现有技术相比，具备如下优点：

1、树脂具备极好的环保性、隔音和吸声功能、阻燃性和耐磨性，使得最后形成的合成皮革也具备极好的环保性、隔音和吸声功能和阻燃性，解决了原先因为合成皮革环保性差、阻燃性差等原因，合成皮革的应用领域受到局限的问题，利用本发明树脂制备形成的合成皮革，已经完全能够适用于室内装饰领域，这在合成皮革的技术领域上是一个很大的突破，尤其是本发明树脂还具备极好的隔音和吸声功能，使得合成皮革能够应用于室内装饰，并且能够带来绝佳的使用效果，突破了原有室内装饰材质的认知思维，带来了全新的应用理念，合成皮革应用于室内装饰不但降低了成本，而且质感柔软、富有弹性、光泽度更好，具备极好的美观度和档次感，市场价值巨大。

2、由于树脂完全脱离了DMF，因此合成皮革的制备工艺当中无需用水去置换DMF，整个制备过程无需使用工业用水，因此也不会产生大量的工业废水，无需后续再进行工业废水处理工序以及对置换用水的回收处理，极大的降低了工艺所需能耗。

3、由于树脂完全脱离了DMF，因此合成皮革的制备工艺当中也不会出现因为DMF挥发而产生的废气，省去了废气处理工序，降低了工艺能耗，节约了成本。

附图说明

图1为本发明树脂形成合成皮革的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

实施例1：

一种环保型水性聚氨酯室内装饰专用树脂，包括基体树脂和添加剂两部分：

基体树脂按照摩尔百分比由如下组份组成：

聚四氢呋喃醚50％、具有羟基基团的聚丙烯酸酯3％、氰化异氰酸酯40％、1.6-乙二醇2％、二羟甲基丙酸5％；

添加剂按照与基体树脂的重量百分比由如下组份组成：

椰油酸酰胺2.5％、氢氧化镁3％、氢氧化铝(6250目)3％、超细三氧化二锑1.5％、超细石墨粉2.5％、羟基氟硅油1.5％、改性三聚氰胺3％、光触媒2％、色料5％。

根据上述基体树脂和添加剂，本实施例中环保型水性聚氨酯室内装饰专用树脂的制备方法具体如下：

1)将配比好的聚四氢呋喃醚、聚丙烯酸酯、氰化异氰酸酯、1.6-乙二醇和二羟甲基丙酸在40摄氏度的温度下进行混合搅拌反应，反应4小时后形成预聚体后，即刻添加无离子水通过分散机充分高速搅拌剪切，本实施例中添加的无离子水的重量约等于预聚体的重量，最后形成基体树脂；

2)在基体树脂内分别加入配比好的氧化锆铝中空微球、椰油酸酰胺、氢氧化镁、氢氧化铝、超细三氧化二锑、超细石墨粉、羟基氟硅油、改性三聚氰胺、光触媒和色料，再次通过分散机充分搅拌均匀形成成品树脂。

得到成品树脂后，本实施例利用成品树脂来制备合成皮革，具体的制备过程如下：

S1：发泡工序：

将成品树脂送入发泡机进行发泡处理，由于成品树脂中含有椰油酸酰胺，其能够起到稳泡效果，经过发泡处理后的成品树脂上形成的泡孔十分稳定，不会出现破泡；

S2：离型纸储放工序：

准备好对应花纹的离型纸；

S3：多段式涂饰和烘干工序：

首先通过发泡机在离型纸上涂饰第一刀树脂，然后进入第一道烘箱烘干；再涂饰第二刀树脂，然后进入第二道烘箱烘干；再涂饰第三刀树脂，然后进入第三道烘箱烘干；再涂饰第四刀树脂，然后进入第四道烘箱烘干；最后在第五道烘箱内烘干定型；

S4：最后收卷、检尺、分卷后将成品合成皮革进行包装。

本实施例中将上述工艺制备得到的合成皮革产品用于室内KTV的墙面上，形成室内墙面装饰合成皮革，经过多次测试，本实施例的装饰合成皮革无论是从环保性、阻燃性、防水性等物性指标均符合了室内装饰的使用标准要求。

本实施例的合成皮革具备良好的隔音和吸声功能，应用在室内KTV的墙面上，能够提升室内的隔音和吸声效果，使得室内的音效和光效能够得到保证，并且因为合成皮革质感柔软、富有弹性、光泽度更好，能够提升KTV室内的美观度和档次感，整体使用效果非常好。

