CN110894279A - 一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂及其制备方法，属于环保及生态制革技术领域，包括如下重量份数的物质：聚四氢呋喃醚260‑280份，聚丙二醇0‑36份，甲苯二异氰酸酯70‑72份，环氧树脂3‑6份，抗氧化剂1‑2份，新戊二醇0‑8份，二羟甲基丁酸12份，辛酸亚锡0.03‑0.04份，丙酮40份，N,N‑二甲基乙醇胺6.5‑7份，去离子水350‑450份。本发明制备的水性环氧聚氨酯贴面粘合剂，具有固含量较高、剥离强度较高和环境友好性的特点；另外本发明制备的水性环氧聚氨酯贴面粘合剂在低温下初粘性保持时间较长，对现场工艺预留的可操作时间较为充足，在进行高温烘时具有易干燥及粘结性高的特点，能广泛应用于真皮和超纤合成革方面，具有广阔的市场前景。

Description

一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂及其制备方法
技术领域
本发明属于环保及生态制革技术领域，具体地说是一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂及其制备方法。
背景技术
真皮制革厂及超纤合成革厂的后处理工段普遍使用贴面工艺，目前使用比较多的工艺为溶剂型贴面工艺，及首先于离型纸成型溶剂型面，再使用溶剂型贴面粘合剂进行基布与面的贴合。溶剂型贴面工艺中所使用了较多的二甲基甲酰胺(DMF)，国家已严格限制了使用量，迫使真皮制革厂及超纤合成革厂进行工艺升级转型。但是目前的水性环氧聚氨酯性由于固含量低等种种原因，不能达不到贴面粘合剂的要求，故而现在急需一种具备较高性能的环保型水性聚氨酯贴面粘合剂。
发明内容
本发明提供一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂，用以解决现有技术中的缺陷。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂，包括如下重量份数的物质：
聚四氢呋喃醚260-280份，聚丙二醇0-36份，甲苯二异氰酸酯70-72份，环氧树脂3-6份，抗氧化剂1-2份，新戊二醇0-8份，二羟甲基丁酸12份，辛酸亚锡0.03-0.04份，丙酮40份， N,N-二甲基乙醇胺6.5-7份，去离子水350-450份。
如上所述的一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂，所述的聚四氢呋喃醚的数均分子量为2000，所述的聚丙二醇的数均分子量为400。
如上所述的一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂，所述的抗氧化剂为Basf1010。
一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：向反应器中加入聚四氢呋喃醚，密封抽取真空，在负压为-0.08MPa，温度为110℃的条件下对聚四氢呋喃醚进行脱水，脱水时间为1.5h；
步骤二：聚四氢呋喃醚脱水完成后将其转移至预聚反应釜中，降温到70℃以下，抽取甲苯二异氰酸酯，环氧树脂，再加入抗氧化剂，升温至85℃开始计时进行第一步预聚反应，反应时2h；
步骤三：第一步预聚反应完成后，降温至60℃，投入新戊二醇，二羟甲基丁酸和辛酸亚锡，加入丙酮，升温至75℃进行第二步扩链预聚反应，反应3h；
步骤四：第二步扩链预聚反应完成后，随后进行降温，预聚体降低至60℃，将预聚体转移至乳化釜中，向乳化釜中加入N,N-二甲基乙醇胺，进行第三步中和扩链反应，反应30s，加入去离子水，去离子水温度为10℃，搅拌转速1500-2000r/min,进行转相，转相完成后降低转速至500-1000r/min，搅拌反应0.5h；
步骤五：步骤四混合搅拌完成后，将混合物转移至蒸馏釜，加热升温至60-65℃进行脱丙酮操作，时间为0.5h，脱丙酮操作完成后，降温后静止12h，过100目滤布后得水性环氧聚氨酯乳液，保存于储藏罐中。
