CN110983811A - 防臭透气水性聚氨酯鞋革的制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防臭透气水性聚氨酯鞋革的制备方法，包括以下步骤：（1）基布处理：将无纺布通过浸渍槽中的浸渍液浸透后挤压，再烫平、烘干；（2）涂覆：在经过步骤（1）得到的无纺布上涂覆发泡浆料；（3）烘干：将经过步骤（2）得到的无纺布烘干；（4）干法贴面：在离型纸上刮涂水性面层浆料，烘干，再涂刮水性粘接浆料，最后用水性鞋革贝斯进行贴合，烘干，剥离，即得防臭透气水性聚氨酯鞋革。本发明制得的鞋革有优良的透气透湿性，抗刮耐磨损性能佳，表面滑爽，手感佳。

Description

防臭透气水性聚氨酯鞋革的制备方法和应用
技术领域
本发明属于水性聚氨酯合成革技术领域，特别涉及一种干法制备水性聚氨酯鞋革的方法。
背景技术
合成革已应用于人们生活中的各个领域，品种多样。运动革是近年来发展起来的一种合成革产品，一般采用水性湿法凝固工艺实现，如中国专利201510223765.6公开了一种水性湿法凝固工艺，其通过机械发泡水性聚氨酯浆料，并通过加入纳米碳酸钙实现透气透湿性能。湿法水性聚氨酯运动鞋革的制造方法，使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。但是水性湿法凝固工艺在水性破乳交联过程中使用大量的无机盐或有机酸，贝斯在后续的水洗过程中需要排放大量的含有无机盐或是有机酸的废水，后处理能耗大，环境压力大。
目前高性能运动鞋仍然使用传统制造工艺，鞋革要达到透湿透气、耐磨损、耐折、耐低温、耐水解、高剥离性能以及节能、生态环保，还待进一步的研究开发。
发明内容
本发明提出一种防臭透气水性聚氨酯鞋革的制备方法，以克服现有技术中的缺陷。
为达到上述目的，本发明采取如下技术方案：
防臭透气水性聚氨酯鞋革的制备方法，包括以下步骤：
（1）基布处理：将无纺布通过浸渍槽中的浸渍液浸透后通过轧辊挤压，再用烫平辊烫平、烘干；
（2）涂覆：在经过步骤（1）得到的无纺布上涂覆发泡浆料；
（3）烘干：将经过步骤（2）得到的无纺布烘干；
（4）干法贴面：在离型纸上刮涂水性面层浆料，烘干，再涂刮水性粘接浆料，最后用水性鞋革贝斯进行贴合，烘干，剥离，即得所述的防臭透气水性聚氨酯鞋革。
所述步骤（1）中的浸渍液配制包括以下步骤：按质量分数将5～15 份固含量为30～45％的阴离子型水性聚氨酯树脂，70～90 份自来水，混合搅拌均匀，再依次加入2～10份吸湿透气助剂，1～3份抗菌防臭助剂，搅拌混合均匀后，经抽真空脱泡、纱布过滤后即得所述的浸渍液。
所述步骤（2）中的发泡浆料配制包括以下步骤：按质量分数将200 份固含量为40～50％的阴离子型水性聚氨酯树脂，1～3 份分散剂，1～3 份交联剂，5～7份发泡剂，5～7份稳泡剂，依次加入搅拌混合均匀后，再缓慢加入5～16份超细二氧化硅，用高速搅拌机充分分散，并发泡至原体积的1.1～1.6倍，调整粘度在10000cps～17000cps,经纱布过滤后即得涂层所述的发泡浆料。
所述步骤（2）中的涂覆过程中涂布量为500 g/m2～700g/m2。
所述步骤（4）中的水性面层浆料配制包括以下步骤：按质量分数将100 份固含量为30～35％的阴离子型水性聚氨酯树脂，0.2～1.0 份消泡剂，0.8～3 份交联剂，0.3～0.8份润湿剂，1～2份聚硅氧烷，依次加入搅拌混合均匀后，再缓慢加入0.5～2份水型增稠剂，用高速搅拌机充分分散，调整粘度在3000cps～5000cps，经纱布过滤后即得所述的水性面层浆料。
所述步骤（4）中的水性粘接浆料配制包括以下步骤：按质量分数将100 份固含量为30～50％的阴离子型水性聚氨酯树脂，0.2～0.8 份消泡剂， 0.3～0.8份润湿剂，依次加入搅拌混合均匀后，再缓慢加入0.5～2份水型增稠剂，用高速搅拌机充分分散，调整粘度在20000cps～35000cps,经纱布过滤后即得所述的水性粘结浆料。
所述步骤（4）中的在离型纸上刮涂水性面层浆料的涂布量为180 g/m2～270g/m2，烘干温度为90℃～130℃，涂刮水性粘接料的涂布量为220 g/m2～350g/m2，然后用水性鞋革贝斯进行贴合后烘干温度为90℃～130℃，剥离后即得所述的防臭透气水性聚氨酯鞋革。
