一种水性聚氨酯高物性高密度太空革贝斯的制备方法与流程

1.本发明属于水性聚氨酯合成革技术领域，特别是涉及一种水性聚氨酯高物性高密度太空革贝斯的制备方法。


背景技术：

2.目前合成革已应用于人们生活中的各个领域，品种多样。太空革是一种合成革产品，其采用溶剂型聚氨酯制造，以湿法工艺将溶剂型聚氨酯中的dmf(二甲基甲酰胺)与水置换，使得涂层具有连续气孔，从而达到透湿透气性。具有质轻、耐磨、耐热性、坚韧性、耐寒性好、拉伸强度高的特点。但是涂覆浆料中使用了大量的dmf、溶剂性助剂和色浆，不仅溶剂残留危害消费者健康，而且对生态环境有着严重的破坏。水性聚氨酯树脂是以水为分散介质，环保无毒，是溶剂型聚氨酯树脂的替代品。水性聚氨酯发泡浆料中的泡孔能让水性聚氨酯太空革贝斯透气透湿，体现了水性聚氨酯太空革贝斯会“呼吸”的效果。近几年，水性聚氨酯合成革的制备研究取得了很大进展，但在太空革贝斯上的研究还处于传统溶剂型的制造工艺，尤其要达到高物性、高密度以及生态环保方面还待于进一步的研究开发。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中溶剂型聚氨酯合成革不环保且有毒、物性和密度低，水性聚氨酯合成革贝斯的发泡效果差的不足之处，本发明的目的之一是提供一种水性聚氨酯高物性高密度太空革贝斯的制备方法。该制备方法零污染，零排放，并且使得水性聚氨酯涂层泡孔均匀稳定，太空革贝斯结构细密紧致，切口好，手感好，具有优异的耐磨损性和透气性。
4.为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种水性聚氨酯高物性高密度太空革贝斯的制备方法，包括如下步骤：
5.(1)无纺布含浸；称取以下重量份的原料：固含量为35-45wt％的第一阴离子水性聚氨酯树脂10份、去离子水100份、水性消泡剂0.3-0.5份、多功能助剂0.3-0.5份、水性织物整理剂1-2份、碳酸氢钠溶液3-5份、水性增稠剂0.5-1份，充分搅拌均匀后即得水性聚氨酯含浸料；将无纺布在水性聚氨酯含浸料中浸透，用挤压辊挤压出部分含浸料，通过调节挤压辊的间隙来改变含浸后的无纺布的软硬程度；
6.(2)基布处理；将含浸挤压后的无纺布通过预凝固液处理；所述预凝固液由以下原料及其重量份构成：破乳交联剂1-3份、自来水80-95份；
7.(3)涂覆；称取以下重量份的原料：固含量为35-45wt％的第二阴离子水性聚氨酯树脂300-320份、粉体润湿剂2.5-3份、煅烧高岭土20-25份、发泡剂4.5-6份、稳泡剂4.5-6份、交联剂1.5-2份、水性增稠剂0.5-2份，上述组分混合后搅拌将空气均匀的混入浆料中，使浆料的体积膨胀至原混合体积的1.0-1.3倍，既制得第一水性聚氨酯发泡浆料；在步骤(2)通过预凝固液处理后的无纺布上涂覆第一水性聚氨酯发泡浆料；
8.(4)凝聚；将涂覆第一水性聚氨酯发泡浆料的无纺布通过凝固槽中的凝固液进行凝聚，获得半定型贝斯；所述凝固液由以下原料及其重量份构成：破乳交联剂5-15份，自来
水80-95份；
9.(5)水洗；将半定型贝斯通过水洗过程清洗掉多余的凝固液，烘干再次定型；
10.(6)背涂；称取以下重量份的原料：固含量为35-45wt％的第三阴离子水性聚氨酯树脂300-320份、粉体润湿剂2.5-3份、木质粉5-10份、气相二氧化硅5-10份，发泡剂4.5-6份、稳泡剂4.5-6份、交联剂1.5-2份、水性增稠剂0.5-2份，上述组分混合后搅拌将空气均匀的混入浆料中，使浆料的体积膨胀至原混合体积的3.0-3.5倍，既得第二水性聚氨酯发泡浆料；在步骤(5)中再次定型的贝斯上涂覆第二水性聚氨酯发泡浆料；
11.(7)烘干定型；将涂覆第二水性聚氨酯发泡浆料的贝斯在100℃-120℃温度下烘干定型，即制得水性聚氨酯高物性高密度太空革贝斯；
12.其中，第一阴离子水性聚氨酯树脂、第二阴离子水性聚氨酯树脂和第三阴离子水性聚氨酯树脂相同或相异。
13.作为水性聚氨酯高物性高密度太空革贝斯的制备方法进一步的改进：
14.优选的，步骤(3)和(6)中所述粉体润湿剂为铵盐类粉体润湿剂或钠盐类粉体润湿剂中的一种或两种及以上的组合。
15.优选的，步骤(3)和(6)中所述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中的一种或两种及以上的组合。