如上所述的一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂，所述的种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂应用方法为：
按照水性环氧聚氨酯乳液：流平剂：渗透剂：增稠剂=1000:4:2:2.2，称取水性环氧聚氨酯乳液、流平剂、渗透剂以及增稠剂，向水性环氧聚氨酯乳液中加入流平剂和渗透剂，使用机械搅拌装置搅拌均匀，再加入增稠剂，根据产品要求调至所需颜色，采用刮涂的方式进行上料操作，采用离型纸上刮涂面层烘干后再刮涂粘合剂的操作。
如上所述的一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂，所述的流平剂为Silok8141；
如上所述的一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂，所述的渗透剂为Silok8241。
如上所述的一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂，所述的增稠剂为WH605。
如上所述的一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂，所述的增稠剂在使用前用乙二醇或二乙二醇丁醚按1:1进行稀释。
一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：向反应器中加入聚四氢呋喃醚和聚丙二醇，密封抽取真空，在负压为-0.08MPa，温度为110℃的条件下对聚四氢呋喃醚进行脱水，脱水时间为1.5h；
步骤二：聚四氢呋喃醚和聚丙二醇脱水完成后，降温至70℃，抽取甲苯二异氰酸酯，环氧树脂，再加入抗氧化剂，升温至85℃开始计时进行第一步预聚反应，反应时2h；
步骤三：第一步预聚反应完成后，降温至60℃，投入二羟甲基丁酸和辛酸亚锡，加入一半量的丙酮，升温至75℃进行第二步扩链预聚反应，反应3h；
步骤四：第二步扩链预聚反应完成后，随后进行降温，降温过程中加入另一半量的丙酮，预聚体降低至60℃，将预聚体转移至乳化釜中，向乳化釜中加入N,N-二甲基乙醇胺，进行第三步中和扩链反应，反应30s，加入去离子水，去离子水温度为10℃，搅拌转速1500-2000r/min,进行转相，转相完成后降低转速至1500-2000r/min，搅拌反应0.5h；
步骤五：步骤四混合搅拌完成后，将混合物转移至蒸馏釜，加热升温至60-65℃进行脱丙酮操作，时间为0.5h，脱丙酮操作完成后，降温后静止12h，过100目滤布后得水性环氧聚氨酯乳液，保存于储藏罐中。
如上所述的一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂，所述的种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂应用方法为：
按照水性环氧聚氨酯乳液：流平剂：渗透剂：增稠剂=1000:5:1:2，称取水性环氧聚氨酯乳液、流平剂、渗透剂以及增稠剂，向水性环氧聚氨酯乳液中加入流平剂和渗透剂，使用机械搅拌装置搅拌均匀，再加入增稠剂，根据产品要求调至所需颜色，采用刮涂的方式进行上料操作，采用离型纸上刮涂面层烘干后再刮涂粘合剂的操作。
如上所述的一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂，所述的流平剂为Silok8141；
如上所述的一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂，所述的渗透剂为Silok8241。
如上所述的一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂，所述的增稠剂为WH605。如上所述的一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂，所述的增稠剂在使用前用乙二醇或二乙二醇丁醚按1:1进行稀释。