所述的吸湿透气助剂为特殊改性有机硅微球或超细二氧化硅。
所述的抗菌防臭助剂为非离子有机抗菌助剂。
所述的分散剂为铵盐类或钠盐或非离子型粉体分散剂。
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或椰子油酰胺类发泡剂。
所述的稳泡剂为硅树脂聚醚乳液类稳泡剂或蛋白质类稳泡剂。
所述的交联剂为改性异氰酸酯或氮丙啶或碳化二亚胺或环氧硅烷化合物。
所述的消泡剂为有机硅改性消泡剂或矿物油基消泡剂。
所述的润湿剂为改性有机硅型润湿剂。
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。
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2～3MPa，断裂强度≥ 15MPa，断裂伸长率≥ 600%。
所述的阴离子型水性聚氨酯树脂选自MDI型羧酸盐类阴离子型水性聚氨酯树脂。
所述的芳香族水性聚氨酯树脂选自MDI型羧酸盐类水性聚氨酯树脂。
采用上述方法获得的防臭透气水性聚氨酯鞋革，可用于制备运动鞋。
本发明有如下有益效果：
（1）本发明采用水性聚氨酯树脂浆料和水性环保助剂，使鞋革在制备和使用过程中无任何有机溶剂，解决了溶剂型鞋革污染、残留问题，实现了清洁化生产。
（2）本发明采用干法工艺，解决了水性聚氨酯湿法凝固工艺所带来的的废水处理压力，同时降低了能耗，简化了水性湿法制造工艺，提高了生产效率，降低生产成本。
（3）本发明通过物理和化学双重发泡方式，使水性聚氨酯涂层泡孔均匀稳定，获得的运动革切口好，结构细密紧致，不易开裂和磨损，手感柔韧。
（4）本发明制得的鞋革有优良的透气透湿性，抗刮耐磨损性能佳，表面滑爽，手感佳。
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
1) 配料
A 配制浸渍液：取固含量为45%的聚醚类羧酸盐型水性聚氨酯树脂 JF-PDY-P620E（购自上海华峰新材料研发科技有限公司）10kg，吸湿透气助剂（购自上海欣岚化工XL-4038）5kg，抗菌防臭助剂（购自上海洁益康 JYK ABDO-103）1kg，加入到90kg 的自来水中，高速搅拌均匀，即得浸渍液。
B 配制发泡浆料：取固含量为48%的聚醚类羧酸盐型水性聚氨酯树脂 JF-PDY-P522H（购自上海华峰新材料研发科技有限公司）200kg，依次加入2.5kg 的分散剂ECODIS80（购自高帝斯），10kg的超细二氧化硅SD520（购自航天赛德），2.5kg的交联剂C-64（购自万俊化工），6kg的稳泡剂GC-614（购自安徽中恩化工）和6kg的发泡剂GC-615（购自安徽中恩化工），2kg交联剂3025（购自科思创），用高速搅拌机搅拌，发泡至原体积的1.3 倍，即得发泡浆料。
C 配制水性面层浆料：取固含量为30%的聚醚类羧酸盐型水性聚氨酯树脂JF-PDY-P861HM（购自上海华峰新材料研发科技有限公司）100kg，依次加入0.3kg 的消泡剂BYK-1730（购自毕克），0.3kg的润湿剂Hydropalat3037（购自科宁），2kg的交联剂BL-5140（购自拜耳），0.7kg的聚硅氧烷DC-51（购自道康宁），0.5kg水性增稠剂3060（购自深圳海川化工），用高速搅拌机分散均匀，黏度为3500cps，即得水性面层浆料。
D 配制水性粘结浆料：取固含量为30%的聚醚类羧酸盐型水性聚氨酯树脂JF-PDY-S820W（购自上海华峰新材料研发科技有限公司）100kg，依次加入0.3kg的消泡剂BYK-1730（购自毕克），0.3kg的润湿剂Hydropalat3037（购自科宁），2.5kg水性增稠剂3060（购自深圳海川化工），用高速搅拌机分散均匀，黏度为30000cps，即得水性粘结浆料。
2) 水性聚氨酯运动鞋革的制备
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通过轧辊挤压，保持基布的带液率，再用烫平辊烫平，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650g/m2；
C烘干：将涂覆发泡浆料的无纺布经过烘箱，烘箱温度在80-130℃的范围内分阶梯升温烘干，定型。
