CN111040118B - 一种超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用 - Google Patents

一种超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111040118B
CN111040118B CN202010018751.1A CN202010018751A CN111040118B CN 111040118 B CN111040118 B CN 111040118B CN 202010018751 A CN202010018751 A CN 202010018751A CN 111040118 B CN111040118 B CN 111040118B
Authority
CN
China
Prior art keywords
microfiber leather
waterborne polyurethane
weight
microfiber
leather
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010018751.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111040118A (zh
Inventor
易杰
薛斌
袁惠敏
时圣明
代正伟
李书卿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Piyou New Material Co ltd
Jiaxing University
Original Assignee
Shanghai Piyou New Material Co ltd
Jiaxing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Piyou New Material Co ltd, Jiaxing University filed Critical Shanghai Piyou New Material Co ltd
Priority to CN202010018751.1A priority Critical patent/CN111040118B/zh
Publication of CN111040118A publication Critical patent/CN111040118A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111040118B publication Critical patent/CN111040118B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/6692Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/34
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3203Polyhydroxy compounds
    • C08G18/3206Polyhydroxy compounds aliphatic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/34Carboxylic acids; Esters thereof with monohydroxyl compounds
    • C08G18/348Hydroxycarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4854Polyethers containing oxyalkylene groups having four carbon atoms in the alkylene group
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06NWALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N3/00Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
    • D06N3/12Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. gelatine proteins
    • D06N3/14Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. gelatine proteins with polyurethanes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06NWALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N2209/00Properties of the materials
    • D06N2209/16Properties of the materials having other properties
    • D06N2209/1607Degradability
