CN115787314A - 一种高耐久水性无溶剂双色聚氨酯合成革及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高耐久水性无溶剂双色聚氨酯合成革及其制备方法和应用，该双色聚氨酯合成革从上至下依次包括第一水性聚氨酯印刷层、第二水性聚氨酯印刷层、聚氨酯面层、无溶剂聚氨酯粘接层和基材层，所述第一水性聚氨酯印刷层和第二水性聚氨酯印刷层均由以下组分按重量份组成的水性聚氨酯印刷层浆料制备而成：100份水性聚氨酯浆料，10‑15份水，5‑7份水性固化剂，2‑4份树枝型有机胺，4‑5份水性色浆，水性色浆分散剂1‑2份。本发明采用在水性聚氨酯印刷层中添加树枝型有机胺，使产品表面更加稳定，耐刮性更好。本发明制得的聚氨酯合成革具有良好的环保特性和耐久耐用特性，能够满足在沙发和家居装饰聚氨酯合成革领域的应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种功能性聚氨酯合成革的制备工艺，具体涉及一种高耐久水性无溶剂双色聚氨酯合成革及其制备方法和应用，属于聚氨酯合成革技术领域。
背景技术
聚氨酯合成革是一类具有特殊性能的新型高分子复合材料，被广泛应用于沙发、室内和工程装饰、汽车内饰等领域。
以往聚氨酯合成革产品以单色产品为主，色彩单一，已经不能满足人民对装饰材料越来越个性化的色彩需求。因而，双色聚氨酯合成革因其时尚、美观成为一种市场潮流。
传统的双色聚氨酯合成革使用两版油性印刷工艺或者先一版油性再一版水性的印刷工艺，两种工艺气味均较大，不利于员工的身体健康、环境保护和用户的最终体验。因而全水性双色聚氨酯合成革技术是产品开发者努力的一个方向。但目前的两版水性印刷工艺水性印刷层与干法层间结合性较差，导致产品色牢度低，耐久耐用性差，给使用者造成不良体验，提升水性双色产品层间的结合性尤为迫切。
发明内容
有鉴于此，本发明针对上述现有技术所存在的问题，提供了一种全水性印刷成型双色聚氨酯合成革的方式。本发明采用二次高固水性印刷工艺，没有溶剂的参与，同时在印刷层添加树枝型有机胺，增加了水性印刷层中的交联点，形成网状结构，保证了产品各层间的结合性和色牢度。在聚氨酯合成革表面形成高度交联的聚氨酯保护层，保障聚氨酯合成革较高的耐久耐用性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明的第一个目的是提供一种高耐久水性无溶剂双色聚氨酯合成革，从上至下依次包括第一水性聚氨酯印刷层、第二水性聚氨酯印刷层、聚氨酯面层、无溶剂聚氨酯粘接层和基材层，其中：
所述第一水性聚氨酯印刷层和第二水性聚氨酯印刷层均由以下组分按重量份组成的水性聚氨酯印刷层浆料制备而成：100份水性聚氨酯浆料，10-15份水，5-7份水性固化剂，2-4份树枝型有机胺，4-5份水性色浆，水性色浆分散剂1-2份；所述第一水性聚氨酯印刷层和第二水性聚氨酯印刷层中的水性色浆为不同颜色的色浆；
所述聚氨酯面层由以下组分按重量份组成的聚氨酯面层浆料制备而成：100份聚聚氨酯面层树脂、1-2份色浆、4-6份耐磨助剂和2-3份固化剂；
所述无溶剂聚氨酯粘接层由以下组分按重量份组成的无溶剂聚氨酯粘接层浆料制备而成：100份多元醇、60-65份异氰酸酯、20份无机填料和0.15-0.20份有机金属催化剂；进一步的，所述多元醇为聚醚型多元醇。
本发明的第二个目的是提供如上述所述的高耐久水性无溶剂双色聚氨酯合成革的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：在离型纸上涂覆聚氨酯面层浆料，涂覆厚度为0.1-0.15mm，于130-135℃干燥1-1.5min，形成聚氨酯面层；
步骤2：在聚氨酯面层上涂覆无溶剂聚氨酯粘接层浆料，所述聚氨酯粘结层浆料涂覆厚度为0.15-0.2mm；于105-110℃预反应2-3min后形成半干状态的无溶剂聚氨酯粘接层，该聚氨酯粘结层具有一定的粘结性；