D干法贴面：在离型纸上刮涂水性面层浆料，涂布量为200g/m2，130℃烘干，再涂刮水性粘接料，涂布量为300g/m2，最后用上述的水性运动鞋革贝斯进行贴合，130℃烘干，剥离，即得防臭透气水性聚氨酯运动鞋革；
实施例2
1) 配料
A 配制浸渍液：取固含量为45%的聚醚类羧酸盐型水性聚氨酯树脂 JF-PDY-P620E（购自上海华峰新材料研发科技有限公司）15kg ，吸湿透气助剂（购自上海欣岚化工XL-4038）7kg，抗菌防臭助剂（购自上海洁益康JYK ABDO-103）2kg，加入到85kg 的自来水中，高速搅拌均匀，即得浸渍液。
B 配制发泡浆料：取固含量为48%的聚醚类羧酸盐型水性聚氨酯树脂JF-PDY-P523H（购自上海华峰新材料研发科技有限公司）200kg，依次加入3kg的分散剂ECODIS80（购自高帝斯），8kg的超细二氧化硅SD520（购自航天赛德），3kg的交联剂C-64（购自万俊化工），6kg的稳泡剂GC-614（购自安徽中恩化工）和7kg的发泡剂GC-615（购自安徽中恩化工），2kg交联剂3025（购自科思创），用高速搅拌机搅拌，发泡至原体积的1.6倍，即得发泡浆料。
C 配制水性面层浆料：取固含量为30%的聚醚类羧酸盐型水性聚氨酯树脂 JF-PDY-P861HM（购自上海华峰新材料研发科技有限公司）100kg，依次加入0.4kg的消泡剂BYK-1730（购自毕克），0.6kg的润湿剂Hydropalat3037（购自科宁），2kg的交联剂BL-5140（购自拜耳），2kg的聚硅氧烷DC-51（购自道康宁），0.6kg水性增稠剂3060（购自深圳海川化工），用高速搅拌机分散均匀，黏度为5000cps，即得水性面层浆料。
D 配制水性粘结浆料：取固含量为48%的聚醚类羧酸盐型水性聚氨酯树脂JF-PDY-P521H（购自上海华峰新材料研发科技有限公司）100kg，依次加入0.4kg的消泡剂BYK-1730（购自毕克），0.7kg的润湿剂Hydropalat3037（购自科宁），2.0kg水性增稠剂3060（购自深圳海川化工），用高速搅拌机分散均匀，黏度为20000cps，即得水性粘结浆料。
2) 水性聚氨酯运动鞋革的制备
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通过轧辊挤压，保持基布的带液率，再用烫平辊烫平，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500g/m2；
C烘干：将涂覆发泡浆料的无纺布经过烘箱，烘箱温度在80-130℃的范围内分阶梯升温烘干，定型。
D干法贴面：在离型纸上刮涂水性面层浆料，涂布量为240g/m2，90℃烘干，再涂刮水性粘接料，涂布量为330g/m2，最后用上述的水性运动鞋革贝斯进行贴合，90℃烘干，剥离，即得防臭透气水性聚氨酯运动鞋革。
对比例1
1) 配料
A 配制浸渍液：取固含量为45%的聚醚类羧酸盐型水性聚氨酯树脂 JF-PDY-P620E（购自上海华峰新材料研发科技有限公司）15kg，加入到85kg 的自来水中，高速搅拌均匀，即得浸渍液。
B 配制发泡浆料：取固含量为48%的聚醚类羧酸盐型水性聚氨酯树脂 JF-PDY-P523H（购自上海华峰新材料研发科技有限公司）200kg，依次加入3kg的分散剂ECODIS80（购自高帝斯），6kg的稳泡剂GC-614（购自安徽中恩化工）和7kg的发泡剂GC-615（购自安徽中恩化工），用高速搅拌机搅拌，发泡至原体积的1.6倍，即得发泡浆料。
C 配制水性面层浆料：取固含量为30%的聚醚类羧酸盐型水性聚氨酯树脂 JF-PDY-P861HM（购自上海华峰新材料研发科技有限公司）100kg，依次加入0.4kg 的消泡剂BYK-1730（购自毕克），0.6kg的润湿剂Hydropalat3037（购自科宁），0.6kg水性增稠剂3060（购自深圳海川化工），用高速搅拌机分散均匀，黏度为5000cps，即得水性面层浆料。
D 配制水性粘结浆料：取固含量为48%的聚醚类羧酸盐型水性聚氨酯树脂 JF-PDY-P521H（购自上海华峰新材料研发科技有限公司）100kg，依次加入0.4kg 的消泡剂BYK-1730（购自毕克），0.7kg的润湿剂Hydropalat3037（购自科宁），2.0kg水性增稠剂3060（购自深圳海川化工），用高速搅拌机分散均匀，黏度为20000cps，即得水性粘结浆料。