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06NWALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N2209/00Properties of the materials
    • D06N2209/16Properties of the materials having other properties
    • D06N2209/1685Wear resistance
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06NWALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N2211/00Specially adapted uses
    • D06N2211/12Decorative or sun protection articles
    • D06N2211/28Artificial leather

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Synthetic Leather, Interior Materials Or Flexible Sheet Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用,涉及新型材料技术领域。本发明提供的超纤革用水性聚氨酯及其制备方法,通过工艺流程的设计,采用丙酮中的一次扩链和去离子水中的二次扩链工艺合成超纤革用水性聚氨酯,合成得到的超纤革用水性聚氨酯储存稳定性较高,且具有极强的耐水解性能,可解决超纤革用水性聚氨酯容易发生凝胶现象导致稳定性较差,耐水性一般的技术问题,其应用于超纤革制备工艺,可使得制备得到的超纤革具有耐磨、稳定、环保等优点。

Description

一种超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及新型材料技术领域,特别涉及一种超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用。
背景技术
超细纤维聚氨酯合成革,即超纤革,是超细纤维短纤通过针刺制成三维网络结构无纺布经聚氨酯树脂含浸、开纤、后整理等工艺制备而成。超纤革具有极其优异的透水汽、耐老化及耐磨性能,已经逐步代替真皮革。超纤革的含浸工艺是将聚氨酯均匀地分布于非织造布的间隙中,即聚氨酯性能直接影响超纤革的使用性能。然而目前超纤革含浸工艺所用树脂几乎全部为溶剂型聚氨酯,即造成环境污染及资源浪费,且超纤革中溶剂长久挥发危害身体,因此溶剂型聚氨酯将被限制于超纤革中的应用。
水性聚氨酯是以水为分散介质,具有无溶剂排放、环保等优点,因此制备基于水性聚氨酯超纤革是超纤革行业大势所趋。当非织造布(聚酯/水溶性聚酯(PET/COPET) 或聚酰胺/水溶性聚酯(PA6/COPET))浸渍于水性聚氨酯,高温固化后,再通过碱减量开纤工艺使非织造布溶解,从而具有天然皮革的微孔结构。
需要说明的是,碱减量开纤工艺是长时间的高温、高碱作用,对水性聚氨酯的耐水性要求极高,而水性聚氨酯与溶剂型聚氨酯相比具有耐水性较差、固含量低及干燥速度慢的问题,从而制约了水性聚氨酯在超纤革中的应用。为了提高水性聚氨酯的耐水性能,中国专利CN102432814A通过引入环氧树脂改性来提高水性聚氨酯的耐水性能;中国专利CN101074278 以二异氰酸酯与三元醇合成超支化聚氨酯来提高耐水性能。
在实现本发明的过程中,发明人发现相关技术至少存在以下问题:
现有技术为了提高水性聚氨酯的耐水性能,需要引入交联结构来限制链段运动,但交联剂用量及反应条件控制不当很容易导致水性聚氨酯发生凝胶现象,使得水性聚氨酯的稳定性较差,耐水性一般。
发明内容
针对相关技术存在的上述问题,本发明提供了一种超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用,通过采用丙酮中的一次扩链和去离子水中的二次扩链工艺合成超纤革用水性聚氨酯,合成得到的超纤革用水性聚氨酯储存稳定性较高,且具有极强的耐水解性能。本发明的技术方案如下:
根据本发明实施例的第一个方面,提供一种超纤革用水性聚氨酯的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
(1)将季戊四醇与二异氰酸酯共混得到第一反应液,将所述第一反应液于80~90°C下反应1~2 h后,降温至20~25°C,再向所述第一反应液加入乙二胺基乙磺酸钠并反应2~3h,制备得到亲水性交联剂,所述季戊四醇、所述二异氰酸酯与所述乙二胺基乙磺酸钠的用量比为1 mol∶4 mol∶4 mol;
(2)将10~50重量份大分子二元醇、2~6重量份小分子二元醇、20~60重量份二异氰酸酯与0.2~0.4重量份催化剂共混得到第二反应液,将所述第二反应液于60~90°C下反应3~4 h后,加入1~5重量份小分子亲水化合物,于60~90°C下继续反应1~2 h,然后将所述第二反应液降温至20~30°C,并缓慢加入1~15重量份所述亲水性交联剂并反应1~2 h后,加入0.5~4重量份中和剂反应0.5~1 h,再将所述第二反应液降温至5~10°C,加入100~250重量份去离子水,以2500~3000 r/min的速度搅拌3~5 min,再缓慢滴加1-15重量份所述亲水性交联剂,以2500~3000 r/min的速度搅拌30 min后进行蒸馏处理,制备得到固含量为25%~40%的超纤革用水性聚氨酯。