本发明的优点是：
1、本发明制备的水性环氧聚氨酯贴面粘合剂，具有固含量较高、剥离强度较高和环境友好性的特点；另外本发明制备的水性环氧聚氨酯贴面粘合剂在低温下初粘性保持时间较长，对现场工艺预留的可操作时间较为充足，在进行高温烘时具有易干燥及粘结性高的特点，本专利制备的水性环氧聚氨酯贴面粘合剂应用于真皮和超纤合成革后，在美国标准及欧盟标准挥发物的检测下，挥发物质均能满足要求，可满足出口要求，因此具有广阔的市场前景；
2、现有水性贴面聚氨酯树脂固含量普遍偏低，水性环氧聚氨酯贴面粘合剂的产品品种较少固含量更低，固含量低将导致很多弊端，例如现场施工要求的烘干线长度更长，起烘温度更低，工艺操作时间必定延长，生产成本增加。本发明固含量高可减少设备的投入，减少烘干线及加热烘干时的能耗；
3、现有市场对贴面粘合级的剥离性能要求较高，鞋材普遍要求剥离强度80N/3cm以上，传统水性聚氨酯很难达到要求，本发明引入环氧树脂可以从最根本提高水性聚氨酯的粘合力，充分提高剥离性能；
4、目前市场对耐水解的要求为，常温10%氢氧化钠溶液浸泡24小时后，剥离性能保持在75%以上。另外还要求树脂耐水解，膜进行测试时物性也保持75%以上。本发明从原材料开始进行选材提耐水解，通过分步法合成出高耐水解的水性环氧聚氨酯；
5、溶剂型聚氨酯树脂中含有大量的DMF，DMF的使用产生了大量的废水和废气，后期处理压力很大，另外工人健康理念的提升，将形成招工难及不符合健康生产的要求，有潜在职业病风险，本产品的生产及操作对生产及操作人员无潜在职业病风险，在革制品厂进行储存及应用时安全可靠，无潜在风险，具有明显的环境友好型优势。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：向反应器中加入288kg聚四氢呋喃醚，密封抽取真空，在负压为-0.08MPa，温度为110℃的条件下对聚四氢呋喃醚进行脱水，脱水时间为1.5h；
步骤二：聚四氢呋喃醚脱水完成后将其转移至预聚反应釜中，降温到70℃以下，抽取72kg甲苯二异氰酸酯，6kg环氧树脂，再加入1kg抗氧化剂，升温至85℃开始计时进行第一步预聚反应，反应时2h；
步骤三：第一步预聚反应完成后，降温至60℃，投入8kg新戊二醇，12kg二羟甲基丁酸和30g辛酸亚锡，加入40kg丙酮，升温至75℃进行第二步扩链预聚反应，反应3h；
步骤四：第二步扩链预聚反应完成后，随后进行降温，预聚体降低至60℃，将预聚体转移至乳化釜中，向乳化釜中加入6.5kgN,N-二甲基乙醇胺，进行第三步中和扩链反应，反应30s，加入去350kg离子水，去离子水温度为10℃，搅拌转速1500-2000r/min,进行转相，转相完成后降低转速至500-1000r/min，搅拌反应0.5h；
步骤五：步骤四混合搅拌完成后，将混合物转移至蒸馏釜，加热升温至60-65℃进行脱丙酮操作，时间为0.5h，脱丙酮操作完成后，降温后静止12h，过100目滤布后得水性环氧聚氨酯乳液，保存于储藏罐中,乳液固含量为48%。对乳液成膜性能进行检测，薄膜硬度20邵氏A；薄膜拉伸强度2.0MPa，薄膜断裂伸长率600%。
水性环氧聚氨酯乳液使用方法
按照水性环氧聚氨酯乳液：流平剂：渗透剂：增稠剂=1000:4:2:2.2，称取水性环氧聚氨酯乳液、流平剂、渗透剂以及增稠剂，向水性环氧聚氨酯乳液中加入流平剂和渗透剂，使用机械搅拌装置搅拌均匀，再加入增稠剂，根据产品要求调至所需颜色，采用刮涂的方式进行上料操作，采用离型纸上刮涂面层烘干后再刮涂粘合剂的操作。
检测性能：
面层采用现有水性面浆，工艺上料厚度控制在40丝，离型纸刮涂面层后进行烘干工艺操作。粘合剂的刮涂于离型纸上，工艺上料厚度控制在40丝，刮涂后进入低温烘干线，随后进行牛皮基材与离型纸上粘合剂层的贴合，贴合后进高温烘干线烘干。烘干冷却后进行离型纸的剥离，取下得到成品牛皮贴面革。进行剥离性能的测试，剥离强度为50N/3cm，可满足箱包客户对产品性能的要求，对照山东天庆科技发展有限公司市场现有的产品FU-212的物性要求，剥离强度要求为30N/3cm，本产品具有明显的市场优势。