2) 水性聚氨酯运动鞋革的制备
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通过轧辊挤压，保持基布的带液率，再用烫平辊烫平，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500g/m2；
C烘干：将涂覆发泡浆料的无纺布经过烘箱，烘箱温度在80-130℃的范围内分阶梯升温烘干，定型。
D干法贴面：在离型纸上刮涂水性面层浆料，涂布量为240g/m2，130℃烘干，再涂刮水性粘接料，涂布量为330g/m2，最后用上述的水性运动鞋革贝斯进行贴合，130℃烘干，剥离，即得水性聚氨酯运动鞋革。
对比例2
1) 配料
A 配制浸渍液：取固含量为45%的聚醚类羧酸盐型水性聚氨酯树脂 JF-PDY-P620E（购自上海华峰新材料研发科技有限公司）15kg，加入到85kg的自来水中，高速搅拌均匀，即得浸渍液。
B 配制发泡浆料：取固含量为48%的聚醚类羧酸盐型水性聚氨酯树脂 JF-PDY-P523H（购自上海华峰新材料研发科技有限公司）200kg，依次加入3kg 的分散剂ECODIS80（购自高帝斯），3kg 的交联剂C-64（购自万俊化工）、6kg 的稳泡剂GC-614（购自安徽中恩化工）和7kg的发泡剂GC-615（购自安徽中恩化工），2kg交联剂3025（科思创），用高速搅拌机搅拌，发泡至原体积的1.6倍，即得发泡浆料。
C 配制水性面层浆料：取固含量为30%的聚醚类羧酸盐型水性聚氨酯树脂 JF-PDY-P861HM（购自上海华峰新材料研发科技有限公司）100kg，依次加入0.4kg 的消泡剂BYK-1730（购自毕克），0.6kg的润湿剂Hydropalat3037（购自科宁），2kg的交联剂BL-5140（购自拜耳），0.6kg水性增稠剂3060（购自深圳海川化工），用高速搅拌机分散均匀，黏度为5000cps，即得水性面层浆料。
D 配制水性粘结浆料：取固含量为48%的聚醚类羧酸盐型水性聚氨酯树脂 JF-PDY-P521H（购自上海华峰新材料研发科技有限公司）100kg，依次加入0.4kg 的消泡剂BYK-1730（购自毕克），0.7kg的润湿剂Hydropalat3037（购自科宁），2.0kg水性增稠剂3060（购自深圳海川化工），用高速搅拌机分散均匀，黏度为20000cps，即得水性粘结浆料。
2) 水性聚氨酯运动鞋革的制备
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通过轧辊挤压，保持基布的带液率，再用烫平辊烫平，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500g/m2；
C烘干：将涂覆发泡浆料的无纺布经过烘箱，烘箱温度在80-130℃的范围内分阶梯升温烘干，定型。
D干法贴面：在离型纸上刮涂水性面层浆料，涂布量为240g/m2，130℃烘干，再涂刮水性粘接料，涂布量为330g/m2，最后用上述的水性运动鞋革贝斯进行贴合，130℃烘干，剥离，即得水性聚氨酯运动鞋革。
根据表1所示项目对上述实施例及对比例进行相关性能测试。
测试结果见表2。
表1测试项目
Figure DEST_PATH_IMAGE001
表2测试结果
Figure DEST_PATH_IMAGE003
综上所述，本发明是一种环保的水性聚氨酯运动鞋的干法制备方法，本发明的关键是如何在生产过程中不用大量的无机盐或是有机酸絮凝的方式制备运动鞋贝斯，再经过干法转移的加工方法制备的水性聚氨酯运动鞋革。同时，制备的运动鞋革又能达到良好的透气、耐磨、耐水解等综合性能优秀，并且大幅的提升了生产效率。
在本实施例中，采用有机硅微粉和超细二氧化硅,显著的提高了水性聚氨酯运动鞋革的透气性，采用聚硅氧烷和交联剂显著的提高了耐磨性能；同时，优选的交联剂显著的提升了水性聚氨酯运动鞋革的耐水解性能。与其他水性聚氨酯运动鞋革相比，具有更优异的透气、耐磨和耐水解性能。