在一个优选的实施例中,所述大分子二元醇与所述小分子二元醇在共混前,分别于120~130°C下抽真空脱水处理3~5 h,使得大分子二元醇与所述小分子二元醇的含水率小于0.02%,抽真空脱水处理工序采用的真空度为-0.08~-0.10 MPa。
在一个优选的实施例中,所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯IPDI或1,6-己二异氰酸酯HDI中的至少一种。
在一个优选的实施例中,所述小分子二元醇为乙二醇、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3丙二醇、一缩二乙二醇、1,6-己二醇中的至少一种。
在一个优选的实施例中,所述大分子二元醇为聚环氧丙烷多元醇PPG、聚四氢呋喃醚多元醇PTMG、聚乙二醇PEG、聚碳酸酯多元醇PCD中的至少一种,所述小分子亲水化合物为二羟甲基丁酸、二羟甲基丙酸中的至少一种。
在一个优选的实施例中,所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、异辛酸铋、月桂酸铋中的至少一种。
在一个优选的实施例中,所述中和剂为三乙胺、三乙醇胺、叔丁胺中的至少一种。
根据本发明实施例的第二个方面,提供一种超纤革用水性聚氨酯,所述超纤革用水性聚氨酯由上述任意所述超纤革用水性聚氨酯的制备方法得到,所述超纤革用水性聚氨酯的储存稳定性≥6个月,抗张强度≥10 MPa,断裂伸长率为140%~190%,耐黄变为5级。
根据本发明实施例的第三个方面,提供一种如上所述超纤革用水性聚氨酯的应用,所述超纤革用水性聚氨酯应用于超纤革的制备,所述超纤革的制备方法包括:
调节所述超纤革用水性聚氨酯的固含量为20%~30%,采用含浸工艺将所述超纤革用水性聚氨酯均匀渗透至非织造布中,所述含浸工艺参数包括:压辊压力为2~4 MPa,浸渍温度为40~55°C;
将渗透有所述超纤革用水性聚氨酯的所述非织造布烘干后,置入浓度为15%~25%的NaOH溶液中,于90~100°C下开纤处理30~60 min,再通过后整理制备得到超纤革。
根据本发明实施例的第四个方面,提供一种超纤革,所述超纤革由如上所述的超纤革的制备方法制备得到,所述超纤革的透水汽性为480~610 mg/10cm2·d,撕裂强度为70.8~79.5 N/mm,耐黄变为5级。
与现有技术相比,本发明提供的一种超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用具有以下优点:
本发明提供的一种超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用,通过丙酮中的一次扩链和去离子水中的二次扩链工艺合成超纤革用水性聚氨酯,合成得到的超纤革用水性聚氨酯储存稳定性较高,且具有极强的耐水解性能,可解决超纤革用水性聚氨酯容易发生凝胶现象导致稳定性较差,耐水性一般的技术问题,其应用于超纤革制备工艺,可使得制备得到的超纤革具有耐磨、稳定、环保等优点。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并于说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的超纤革用水性聚氨酯的制备方法的方法流程图,
图2是根据一示例性实施例示出的一种超纤革用水性聚氨酯的合成示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种超纤革的制备方法的方法流程图。
图4是不同扩链方式下超纤革用水性聚氨酯的吸水率折线示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据一示例性实施例示出的超纤革用水性聚氨酯的制备方法的方法流程图,如图1所示,该超纤革用水性聚氨酯的制备方法包括:
步骤(1):将季戊四醇与二异氰酸酯共混得到第一反应液,将所述第一反应液于80~90°C下反应1~2 h后,降温至20~25°C,再向所述第一反应液加入乙二胺基乙磺酸钠并反应2~3 h,制备得到亲水性交联剂,所述季戊四醇、所述二异氰酸酯与所述乙二胺基乙磺酸钠的用量比为1 mol∶4 mol∶4 mol。
在上述反应过程中,可根据实际需要,向所述第一反应液加入丙酮调节粘度。
在一个优选的实施例中,所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯IPDI或1,6-己二异氰酸酯HDI中的至少一种。
当二异氰酸酯为1,6-己二异氰酸酯HDI时,步骤(1)中季戊四醇与1,6-己二异氰酸酯HDI、乙二胺基乙磺酸钠反应生成亲水性交联剂的反应原理示意图如图2所示。
步骤(2):将10~50重量份大分子二元醇、2~6重量份小分子二元醇、20~60重量份二异氰酸酯与0.2~0.4重量份催化剂共混得到第二反应液,将所述第二反应液于60~90°C下反应3~4 h后,加入1~5重量份小分子亲水化合物,于60~90°C下继续反应1~2 h,然后将所述第二反应液降温至20~30°C,并缓慢加入1~15重量份所述亲水性交联剂并反应1~2 h后,加入0.5~4重量份中和剂反应0.5~1 h,再将所述第二反应液降温至5~10°C,加入100~250重量份去离子水,以2500~3000 r/min的速度搅拌3~5 min,再缓慢滴加1-15重量份所述亲水性交联剂,以2500~3000 r/min的速度搅拌30 min后进行蒸馏处理,制备得到固含量为25%~40%的超纤革用水性聚氨酯。