步骤3：在所述半干状态的无溶剂聚氨酯粘接层上贴合基布、超纤和湿法坯革等基材形成基材层，在125-130℃进行加热熟化，保温3-4min后，剥离离型纸后即得聚氨酯合成革干法半成品；
步骤4：在干法半成品的聚氨酯面层表面，采用水性聚氨酯印刷层浆料在100-110℃环境中进行第一次水性印刷，保温1-2分钟后，形成第一水性聚氨酯印刷层，得到单色聚氨酯合成革；
步骤5：在第一水性聚氨酯印刷层表面进行第二次水性聚氨酯印刷层浆料印刷，印刷温度为100-110℃，保温2-3分钟后形成第二水性聚氨酯印刷层，得到双色聚氨酯合成革。
本发明的第三个目的是提供如上述所述的高耐久水性无溶剂双色聚氨酯合成革的应用，该聚氨酯合成革用于沙发和装饰材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明采用两版水性印刷的方法制备水性双色聚氨酯合成革，产品生产过程和产品本身气味低，对环境和使用者友好。同时，本发明通过在水性聚氨酯印刷层浆料里添加树枝状有机胺充当反应活性点的方式，通过其与水性固化剂和水性聚氨酯浆料及色浆中多元醇组分发生反应形成交联网状结构，增加了产品各层间的结合性，同时增加了产品表面的交联网络，保证了产品的耐刮性和色牢度，产品耐久耐用性好。同时活性胺还有一定的催化作用，降低了反应温度，提升了反应速率，降低了能耗，生产能耗低。
本发明所得产品耐酒精，耐水解(70℃*95％RH)5周后革面不开裂、不粉化；威仕博耐磨10万次革面无破损；耐酒精≥3级；干湿擦色牢度500次≥4级。根据气味等级≤3.0，且根据ISO16189的检测方法，测试出DMF含量ND。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本发明的限制。术语“第一”、“第二”不代表具体的数量，仅仅是用于名称的区分。
此外，以下实施例中的制备过程中如无特别说明的，均为本领域现有技术中的常规手段，因此，不再详细赘述；以下实施方式中的份数均指重量份数。
以下各实施例中使用的原料及其型号和生产厂家如下；
水性聚氨酯树脂生产厂家为烟台万华化学，牌号为
3920；
油性聚氨酯树脂生产厂家为合肥安利聚氨酯新材料有限公司，牌号为LT-95；
水性固化剂选用水可分散异氰酸酯固化剂，生产厂家为万华化学，牌号为Aquolin278；
树枝型有机胺生产厂家为威海晨源分子新材料有限公司，牌号为CYD-NJ292；
色浆的生产厂家为昆山大恭，牌号为WUB COLOR系列色浆；
水性色浆分散剂生产厂家为佛山科宁新材料有限公司，牌号为KMT-7031；
聚氨酯面层树脂为聚醚型聚氨酯预聚体，生产厂家为上海汇得，牌号为HDS-80A；
耐磨助剂生产厂家为中山美丽肯，牌号为BNK-NSF898；
聚氨酯面层中固化剂为HDI，生产厂家为万华化学，牌号为wanna teht-100；
多元醇为聚醚型多元醇，生产厂家为巴斯夫聚氨酯(中国)有限公司，牌号为多元醇组合料CC 6945/1100 C-A；
异氰酸酯为聚醚型MDI预聚体，生产厂家为巴斯夫聚氨酯(中国)有限公司，牌号为HAPTEX CC 6945/1100 C-B；
无机填料选用氢氧化铝，生产厂家为济南金盈泰化工有限公司，牌号为YT1301；
有机金属催化剂选用有机铋催化剂，生产厂家为德音化学，牌号为DY-20；
上述试剂只是为了说明本发明实验时所采用的试剂来源和成分，以便充分公开，并不表示采用其他同类试剂或其他供应商提供的试剂就不能实现本发明。
实施例1
一种高耐久水性无溶剂双色聚氨酯合成革的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：在离型纸上涂覆聚氨酯面层浆料，涂覆厚度0.1mm，于130℃干燥1.5min，形成聚氨酯面层；其中聚氨酯面层浆料的组成为：100份聚氨酯面层树脂HDS-80A、1份WUBCOLOR色浆A、4份耐磨助剂BNK-NSF898和2份固化剂wanna teht-100按照质量份混合制成；