在本发明及上述施例的教导下，本领域技术人员很容易预见到，本发明所列举或例举的各原料或其等同替换物、各加工方法或等同替换物都能实现本发明。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.防臭透气水性聚氨酯鞋革的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）基布处理：将无纺布通过浸渍槽中的浸渍液浸透后通过轧辊挤压，再用烫平辊烫平、烘干；
（2）涂覆：在经过步骤（1）得到的无纺布上涂覆发泡浆料；
（3）烘干：将经过步骤（2）得到的无纺布烘干；
（4）干法贴面：在离型纸上刮涂水性面层浆料，烘干，再涂刮水性粘接浆料，最后用水性鞋革贝斯进行贴合，烘干，剥离，即得所述的防臭透气水性聚氨酯鞋革。
2. 根据权利要求1所述的防臭透气水性聚氨酯鞋革的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的浸渍液配制包括以下步骤：按质量分数将5～15 份固含量为30～45％的阴离子型水性聚氨酯树脂，70～90 份自来水，混合搅拌均匀，再依次加入2～10份吸湿透气助剂，1～3份抗菌防臭助剂，搅拌混合均匀后，真空脱泡、纱布过滤后即得所述的浸渍液。
3. 根据权利要求1所述的防臭透气水性聚氨酯鞋革的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的发泡浆料配制包括以下步骤：按质量分数将200 份固含量为40～50％的阴离子型水性聚氨酯树脂，1～3 份分散剂，1～3 份交联剂，5～7份发泡剂，5～7份稳泡剂，依次加入搅拌混合均匀后，再缓慢加入5～16份超细二氧化硅，用高速搅拌机充分分散，并发泡至原体积的1.1～1.6倍，调整粘度在10000cps～17000cps,经纱布过滤后即得所述的发泡浆料。
4. 根据权利要求1所述的防臭透气水性聚氨酯鞋革的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中的水性面层浆料配制包括以下步骤：按质量分数将100 份固含量为30～35％的阴离子型水性聚氨酯树脂，0.2～1.0 份消泡剂，0.8～3 份交联剂，0.3～0.8份润湿剂，1～2份聚硅氧烷，依次加入搅拌混合均匀后，再缓慢加入0.5～2份水型增稠剂，用高速搅拌机充分分散，调整粘度在3000cps～5000cps，经纱布过滤后即得所述的水性面层浆料；
所述步骤（4）中的水性粘接浆料配制包括以下步骤：按质量分数将100 份固含量为30～50％的阴离子型水性聚氨酯树脂，0.2～0.8 份消泡剂， 0.3～0.8份润湿剂，依次加入搅拌混合均匀后，再缓慢加入0.5～2份水型增稠剂，用高速搅拌机充分分散，调整粘度在20000cps～35000cps,经纱布过滤后即得所述的水性粘结浆料。
5.根据权利要求2所述的防臭透气水性聚氨酯鞋革的制备方法，其特征在于，所述的吸湿透气助剂为特殊改性有机硅微球或超细二氧化硅；
所述的抗菌防臭助剂为非离子有机抗菌助剂。
6.根据权利要求3所述的防臭透气水性聚氨酯鞋革的制备方法，其特征在于，所述的分散剂为铵盐类或钠盐或非离子型粉体分散剂；
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或椰子油酰胺类发泡剂；
所述的稳泡剂为硅树脂聚醚乳液类稳泡剂或蛋白质类稳泡剂；
所述的交联剂为改性异氰酸酯或氮丙啶或碳化二亚胺或环氧硅烷化合物。
7.根据权利要求4所述的防臭透气水性聚氨酯鞋革的制备方法，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；
所述的交联剂为改性异氰酸酯或氮丙啶或碳化二亚胺或环氧硅烷化合物；
所述的润湿剂为改性有机硅型润湿剂；
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。
8.根据权利要求2或3所述的防臭透气水性聚氨酯鞋革的制备方法，其特征在于，所述的阴离子型水性聚氨酯树脂选自MDI型羧酸盐类阴离子型水性聚氨酯树脂。
9.根据权利要求4所述的防臭透气水性聚氨酯鞋革的制备方法，其特征在于，所述的芳香族水性聚氨酯树脂选自MDI型羧酸盐类水性聚氨酯树脂。
10.权利要求1-9任一项所述的防臭透气水性聚氨酯鞋革的应用，其特征在于，用于制备运动鞋。
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