需要说明的是,所述大分子二元醇与所述小分子二元醇在共混前,分别于120~130°C下抽真空脱水处理3~5 h,使得大分子二元醇与所述小分子二元醇的含水率小于0.02%,抽真空脱水处理工序采用的真空度为-0.08~-0.10 MPa,实验过程中所使用的其他材料采用其他方式脱水。
在上述反应过程中,可根据实际需要,向第二反应液加入丙酮调节粘度,使得第二反应液内各组分经蒸馏处理后,其中的丙酮被蒸馏除去。
在一个优选的实施例中,所述小分子二元醇为乙二醇、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3丙二醇、一缩二乙二醇、1,6-己二醇中的至少一种。
比如,小分子二元醇可以为1,4-丁二醇或一缩二乙二醇,或1,4-丁二醇与2-甲基-1,3丙二醇的组合。
在一个优选的实施例中,所述大分子二元醇为聚环氧丙烷多元醇PPG、聚四氢呋喃醚多元醇PTMG、聚乙二醇PEG、聚碳酸酯多元醇PCD中的至少一种,所述小分子亲水化合物为二羟甲基丁酸、二羟甲基丙酸中的至少一种。
比如,大分子二元醇为聚环氧丙烷多元醇PPG或聚四氢呋喃醚多元醇PTMG,或聚四氢呋喃醚多元醇PTMG与聚乙二醇PEG的组合;小分子亲水化合物为二羟甲基丁酸或二羟甲基丙酸,或二者的组合。
在一个优选的实施例中,所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、异辛酸铋、月桂酸铋中的至少一种。
在一个优选的实施例中,所述中和剂为三乙胺、三乙醇胺、叔丁胺中的至少一种。
为了便于说明本发明提供的超纤革用水性聚氨酯的制备方法,示出图2所示的一种超纤革用水性聚氨酯的合成示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种超纤革的制备方法的流程图,该超纤革的制备原料包括如上所述超纤革用水性聚氨酯。如图3所示,该超纤革的制备方法包括:
步骤(3):调节超纤革用水性聚氨酯的固含量为20%~30%,采用含浸工艺将所述超纤革用水性聚氨酯均匀渗透至非织造布中,所述含浸工艺参数包括:压辊压力为2~4 MPa,浸渍温度为40~55°C。
在本发明实施例中,含浸工艺可以采用槽体浸渍式,槽体浸渍式是指非织造布完全浸泡在浸渍液中,在槽体内通过导辊和轧辊,使浸渍液均匀进入非织造布中。超纤革用水性聚氨酯进入非织造布主要靠渗透和压轧,无纺布在槽内浸泡反复运行,浸渍液不断渗透进入非织造布的间隙,经过压轧后向内部渗透。经过反复浸轧,超纤革用水性聚氨酯均匀地渗透到非织造布中。
步骤(4):将渗透有所述超纤革用水性聚氨酯的所述非织造布烘干后,置入浓度为15%~25% 的NaOH溶液中,于90~100°C下开纤处理30~60 min,再通过后整理制备得到超纤革。
步骤(4)通过碱减量法,将渗透有超纤革用水性聚氨酯的所述非织造布纤维中的COPET纤维溶解,从而使开纤后的纤维细化。
为了更好地说明本发明提供的超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用所带来的有益效果,示出下述实施例1~3进行说明:
实施例1
(1)将季戊四醇与1,6-己二异氰酸酯HDI共混得到第一反应液,将所述第一反应液于80~90°C下反应1~2 h后,降温至20~25°C,再向所述第一反应液加入乙二胺基乙磺酸钠并反应2~3 h,制备得到亲水性交联剂,所述季戊四醇、所述1,6-己二异氰酸酯HDI与所述乙二胺基乙磺酸钠的用量比为1 mol∶4 mol∶4 mol。
(2)将30重量份PTMG-1000、3重量份乙二醇、30重量份IPDI、0.2~0.4重量份二月桂酸二丁基锡共混得到第二反应液,将所述第二反应液于85°C下反应3~4 h后,加入1重量份二羟甲基丙酸于80°C下继续反应1~2 h,然后将所述第二反应液降温至20~30°C,并缓慢加入10重量份所述亲水性交联剂并反应1~2 h后,加入0.7重量份三乙胺反应0.5~1 h,再将所述第二反应液降温至5~10°C,加入200重量份去离子水,以2500~3000 r/min的速度搅拌3~5min,再缓慢滴加5重量份所述亲水性交联剂,以2500~3000 r/min的速度搅拌30 min后进行蒸馏处理,制备得到固含量为30%的超纤革用水性聚氨酯。
步骤(3):调节所述超纤革用水性聚氨酯的固含量为20%,采用含浸工艺将所述超纤革用水性聚氨酯均匀渗透至非织造布中,所述含浸工艺参数包括:压辊压力为2~3 MPa,浸渍温度为40~55°C。
步骤(4):将渗透有所述超纤革用水性聚氨酯的所述非织造布烘干后,置入浓度为15% 的NaOH溶液中,于90°C下开纤处理30~40 min,再通过后整理制备得到超纤革。
实施例2
(1)将季戊四醇与1,6-己二异氰酸酯HDI共混得到第一反应液,将所述第一反应液于80~90°C下反应1~2 h后,降温至20~25°C,再向所述第一反应液加入乙二胺基乙磺酸钠并反应2~3 h,制备得到亲水性交联剂,所述季戊四醇、所述1,6-己二异氰酸酯HDI与所述乙二胺基乙磺酸钠的用量比为1 mol∶4 mol∶4 mol。