实施例2：

一种环保型水性聚氨酯室内装饰专用树脂，包括基体树脂和添加剂两部分：

基体树脂按照摩尔百分比由如下组份组成：

聚四氢呋喃醚55％、具有羟基基团的聚丙烯酸酯3％、环状异氰酸酯35％、1.6-乙二醇2％、二羟甲基丁酸5％；

添加剂按照与基体树脂的重量百分比由如下组份组成：

椰油酸酰胺5％、氢氧化镁5％、氢氧化铝(6250目)8％、超细三氧化二锑2％、超细石墨粉3％、羟基氟硅油2.5％、改性三聚氰胺4％、光触媒3％、色料6％。

根据上述基体树脂和添加剂，本实施例中环保型水性聚氨酯室内装饰专用树脂的制备方法具体如下：

1)将配比好的聚四氢呋喃醚、聚丙烯酸酯、氰化异氰酸酯、1.6-乙二醇和二羟甲基丁酸在80摄氏度的温度下进行混合搅拌反应，反应6小时后形成预聚体后，即刻添加无离子水通过分散机充分高速搅拌剪切，本实施例中添加的无离子水的重量约等于预聚体的重量，最后形成基体树脂；

2)在基体树脂内分别加入配比好的氧化锆铝中空微球、椰油酸酰胺、氢氧化镁、氢氧化铝、超细三氧化二锑、超细石墨粉、羟基氟硅油、改性三聚氰胺、光触媒和色料，再次通过分散机充分搅拌均匀形成成品树脂。

得到成品树脂后，本实施例利用成品树脂来制备合成皮革，具体的制备过程如下：

S1：发泡工序：

将成品树脂送入发泡机进行发泡处理，由于成品树脂中含有椰油酸酰胺，其能够起到稳泡效果，经过发泡处理后的成品树脂上形成的泡孔十分稳定，不会出现破泡；

S2：离型纸储放工序：

准备好对应花纹的离型纸；

S3：多段式涂饰和烘干工序：

首先通过发泡机在离型纸上涂饰第一刀树脂，然后进入第一道烘箱烘干；再涂饰第二刀树脂，然后进入第二道烘箱烘干；再涂饰第三刀树脂，然后进入第三道烘箱烘干；再涂饰第四刀树脂，然后进入第四道烘箱烘干；最后在第五道烘箱内烘干定型；

S4：最后收卷、检尺、分卷后将成品合成皮革进行包装。

本实施例中将上述工艺制备得到的合成皮革产品用于室内影院的墙面上，形成室内墙面装饰合成皮革，经过多次测试，本实施例的装饰合成皮革无论是从环保性、阻燃性、防水性等物性指标均符合了室内装饰的使用标准要求。

本实施例的合成皮革具备良好的隔音和吸声功能，应用在室内影院的墙面上，能够提升室内的隔音和吸声效果，使得影院的音效和光效能够得到保证，并且因为合成皮革质感柔软、富有弹性、光泽度更好，能够提升影院内的美观度和档次感，整体使用效果非常好。

实施例3：

一种环保型水性聚氨酯室内装饰专用树脂，包括基体树脂和添加剂两部分：

基体树脂按照摩尔百分比由如下组份组成：

聚四氢呋喃醚51％、具有羟基基团的聚丙烯酸酯5％、环状异氰酸酯36％、1.6-乙二醇2.5％、二羟甲基丙酸5.5％；

添加剂按照与基体树脂的重量百分比由如下组份组成：

椰油酸酰胺3.5％、氢氧化镁4％、氢氧化铝(6000目)6％、超细三氧化二锑1.8％、超细石墨粉2.5％、羟基氟硅油2.2％、改性三聚氰胺3.5％、光触媒2.5％、色料5.5％。

根据上述基体树脂和添加剂，本实施例中环保型水性聚氨酯室内装饰专用树脂的制备方法具体如下：

1)将配比好的聚四氢呋喃醚、聚丙烯酸酯、氰化异氰酸酯、1.6-乙二醇和二羟甲基丙酸在60摄氏度的温度下进行混合搅拌反应，反应5小时后形成预聚体后，即刻添加无离子水通过分散机充分高速搅拌剪切，本实施例中添加的无离子水的重量约等于预聚体的重量，最后形成基体树脂；

2)在基体树脂内分别加入配比好的氧化锆铝中空微球、椰油酸酰胺、氢氧化镁、氢氧化铝、超细三氧化二锑、超细石墨粉、羟基氟硅油、改性三聚氰胺、光触媒和色料，再次通过分散机充分搅拌均匀形成成品树脂。