实施例2
一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：向反应器中加入260kg聚四氢呋喃醚和39kg聚丙二醇，密封抽取真空，在负压为-0.08MPa，温度为110℃的条件下对聚四氢呋喃醚进行脱水，脱水时间为1.5h；
步骤二：聚四氢呋喃醚和聚丙二醇脱水完成后，降温至70℃，抽取70kg甲苯二异氰酸酯，3kg环氧树脂，再加入2kg抗氧化剂，升温至85℃开始计时进行第一步预聚反应，反应时2h；
步骤三：第一步预聚反应完成后，降温至60℃，投入12kg二羟甲基丁酸和40g辛酸亚锡，加入20kg丙酮，升温至75℃进行第二步扩链预聚反应，反应3h；
步骤四：第二步扩链预聚反应完成后，随后进行降温，降温过程中加入30kg丙酮，预聚体降低至60℃，将预聚体转移至乳化釜中，向乳化釜中加入7kgN,N-二甲基乙醇胺，进行第三步中和扩链反应，反应30s，加入450kg去离子水，去离子水温度为10℃，搅拌转速1500-2000r/min,进行转相，转相完成后降低转速至500-1000r/min，搅拌反应0.5h；
步骤五：步骤四混合搅拌完成后，将混合物转移至蒸馏釜，加热升温至60-65℃进行脱丙酮操作，时间为0.5h，脱丙酮操作完成后，降温后静止12h，过100目滤布后得水性环氧聚氨酯乳液，保存于储藏罐中乳液固含量为44%。对乳液成膜性能进行检测，薄膜硬度26邵氏A；薄膜拉伸强度2.8MPa，薄膜断裂伸长率550%。
水性环氧聚氨酯乳液使用方法
按照水性环氧聚氨酯乳液：流平剂：渗透剂：增稠剂=1000:5:1:2，称取水性环氧聚氨酯乳液、流平剂、渗透剂以及增稠剂，向水性环氧聚氨酯乳液中加入流平剂和渗透剂，使用机械搅拌装置搅拌均匀，再加入增稠剂，根据产品要求调至所需颜色，采用刮涂的方式进行上料操作，采用离型纸上刮涂面层烘干后再刮涂粘合剂的操作。
检测性能：
面层采用现有水性面浆，工艺上料厚度控制在50丝，离型纸刮涂面层后进行烘干工艺操作。待烘干后等待下一步操作。粘合剂刮涂与超纤基布上，工艺上料厚度控制在30丝，刮涂后进入低温烘干线，随后进行刮涂有粘合剂的超纤基布与离型纸上面层进行的贴合的工艺流程，贴合后进高温烘干线烘干。烘干冷却后进行离型纸的剥离，取下得到成品超纤贴面革。进行剥离性能的测试，85N/3cm，可满足鞋面基材客户对产品性能的要求。对照山东天庆科技发展有限公司市场现有的产品FU-212的物性要求，剥离强度要求为60N/3cm，本产品具有明显的市场优势。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂，其特征在于：包括如下重量份数的物质：
聚四氢呋喃醚260-280份，聚丙二醇0-36份，甲苯二异氰酸酯70-72份，环氧树脂3-6份，抗氧化剂1-2份，新戊二醇0-8份，二羟甲基丁酸12份，辛酸亚锡0.03-0.04份，丙酮40份， N,N-二甲基乙醇胺6.5-7份，去离子水350-450份。
2.根据权利要求1所述的一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂，其特征在于：所述的聚四氢呋喃醚的数均分子量为2000，所述的聚丙二醇的数均分子量为400。
3.根据权利要求1所述的一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂，其特征在于：所述的抗氧化剂为Basf1010。
4.一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：向反应器中加入聚四氢呋喃醚，密封抽取真空，在负压为-0.08MPa，温度为110℃的条件下对聚四氢呋喃醚进行脱水，脱水时间为1.5h；
步骤二：聚四氢呋喃醚脱水完成后将其转移至预聚反应釜中，降温到70℃以下，抽取甲苯二异氰酸酯，环氧树脂，再加入抗氧化剂，升温至85℃开始计时进行第一步预聚反应，反应时2h；
步骤三：第一步预聚反应完成后，降温至60℃，投入新戊二醇，二羟甲基丁酸和辛酸亚锡，加入丙酮，升温至75℃进行第二步扩链预聚反应，反应3h；