(2)将30重量份PPG-1000、3重量份乙二醇、25重量份HDI、0.2~0.4重量份二月桂酸二丁基锡共混得到第二反应液,将所述第二反应液于85°C下反应3~4 h后,加入2重量份二羟甲基丙酸于80°C下继续反应1~2 h,然后将所述第二反应液降温至20~30°C,并缓慢加入5重量份所述亲水性交联剂并反应1~2 h后,加入1.5重量份三乙胺反应0.5~1 h,再将所述第二反应液降温至5~10°C,加入150重量份去离子水,以2500~3000 r/min的速度搅拌3~5min,再缓慢滴加10重量份所述亲水性交联剂,以2500~3000 r/min的速度搅拌30 min后进行蒸馏处理,制备得到固含量为35%的超纤革用水性聚氨酯。
步骤(3):调节所述超纤革用水性聚氨酯的固含量为25%,采用含浸工艺将所述超纤革用水性聚氨酯均匀渗透至非织造布中,所述含浸工艺参数包括:压辊压力为3~4MPa,浸渍温度为45~50°C。
步骤(4):将渗透有所述超纤革用水性聚氨酯的所述非织造布烘干后,置入浓度为20% 的NaOH溶液中,于95°C下开纤处理50~60 min,再通过后整理制备得到超纤革。
实施例3
(1)将季戊四醇与1,6-己二异氰酸酯HDI共混得到第一反应液,将所述第一反应液于80~90°C下反应1~2 h后,降温至20~25°C,再向所述第一反应液加入乙二胺基乙磺酸钠并反应2~3 h,制备得到亲水性交联剂,所述季戊四醇、所述1,6-己二异氰酸酯HDI与所述乙二胺基乙磺酸钠的用量比为1 mol∶4 mol∶4 mol。
(2)将40重量份PTMG-2000、4重量份乙二醇、25重量份IPDI、0.2~0.4重量份二月桂酸二丁基锡共混得到第二反应液,将所述第二反应液于85°C下反应3~4 h后,加入2重量份二羟甲基丙酸于80°C下继续反应1~2 h,然后将所述第二反应液降温至20~30°C,并缓慢加入10重量份所述亲水性交联剂并反应1~2 h后,加入1.5重量份三乙胺反应0.5~1 h,再将所述第二反应液降温至5~10°C,加入150重量份去离子水,以2500~3000 r/min的速度搅拌3~5min,再缓慢滴加10重量份所述亲水性交联剂,以2500~3000 r/min的速度搅拌30 min后进行蒸馏处理,制备得到固含量为35%的超纤革用水性聚氨酯。
步骤(3):调节所述超纤革用水性聚氨酯的固含量为30%,采用含浸工艺将所述超纤革用水性聚氨酯均匀渗透至非织造布中,所述含浸工艺参数包括:压辊压力为3~4MPa,浸渍温度为50~55°C。
步骤(4):将渗透有所述超纤革用水性聚氨酯的所述非织造布烘干后,置入浓度为25% 的NaOH溶液中,于100°C下开纤处理40~60 min,再通过后整理制备得到超纤革。
对上述实施例1-3制备得到的各个超纤革用水性聚氨酯以及超纤革进行性能测试,并与常规水性聚氨酯及溶剂型聚氨酯超纤革、真皮革性能数据进行对比,测试得到的各项性能测试参考数据如表一、表二所示。
其中,实施例1-3提供的超纤革用水性聚氨酯性能数据表如表一所示:
Figure 902401DEST_PATH_IMAGE002
表一
通过表一示出的本发明各实施例提供的超纤革用水性聚氨酯与常规水性聚氨酯的各项性能数据对比可知,相对于常规水性聚氨酯,本发明制备得到的超纤革用水性聚氨酯的吸水率更低、耐碱性更优良、储存稳定性更高。
实施例1-3提供的超纤革性能数据表如表二所示:
Figure 740913DEST_PATH_IMAGE004
表二
通过表二示出的本发明各实施例提供的超纤革与溶剂型聚氨酯超纤革的各项性能数据对比可知,相对于溶剂型聚氨酯超纤革,本发明提供的超纤革用水性聚氨酯超纤革环保性更优良;相对于真皮革,本发明提供的超纤革用水性聚氨酯超纤革表观密度更低,耐霉性、耐化学品性、耐水性更优良。
通过上述表一示出的各实施例提供的超纤革用水性聚氨酯相关测试数据可知,本发明实施例合成的超纤革用水性聚氨酯储存稳定性≥6个月,抗张强度≥10 MPa,断裂伸长率为140%~190%,吸水率(7d)≤3%,耐碱性(25%NaOH、100°C、1 h)≤4%,耐黄变为5级,显然,各个超纤革用水性聚氨酯的储存稳定性较高,且具有极强的耐水解性能,能够满足超纤革的应用。
进一步地,将本发明各实施例提供的经二次扩链所得超纤革用水性聚氨酯与丙酮中单次扩链所得聚氨酯、水中单次扩链所得聚氨酯进行吸水率的性能测试,得到不同扩链方式下聚氨酯的吸水率折线图如图4所示。根据图4可知,本发明实施例提供的经丙酮一次扩链、水中二次扩链所得的超纤革用水性聚氨酯的吸水率数值明显低于其他二种单次扩链方式所得的聚氨酯吸水率数值,说明本发明提供的二次扩链工艺合成超纤革用水性聚氨酯,合成得到的超纤革用水性聚氨酯储存稳定性较高,且具有极强的耐水解性能。
通过上述表二示出的各实施例提供的超纤革相关测试数据可知,本发明实施例制备得到的超纤革透水汽性为480~610 mg/10cm2·d,撕裂强度为70.8~79.5 N/mm,耐黄变为5级,具备极其优异的透水汽、耐老化及耐磨性能,完全能够作为真皮革的替代,且相较真皮革密度更低,耐霉性、耐化学品性、耐水性更优良。
综上所述,本发明提供的一种超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用,通过丙酮中的一次扩链和去离子水中的二次扩链工艺合成超纤革用水性聚氨酯,合成得到的超纤革用水性聚氨酯储存稳定性较高,且具有极强的耐水解性能,可解决超纤革用水性聚氨酯容易发生凝胶现象导致稳定性较差,耐水性一般的技术问题,其应用于超纤革制备工艺,可使得制备得到的超纤革具有耐磨、稳定、环保等优点。