16.优选的，步骤(3)和(6)中所述稳泡剂为硅树脂聚醚乳液类稳泡剂。
17.优选的，步骤(3)和(6)中所述交联剂为氮炳啶型和碳化二亚胺类交联剂中任意一种或两种及以上的组合。
18.优选的，步骤(2)和(4)所述破乳交联剂为碳酸、乳酸、柠檬酸、磷酸、氯化钙、氯化钠、硫酸铁、氯化铁、氯化铝中的一种或两种及以上的组合。
19.优选的，步骤(3)中所述煅烧高岭土的粒径为1000-2000目。
20.优选的，步骤(1)、(3)和(6)所述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。
21.优选的，所述步骤(5)中的水洗过程为连续式水洗过程，水温依次控制为：1-4号水洗槽的水为40-60℃，5-12号水洗槽的水为70-80℃，13-15号水洗槽的水为常温水，将半定型贝斯通过连续式水洗，然后烘干再次定型。
22.优选的，所述第一水性聚氨酯发泡浆料和第二水性聚氨酯发泡浆料的涂膜物性为：在温度20-25℃，湿度30-50％rh的测试条件下，100％模量为2-3mpa，断裂强度≥20mpa，伸长率≥600％。
23.本发明相比现有技术的有益效果在于：
24.1)本发明提出的水性聚氨酯高物性高密度太空革贝斯的方法，采用水性聚氨酯树脂浆料和水性环保助剂，在制备和使用过程中无任何有机溶剂添加，真正实现了零排放，零污染。解决了溶剂型太空革贝斯污染、残留问题，实现了清洁绿化生产。
25.2)本发明使太空革贝斯通过物理发泡(将空气通过搅拌均匀的进入浆料中，从而使得现在的体积是原来体积的1.0-1.3倍)和化学发泡(含浸料中加入了碳酸氢钠溶液，含浸过后的无纺布在通过预凝固液时，含浸料中的碳酸氢钠会与酸发生反应，产生二氧化碳气体)两种发泡方式，泡孔均匀稳定，获得的太空革切口好，结构细密紧致，不易开裂和磨损，手感柔韧完全满足合成革市场对太空革贝斯的需求，具有优异的耐磨损性和透气性。
具体实施方式
26.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，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。
27.对比例
28.(1)水性聚氨酯含浸料配制：所述发泡浆料由以下原料及其重量份构成：固含量为30％的kt635m阴离子水性聚氨酯树脂10份，去离子水100份，水性消泡剂0.3份，多功能助剂0.3份，水性织物整理剂1份，碳酸氢钠溶液3份，水性增稠剂0.5份，充分搅拌均匀后即得水性聚氨酯含浸料；
29.(2)配制水性聚氨酯发泡浆料：所述发泡浆料由以下原料及其重量份构成：固含量为30％的kt635m阴离子水性聚氨酯树脂300份、a168粉体润湿剂2.5份、800目木质粉25份、有机硅改性k12发泡剂4.5份、208硅树脂聚醚乳液类稳泡剂4.5份、交联剂1.5份、水性增稠剂1份；
30.(3)针刺无纺布含浸：将无纺布先通过含浸槽中的所配制的(1)水性聚氨酯含浸料进行浸透，完全浸透后再通过挤压辊挤压出部分含浸料，期间可以调节挤压辊的间隙来改变含浸后的无纺布的软硬程度；
31.(4)配制预凝固液：预凝固液原料及其重量份构成：破乳交联剂1份、自来水80份；
32.(5)基布处理：将含浸完成的无纺布后先通过预凝固液处理；
33.(6)涂覆：在处理过的无纺布上涂覆步骤(2)所配制的第一水性聚氨酯发泡浆料；其涂膜物性为：在温度20℃，湿度30％rh的测试条件下，100％模量为2mpa，断裂强度≥20mpa，伸长率≥600％。
34.(7)配制凝固液；凝固液原料及其重量份构成：乳酸和碳酸的混合物5份，乳酸和碳酸的混合比例为1.5:4，自来水80份；
35.(8)凝聚：将涂覆发泡浆料的无纺布通过凝固槽中的凝固液进行凝聚，获得半定型贝斯；
36.(9)水洗：将半定型后的贝斯通过连续式水洗，40℃的水洗槽为1-4槽、70℃的水洗槽为5-12槽，常温水13-15槽，洗去残留的凝固液。
37.(10)烘干定型：将水洗完成的半定型贝斯直接放置100℃-120℃烘箱中烘干定型后获得水性聚氨酯高物性高密度太空革贝斯。
38.实施例1
39.一种水性聚氨酯高物性高密度太空革贝斯的方法，包括以下步骤：
40.(1)水性聚氨酯含浸料配制：所述发泡浆料由以下原料及其重量份构成：固含量为35％的kt635m阴离子水性聚氨酯树脂10份，去离子水100份，水性消泡剂0.3份，多功能助剂0.3份，水性织物整理剂1份，碳酸氢钠溶液3份，水性增稠剂0.5份，充分搅拌均匀后即得水性聚氨酯含浸料；
41.(2)配制第一水性聚氨酯发泡浆料：所述发泡浆料由以下原料及其重量份构成：固含量为35％的kt635m阴离子水性聚氨酯树脂300份、a168粉体润湿剂2.5份、1500目煅烧高岭土25份、有机硅改性k12发泡剂4.5份、208硅树脂聚醚乳液类稳泡剂4.5份、交联剂1.5份、水性增稠剂1份；
42.(3)配制第二水性聚氨酯背涂发泡浆料：所述发泡浆料由以下原料及其重量份构成：固含量为35％的kt751m阴离子水性聚氨酯树脂300份、a168粉体润湿剂2.5份、800目木质纤粉15份、气相二氧化硅有机硅10份，改性k12发泡剂4.5份、208硅树脂聚醚乳液类稳泡剂4.5份、交联剂1.5份、水性增稠剂1份；
43.(4)针刺无纺布含浸：将无纺布先通过含浸槽中的所配制的(1)水性聚氨酯含浸料进行浸透，完全浸透后再通过挤压辊挤压出部分含浸料，期间可以调节挤压辊的间隙来改变含浸后的无纺布的软硬程度；
44.(5)配制预凝固液：预凝固液原料及其重量份构成：破乳交联剂1份、自来水80份；
45.(6)基布处理：将含浸完成的无纺布后先通过预凝固液处理；
46.(7)涂覆：在处理过的无纺布上涂覆步骤(2)所配制的第一水性聚氨酯发泡浆料；其涂膜物性为：在温度20℃，湿度30％rh的测试条件下，100％模量为2mpa，断裂强度≥20mpa，伸长率≥600％。
47.(8)配制凝固液；凝固液原料及其重量份构成：乳酸和碳酸的混合物5份，乳酸和碳酸的混合比例为1.5:4，自来水80份；
48.(9)凝聚：将涂覆发泡浆料的无纺布通过凝固槽中的凝固液进行凝聚，获得半定型贝斯；
49.(10)水洗：将半定型后的贝斯通过连续式水洗，40℃的水洗槽为1-4槽、70℃的水洗槽为5-12槽，常温水13-15槽，洗去残留的凝固液。
50.(11)背涂：在水洗后的半定型贝斯背面涂覆(3)所配制的第二水性聚氨酯发泡浆料；
51.(12)烘干定型：将背涂完成的半定型贝斯直接放置100℃-120℃烘箱中烘干定型后获得水性聚氨酯高物性高密度太空革贝斯1。
52.表1对比例和实施例1中原料的配方组分
[0053][0054][0055]
实施例2
[0056]
本实施例提供一种水性聚氨酯高物性高密度太空革贝斯的方法，具体参考实施例1，不同之处在于步骤(1)和步骤(2)中kt635m阴离子水性聚氨酯树脂的固含量为40％，步骤(3)中kt751m阴离子水性聚氨酯树脂的固含量为40％，制得水性聚氨酯高物性高密度太空革贝斯2。
[0057]
实施例3
[0058]
本实施例提供一种水性聚氨酯高物性高密度太空革贝斯的方法，具体参考实施例1，不同之处在于步骤(1)和步骤(2)中kt635m阴离子水性聚氨酯树脂的固含量为45％，步骤(3)中kt751m阴离子水性聚氨酯树脂的固含量为45％，制得水性聚氨酯高物性高密度太空革贝斯3。
[0059]
将对比例制得的聚氨酯湿法高密度太空革贝斯和实施例1-3制得的水性聚氨酯高物性高密度太空革贝斯1-3分别进行耐折牢度、剥离牢度、耐候性能测试，结果如下表2所示：
[0060]
表2对比例和实施例产品的性能测试
[0061][0062]
对比例中采用现有技术的水性聚氨酯太空贝斯工艺，单独的物理发泡使得贝斯的剥离强度和耐折牢度有局限性，而本发明采用水性聚氨酯太空贝斯工艺，将物理发泡和化学发泡相结合，制备出高物性和高密度、泡孔均匀稳定的太空革贝斯。相比较对比例，实施例1-3制得的太空革贝斯经向剥离负荷更高、耐折牢度更高，说明本发明制得的太空革贝斯泡沫更均匀，结构更加细密紧致，更加不易开裂和磨损。本发明实施例1-3中将最终制得的太空革贝斯在70℃、95rh％下放置3周后再进行耐折牢度和剥离负荷的测试，耐折牢度无裂纹，经向剥离负荷≥120n/3cm，证明本发明采用kt635m和kt751m型号水性聚氨酯树脂制得的合成革贝斯耐候性即抗老化性能优异。
[0063]
本领域的技术人员应理解，以上所述仅为本发明的若干个具体实施方式，而不是全部实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，还可以做出许多变形和改进，所有未超出权利要求所述的变形或改进均应视为本发明的保护范围。