步骤四：第二步扩链预聚反应完成后，随后进行降温，预聚体降低至60℃，将预聚体转移至乳化釜中，向乳化釜中加入N,N-二甲基乙醇胺，进行第三步中和扩链反应，反应30s，加入去离子水，去离子水温度为10℃，搅拌转速1000-2000r/min,进行转相，转相完成后降低转速至500-800r/min，搅拌反应0.5h；
步骤五：步骤四混合搅拌完成后，将混合物转移至蒸馏釜，加热升温至60-65℃进行脱丙酮操作，时间为0.5h，脱丙酮操作完成后，降温后静止12h，过100目滤布后得水性环氧聚氨酯乳液，保存于储藏罐中。
5.根据权利要求4所述的一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂的制备方法，其特征在于：所述的种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂应用方法为：
按照水性环氧聚氨酯乳液：流平剂：渗透剂：增稠剂=1000:4:2:2.2，称取水性环氧聚氨酯乳液、流平剂、渗透剂以及增稠剂，向水性环氧聚氨酯乳液中加入流平剂和渗透剂，使用机械搅拌装置搅拌均匀，再加入增稠剂，根据产品要求调至所需颜色，采用刮涂的方式进行上料操作，采用离型纸上刮涂面层烘干后再刮涂粘合剂的操作。
6.根据权利要求5所述的一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂的制备方法，其特征在于：
所述的流平剂为Silok8141；
所述的渗透剂为Silok8241；
所述的增稠剂为WH605；
所述的增稠剂在使用前用乙二醇或二乙二醇丁醚按1:1进行稀释。
7.一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：向反应器中加入聚四氢呋喃醚和聚丙二醇，密封抽取真空，在负压为-0.08MPa，温度为110℃的条件下对聚四氢呋喃醚进行脱水，脱水时间为1.5h；
步骤二：聚四氢呋喃醚和聚丙二醇脱水完成后，降温至70℃，抽取甲苯二异氰酸酯，环氧树脂，再加入抗氧化剂，升温至85℃开始计时进行第一步预聚反应，反应时2h；
步骤三：第一步预聚反应完成后，降温至60℃，投入二羟甲基丁酸和辛酸亚锡，加入一半量的丙酮，升温至75℃进行第二步扩链预聚反应，反应3h；
步骤四：第二步扩链预聚反应完成后，随后进行降温，降温过程中加入另一半量的丙酮，预聚体降低至60℃，将预聚体转移至乳化釜中，向乳化釜中加入N,N-二甲基乙醇胺，进行第三步中和扩链反应，反应30s，加入去离子水，去离子水温度为10℃，搅拌转速1500-2000r/min,进行转相，转相完成后降低转速至500-1000r/min，搅拌反应0.5h；
步骤五：步骤四混合搅拌完成后，将混合物转移至蒸馏釜，加热升温至60-65℃进行脱丙酮操作，时间为0.5h，脱丙酮操作完成后，降温后静止12h，过100目滤布后得水性环氧聚氨酯乳液，保存于储藏罐中。
8.根据权利要求7所述的一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂的制备方法，其特征在于：所述的种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂应用方法为：
按照水性环氧聚氨酯乳液：流平剂：渗透剂：增稠剂=1000:5:1:2，称取水性环氧聚氨酯乳液、流平剂、渗透剂以及增稠剂，向水性环氧聚氨酯乳液中加入流平剂和渗透剂，使用机械搅拌装置搅拌均匀，再加入增稠剂，根据产品要求调至所需颜色，采用刮涂的方式进行上料操作，采用离型纸上刮涂面层烘干后再刮涂粘合剂的操作。
9.根据权利要求8所述的一种水性环氧聚氨酯贴面粘合剂的制备方法，其特征在于：
所述的流平剂为Silok8141；
所述的渗透剂为Silok8241；
所述的增稠剂为WH605；
所述的增稠剂在使用前用乙二醇或二乙二醇丁醚按1:1进行稀释。
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