虽然,前文已经用一般性说明、具体实施方式及试验,对本发明做了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之进行修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明的后,将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。

Claims (10)

1.一种超纤革用水性聚氨酯的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
(1)将季戊四醇与二异氰酸酯共混得到第一反应液,将所述第一反应液于80~90°C下反应1~2h后,降温至20~25°C,再向所述第一反应液加入乙二胺基乙磺酸钠并反应2~3h,制备得到亲水性交联剂,所述季戊四醇、所述二异氰酸酯与所述乙二胺基乙磺酸钠的用量比为1mol∶4mol∶4mol;
(2)将10~50重量份大分子二元醇、2~6重量份小分子二元醇、20~60重量份二异氰酸酯与0.2~0.4重量份催化剂共混得到第二反应液,将所述第二反应液于60~90°C下反应3~4h后,加入1~5重量份小分子亲水化合物,于60~90°C下继续反应1~2h,然后将所述第二反应液降温至20~30°C,并缓慢加入1~15重量份所述亲水性交联剂并反应1~2h后,加入0.5~4重量份中和剂反应0.5~1h,再将所述第二反应液降温至5~10°C,加入100~250重量份去离子水,以2500~3000r/min的速度搅拌3~5min,再缓慢滴加1-15重量份所述亲水性交联剂,以2500~3000r/min的速度搅拌30min后进行蒸馏处理,制备得到固含量为25%~40%的超纤革用水性聚氨酯。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述大分子二元醇与所述小分子二元醇在共混前,分别于120~130°C下抽真空脱水处理3~5h,使得大分子二元醇与所述小分子二元醇的含水率小于0.02%,抽真空脱水处理工序采用的真空度为-0.08~-0.10MPa。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯IPDI或1,6-己二异氰酸酯HDI中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述小分子二元醇为乙二醇、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3丙二醇、一缩二乙二醇、1,6-己二醇中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述大分子二元醇为聚环氧丙烷多元醇、聚四氢呋喃醚多元醇、聚乙二醇、聚碳酸酯多元醇中的至少一种,所述小分子亲水化合物为二羟甲基丁酸、二羟甲基丙酸中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、异辛酸铋、月桂酸铋中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述中和剂为三乙胺、三乙醇胺、叔丁胺中的至少一种。
8.一种超纤革用水性聚氨酯,其特征在于,所述超纤革用水性聚氨酯由权利要求1~7任一所述超纤革用水性聚氨酯的制备方法得到,所述超纤革用水性聚氨酯的储存稳定性≥6个月,抗张强度≥10MPa,断裂伸长率为140%~190%,耐黄变为5级。
9.一种如权利要求8所述超纤革用水性聚氨酯的应用,所述超纤革用水性聚氨酯应用于超纤革的制备,所述超纤革的制备方法包括:
调节所述超纤革用水性聚氨酯的固含量为20%~30%,采用含浸工艺将所述超纤革用水性聚氨酯均匀渗透至非织造布中,所述含浸工艺参数包括:压辊压力为2~4MPa,浸渍温度为40~55°C;
将渗透有所述超纤革用水性聚氨酯的所述非织造布烘干后,置入浓度为15%~25%的NaOH溶液中,于90~100°C下开纤处理30~60min,再通过后整理制备得到超纤革。
10.一种超纤革,所述超纤革由权利要求9所述的超纤革的制备方法制备得到,所述超纤革的透水汽性为480~610mg/10cm2·d,撕裂强度为70.8~79.5N/mm,耐黄变为5级。
CN202010018751.1A 2020-01-08 2020-01-08 一种超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用 Active CN111040118B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010018751.1A CN111040118B (zh) 2020-01-08 2020-01-08 一种超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010018751.1A CN111040118B (zh) 2020-01-08 2020-01-08 一种超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111040118A CN111040118A (zh) 2020-04-21
CN111040118B true CN111040118B (zh) 2022-02-01