得到成品树脂后，本实施例利用成品树脂来制备合成皮革，具体的制备过程如下：

S1：发泡工序：

将成品树脂送入发泡机进行发泡处理，由于成品树脂中含有椰油酸酰胺，其能够起到稳泡效果，经过发泡处理后的成品树脂上形成的泡孔十分稳定，不会出现破泡；

S2：离型纸储放工序：

准备好对应花纹的离型纸；

S3：多段式涂饰和烘干工序：

首先通过发泡机在离型纸上涂饰第一刀树脂，然后进入第一道烘箱烘干；再涂饰第二刀树脂，然后进入第二道烘箱烘干；再涂饰第三刀树脂，然后进入第三道烘箱烘干；再涂饰第四刀树脂，然后进入第四道烘箱烘干；最后在第五道烘箱内烘干定型；

S4：最后收卷、检尺、分卷后将成品合成皮革进行包装。

本实施例中将上述工艺制备得到的合成皮革产品用于房间的墙面上，形成室内墙面装饰合成皮革，经过多次测试，本实施例的装饰合成皮革无论是从环保性、阻燃性、防水性等物性指标均符合了室内装饰的使用标准要求。

本实施例的合成皮革具备良好的隔音和吸声功能，应用在房间的墙面上，能够提升房间的隔音和吸声效果，提高居住舒适性，并且因为合成皮革质感柔软、富有弹性、光泽度更好，能够提升房间的美观度和档次感，整体使用效果要明显优于传统的涂料、墙纸和墙布等。

另外本实施例中的合成皮革还可以直接用于家具表面，由于其革质感柔软、富有弹性、光泽度好、防水性好的特性，不但能够提升家具的美观度和档次感，而且合成皮革代替了原先的上漆步骤，无漆家具也使得室内环境更加环保。

根据上述实施例1～3，本发明形成的室内装饰合成皮革的应用，将是室内装饰领域的一次革命性的突破，其消除了原先合成皮革因为环保性、阻燃性等问题带来的应用局限，迎合了人们的使用需求，具备极大的市场价值。

Claims (7)

1.一种环保型水性聚氨酯室内装饰专用树脂，其特征在于：包括基体树脂和添加剂两部分：

所述基体树脂按照摩尔百分比由如下组份组成：

聚四氢呋喃醚50～55％、具有羟基基团的聚丙烯酸酯3～5％、异氰酸酯35～40％、扩链剂2～2.5％、亲水扩链剂5～5.5％；

所述添加剂按照与基体树脂的重量百分比由如下组份组成：

机械空气发泡泡孔稳定剂2.5-5％、氢氧化镁3-5％、氢氧化铝3-8％、超细三氧化二锑1.5％-2％。

2.根据权利要求1所述的一种环保型水性聚氨酯室内装饰专用树脂，其特征在于：所述添加剂中还包括导电添加剂、氟硅添加剂、光触媒和改性三聚氰胺。

3.根据权利要求1所述的一种环保型水性聚氨酯室内装饰专用树脂，其特征在于：所述异氰酸酯为氰化异氰酸酯或者环状异氰酸酯。

4.根据权利要求1所述的一种环保型水性聚氨酯室内装饰专用树脂，其特征在于：所述扩链剂为1.6-乙二醇，所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸或者二羟甲基丁酸。

5.根据权利要求1所述的一种环保型水性聚氨酯室内装饰专用树脂，其特征在于：所述机械空气发泡泡孔稳定剂为椰油酸酰胺。

6.根据权利要求2所述的一种环保型水性聚氨酯室内装饰专用树脂，其特征在于：所述导电添加剂为超细石墨粉，所述氟硅添加剂为羟基氟硅油。

7.根据权利要求2所述的一种环保型水性聚氨酯室内装饰专用树脂来制备合成皮革的方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：发泡工序：

将成品树脂送入发泡机进行发泡处理；

S2：离型纸储放工序：

准备好对应花纹的离型纸；

S3：多段式涂饰和烘干工序：

首先通过发泡机在离型纸上涂饰第一刀树脂，然后进入第一道烘箱烘干；再涂饰第二刀树脂，然后进入第二道烘箱烘干；再涂饰第三刀树脂，然后进入第三道烘箱烘干；再涂饰第四刀树脂，然后进入第四道烘箱烘干；最后在第五道烘箱内烘干定型；

S4：最后收卷、检尺、分卷后将成品合成皮革进行包装。