步骤2：在所述聚氨酯面层上涂覆无溶剂聚氨酯粘接层浆料，涂覆厚度为0.15mm；于105℃预反应2min后形成半干状态的无溶剂聚氨酯粘接层，该聚氨酯粘结层具有一定的粘结性；其中无溶剂聚氨酯粘接层浆料的组成为100份多元醇组合料CC 6945/1100 C-A、60份聚醚型MDI预聚体CC 6945/1100 C-B、20份氢氧化铝和0.15份有机铋催化剂DY-20按照重量份混合而成；
步骤3：在所述半干状态的聚氨酯粘接层上贴合涤纶布基，在125℃进行加热熟化，保温3min后，剥离离型纸后即得聚氨酯合成革干法半成品；
步骤4：在干法半成品的聚氨酯面层表面，采用水性印刷聚氨酯浆料在100℃进行第一次水性印刷，保温2分钟后，形成第一水性聚氨酯印刷层，得到单色聚氨酯合成革。其中水性聚氨酯印刷层浆料由：100份水性聚氨酯浆料
3920，10份水，5份万华化学Aquolin278水性固化剂，2份树枝型有机胺CYD-NJ292，4份WUB COLOR色浆A，1份色浆分散剂KMT-7031按照重量份混合而成。
步骤5：在第一水性聚氨酯印刷层表面进行第二次水性聚氨酯印刷层浆料印刷，印刷温度为100℃，保温3分钟后形成第二水性聚氨酯印刷层，到双色聚氨酯合成革。其中水性聚氨酯印刷层浆料由100份水性聚氨酯浆料
3920，10份水，5份水性固化剂Aquolin278，2份树枝型有机胺CYD-NJ292，4份WUB COLOR色浆B，1份色浆分散剂KMT-7031按照重量份混合而成。
实施例2
一种高耐久水性无溶剂双色聚氨酯合成革的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：在离型纸上涂覆聚氨酯面层浆料，涂覆厚度0.15mm，于135℃干燥1.5min，形成聚氨酯面层。其中聚氨酯面层浆料的组成为：100份聚氨酯面层树脂HDS-80A、2份WUBCOLOR色浆A、5份耐磨助剂BNK-NSF898和3份固化剂wanna teht-100按照质量份混合制成；
步骤2：在所述聚氨酯面层上涂覆无溶剂聚氨酯粘接层浆料，涂覆厚度为0.2mm；于110℃预反应3min后形成半干状态的聚氨酯粘结层，该聚氨酯粘结层具有一定的粘结性；其中聚氨酯粘接层浆料的组成为100份多元醇组合料CC6945/1100 C-A、60份聚醚型MDI预聚体CC 6945/1100 C-B、20份氢氧化铝和0.20份有机铋催化剂DY-20按照重量份混合而成；
步骤3：在所述半干状态的聚氨酯粘接层上贴合涤纶布基，在130℃进行加热熟化，保温4min后，剥离离型纸后即得聚氨酯合成革干法半成品；
步骤4：在干法半成品的聚氨酯面层表面，采用水性聚氨酯印刷层浆料在110℃进行第一次水性印刷，保温1分钟后，形成第一水性聚氨酯印刷层，得到单色聚氨酯合成革。其中水性聚氨酯印刷层浆料由100份水性聚氨酯浆料
3920，15份水，7份万华化学Aquolin278水性固化剂，4份树枝型有机胺CYD-NJ292，5份WUB COLOR色浆A，2份色浆分散剂KMT-7031按照重量份混合而成。
步骤5：在第一水性聚氨酯印刷层表面进行第二次水性聚氨酯印刷层浆料印刷，印刷温度为110℃，保温2分钟后形成第二水性聚氨酯印刷层，得到双色聚氨酯合成革。其中水性聚氨酯印刷层浆料由100份水性聚氨酯浆料
3920，15份水，7份水性固化剂Aquolin278，4份树枝型有机胺CYD-NJ292，5份WUB COLOR色浆B，2份色浆分散剂KMT-7031按照重量份混合而成。
对比例1
与实施例1相比，对比例1的区别仅在于步骤4中采用油性印刷浆料，油性印刷浆料的具体组成为：100份油性聚氨酯树脂LT-95，35份DMF，2份固化剂wanna teht-100，4份树枝型有机胺CYD-NJ292，4份WUB COLOR色浆A，1份色浆分散剂KMT-7031按照重量份混合而成。其他工艺均与实施例1保持一致。
对比例2
与实施例1相比，对比例2的区别仅在于步骤4和步骤5中均采用油性体系进行印刷。油性印刷浆料的具体组成为：100份油性聚氨酯浆料LT-95，35份DMF，2份固化剂wannateht-100，4份树枝型有机胺CYD-NJ292，4份WUB COLOR色浆，1份色浆分散剂KMT-7031按照重量份混合而成，其他工艺均与实施例1保持一致。
对比例3
与实施例1相比，对比例3在步骤4和5的水性印刷浆料中不添加树枝型有机胺CYD-NJ292。
对比例4
与对比例1相比，对比例4中在步骤4和5的水性印刷浆料中添加线性有机胺二乙烯三胺1份。
对比例5
与实施例1相比，对比例5中在步骤4和5的Aquolin278固化剂添加量为3份。
对比例6
与实施例1相比，对比例5中在步骤4和5的Aquolin278固化剂添加量为9份。
对上述各实施例和对比例制得的产品进行性能检测，测试结果见下表1：
表1性能测试结果
从表1可看出，水性双色聚氨酯印刷产品相较于纯油性双色产品，气味性更好，DMF含量低，环保性更佳，同时，树枝型有机胺的加入，其与水性固化剂在一定比例范围内相互作用能够有效提升产品的耐久耐用性。
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做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。
Claims (8)
1.一种高耐久水性无溶剂双色聚氨酯合成革，其特征在于：从上至下依次包括第一水性聚氨酯印刷层、第二水性聚氨酯印刷层、聚氨酯面层、无溶剂聚氨酯粘接层和基材层，所述第一水性聚氨酯印刷层和第二水性聚氨酯印刷层均由以下组分按重量份组成的水性聚氨酯印刷层浆料制备而成：100份水性聚氨酯浆料，10-15份水，5-7份水性固化剂，2-4份树枝型有机胺，4-5份水性色浆，水性色浆分散剂1-2份；所述第一水性聚氨酯印刷层和第二水性聚氨酯印刷层中的水性色浆为不同颜色的色浆。
2.根据权利要求1所述的高耐久水性无溶剂双色聚氨酯合成革，其特征在于：所述聚氨酯面层由以下组分按重量份组成的聚氨酯面层浆料制备而成：100份聚聚氨酯面层树脂、1-2份色浆、4-6份耐磨助剂和2-3份固化剂。
3.根据权利要求1所述的高耐久水性无溶剂双色聚氨酯合成革，其特征在于：所述无溶剂聚氨酯粘接层由以下组分按重量份组成的无溶剂聚氨酯粘接层浆料制备而成：100份多元醇、60-65份异氰酸酯、20份无机填料和0.15-0.20份有机金属催化剂。
4.根据权利要求3所述的高耐久水性无溶剂双色聚氨酯合成革，其特征在于：所述多元醇为聚醚型多元醇。
5.如权利要求1至4任一项所述的高耐久水性无溶剂双色聚氨酯合成革的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：在离型纸上涂覆聚氨酯面层浆料，于130-135℃干燥1-1.5min，形成聚氨酯面层；
步骤2：在聚氨酯面层上涂覆无溶剂聚氨酯粘接层浆料，于105-110℃预反应2-3min后形成半干状态的无溶剂聚氨酯粘接层；
步骤3：在所述半干状态的无溶剂聚氨酯粘接层上贴合基材形成基材层，在125-130℃进行加热熟化，保温3-4min后，剥离离型纸后即得聚氨酯合成革干法半成品；
步骤4：在干法半成品的聚氨酯面层表面，采用水性聚氨酯印刷层浆料在100-110℃环境中进行第一次水性印刷，保温1-2分钟后，形成第一水性聚氨酯印刷层，得到单色聚氨酯合成革；
步骤5：在第一水性聚氨酯印刷层表面进行第二次水性聚氨酯印刷层浆料印刷，印刷温度为100-110℃，保温2-3分钟后形成第二水性聚氨酯印刷层，得到双色聚氨酯合成革。
6.根据权利要求5所述的高耐久水性无溶剂双色聚氨酯合成革的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述聚氨酯面层浆料的涂覆厚度为0.1-0.15mm。
7.根据权利要求5所述的高耐久水性无溶剂双色聚氨酯合成革的制备方法，其特征在于：步骤2中，所述聚氨酯粘结层浆料涂覆厚度为0.15-0.2mm。
8.如权利要求1至5任一项所述的高耐久水性无溶剂双色聚氨酯合成革用于沙发和装饰材料。
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