Family

ID=70244017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010018751.1A Active CN111040118B (zh) 2020-01-08 2020-01-08 一种超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111040118B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113402691B (zh) * 2021-05-20 2022-08-30 嘉兴学院 一种改性水性聚氨酯及其制备方法和应用
CN115197395B (zh) * 2022-08-31 2023-08-01 嘉兴学院 一种超纤革含浸用水性聚氨酯及其制备方法和应用

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007005650A2 (en) * 2005-06-30 2007-01-11 Jeld-Wen, Inc. Molded polymeric structural members and compositions and methods for making them
CN102161743A (zh) * 2009-12-14 2011-08-24 气体产品与化学公司 无溶剂水性聚氨酯分散体及其制备和使用方法
CN105602434A (zh) * 2015-12-30 2016-05-25 中物功能材料研究院有限公司 紫外光固化导电涂料及其制备方法
CN106592247A (zh) * 2016-12-23 2017-04-26 安庆市德诚化工有限公司 一种耐黄变性能优良的水性聚氨酯涂层剂及其制备方法
CN106675383A (zh) * 2016-12-30 2017-05-17 江南大学 一种自修复型紫外光固化防涂鸦树脂及其制备方法
CN106750118A (zh) * 2016-11-28 2017-05-31 中国科学院长春应用化学研究所 阳离子水性聚氨酯树脂、其制备方法与水性聚氨酯胶粘剂
CN106866923A (zh) * 2017-01-16 2017-06-20 华南理工大学 高官能度端羟基聚氨酯水分散体及其制备方法与应用
CN107254250A (zh) * 2017-07-10 2017-10-17 湖南邦弗特新材料技术有限公司 一种高光泽水性uv聚氨酯丙烯酸酯分散体及其制备方法
CN107501510A (zh) * 2017-09-08 2017-12-22 肇庆高新区恒泰信息服务有限公司 一种低硬度聚氨酯弹性体材料
CN108084866A (zh) * 2017-12-19 2018-05-29 江南大学 一种氟改性柔性uv固化超支化水性聚氨酯涂层材料的制备方法
CN109867766A (zh) * 2019-02-14 2019-06-11 合肥科天水性科技有限责任公司 一种服装革面料用聚氨酯树脂及其制备方法和用途
CN110229301A (zh) * 2019-05-14 2019-09-13 合肥科天水性科技有限责任公司 一种水性聚氨酯树脂及其合成革的制备方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007005650A2 (en) * 2005-06-30 2007-01-11 Jeld-Wen, Inc. Molded polymeric structural members and compositions and methods for making them
CN102161743A (zh) * 2009-12-14 2011-08-24 气体产品与化学公司 无溶剂水性聚氨酯分散体及其制备和使用方法
CN105602434A (zh) * 2015-12-30 2016-05-25 中物功能材料研究院有限公司 紫外光固化导电涂料及其制备方法
CN106750118A (zh) * 2016-11-28 2017-05-31 中国科学院长春应用化学研究所 阳离子水性聚氨酯树脂、其制备方法与水性聚氨酯胶粘剂
CN106592247A (zh) * 2016-12-23 2017-04-26 安庆市德诚化工有限公司 一种耐黄变性能优良的水性聚氨酯涂层剂及其制备方法
CN106675383A (zh) * 2016-12-30 2017-05-17 江南大学 一种自修复型紫外光固化防涂鸦树脂及其制备方法
CN106866923A (zh) * 2017-01-16 2017-06-20 华南理工大学 高官能度端羟基聚氨酯水分散体及其制备方法与应用
CN107254250A (zh) * 2017-07-10 2017-10-17 湖南邦弗特新材料技术有限公司 一种高光泽水性uv聚氨酯丙烯酸酯分散体及其制备方法
CN107501510A (zh) * 2017-09-08 2017-12-22 肇庆高新区恒泰信息服务有限公司 一种低硬度聚氨酯弹性体材料
CN108084866A (zh) * 2017-12-19 2018-05-29 江南大学 一种氟改性柔性uv固化超支化水性聚氨酯涂层材料的制备方法
CN109867766A (zh) * 2019-02-14 2019-06-11 合肥科天水性科技有限责任公司 一种服装革面料用聚氨酯树脂及其制备方法和用途
CN110229301A (zh) * 2019-05-14 2019-09-13 合肥科天水性科技有限责任公司 一种水性聚氨酯树脂及其合成革的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Preparation and property of waterborne UV-curable chain-extended polyurethane surface sizing agent: Strengthening and waterproofing mechanism for cellulose fiber paper;Wang, Haihua;《JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE》;20150815;第132卷(第31期);第1-11页 *
加核型超支化聚氨酯/丙烯酸树脂的制备及应用研究;陈婵;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》;20160115(第1期);B016-79 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111040118A (zh) 2020-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69731711T2 (de) Polycarbonat-Polyurethan Harzzusammensetzung
CN111040118B (zh) 一种超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用
DE102009014699A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer reaktiven Polyurethan-Emulsion
EP0421214A2 (de) Verfahren zur Herstellung von segmentierten Polyurethanharnstoff-Elastomerlösungen, sowie Fäden und Folien daraus
US6017625A (en) Water-absorptive polyurethane fiber and method of producing the same
DE2843739A1 (de) Aktivierte isocyanat-vorpolymere und verfahren zur herstellung von elastomeren polyurethankunststoffen
DE2536678A1 (de) Verfahren zur herstellung von amphoteren, waessrigen harzemulsionen
CN115197395B (zh) 一种超纤革含浸用水性聚氨酯及其制备方法和应用
EP0883636A1 (de) Polyurethanharze
CN112375203B (zh) 丝胶蛋白改性水性聚氨酯防水透湿涂料及其制备方法
CN111270525A (zh) 一种阻燃防污功能水性聚氨酯织物整理剂及其制备方法
CN114940743B (zh) 一种酸性染料可染的生物基聚氨酯树脂
CN113402691B (zh) 一种改性水性聚氨酯及其制备方法和应用
DE2536971A1 (de) Verfahren zur herstellung anionischer waessriger harzemulsionen
EP0147668B1 (de) Hitzevernetzbare PUR-Beschichtungsmassen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
CN108794722A (zh) 一种海藻酸钠-水性聚氨酯弹性体及其制备方法
CN114085351A (zh) 用于制备水性聚氨酯的组合物、水性聚氨酯及其制备方法和应用、制备超纤革的方法
CN115873202A (zh) 一种高固含水性聚氨酯的制备方法
EP2160428A1 (de) Polyisocyanatmischungen
CN110746567B (zh) 一种甲苯减量超细纤维贝斯用水性聚氨酯树脂及其制备方法和应用
DE1696280C3 (de) Mit Polymeren imprägniertes Papier
CN115449050B (zh) 一种水性聚氨酯软质泡沫及制备方法
EP3666810B1 (de) Wasserarme hydrophilierungsmittel und ihr einsatz in wässrigen dispersionen
DE19930526A1 (de) Hydrophile Polyurethan-Weichschaumstoffe
EP1378600B1 (de) Wässrige Zusammensetzung zur Filzfreiausrüstung von Wolle

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant