技术领域
本发明涉及聚氨酯合成革技术领域,具体涉及一种高弹滑爽、透亮的镜面聚氨酯树脂及其制备方法。
背景技术:
现如今,聚氨酯合成革产品已广泛应用于人们的日常生活中,尤其在鞋、包领域应用较为普遍, 现市场上高档的漆皮女鞋及箱包,是由表面加工成光亮且坚固的皮革制成,即在皮革上喷一层漆,使其看上去光泽很亮,是一种具有强烈表面效果和风格特征的服饰材料。随着社会经济的发展及人们生活水平的提高,人们对于鞋、包的需求不仅仅停留在耐用性,且对其附加功能也越来越关注,如舒适柔软性及真皮的触感等,从而要求皮革的触感非常滑爽且透亮感强。
技术实现要素:
本发明的目的是制备一种高弹滑爽、透亮的镜面聚氨酯树脂及其制备方法,以满足成鞋或箱包的触感滑爽、透亮感强的要求。
本发明的技术方案如下:
一种高弹滑爽、透亮的镜面聚氨酯树脂,其由以下组分组成:
二异氰酸酯,
多元醇化合物,
扩链剂,其用量占体系总重量的1~4%,
催化剂,其用量为多元醇化合物重量的0.1~1‰,
抗氧化剂,其用量占体系总重量的0.04~0.1%,
助剂,其用量占体系总重量的0.5~2%,
溶剂,其用量占体系总重量的69~71%,
反应终止剂;
所述扩链剂为分子量为62~200g/mol的生物基1,3丙二醇和小分子二元胺;
其中,多元醇化合物与扩链剂的摩尔比为1:0.5~1;二异氰酸酯的异氰酸基与多元醇化合物、扩链剂中羟基、胺基总量的摩尔比为1:1~1.05:1。
进一步方案,所述的异氰酸酯为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯 (MDI);
所述的多元醇化合物是指聚酯多元醇、聚醚多元醇中的一种或两种的混合;
所述小分子二元胺为4 ,4’—二苯基甲烷二胺(MDA)、异佛尔酮二胺(IPDA)中的一种或两种;
所述的抗氧化剂为丙酸季戊四醇酯类抗氧化剂;
所述的催化剂为有机铋类催化剂MB20;
所述的助剂为紫外线吸收剂、耐候稳定剂、流平剂中的一种或两种以上的混合物;这些助剂的配合比例,根据目的和用途选择。
所述的溶剂为可溶于水的有机溶剂。
更进一步方案,所述的聚醚多元醇为聚四亚甲基醚二醇;有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺 (DMF)。
本发明的另一个发明目的是提供上述一种高弹滑爽、透亮的镜面聚氨酯树脂的制备方法,其按以下步骤制备:
(1)在反应釜中投入生物基1,3丙二醇总量的40~80%和多元醇化合物、溶剂的一半进行搅拌10~20分钟后投入二异氰酸酯总量的60~80%,温度控制在70~80℃反应30~60min;使二异氰酸酯的异氰酸基与多元醇化合物、生物基1,3丙二醇总物质的量比为1.2:1~1.3:1;
(2)然后加入剩余的生物基1,3丙二醇和二元胺扩链剂继续反应1~2h;
(3)加入催化剂和剩余的二异氰酸酯继续进行反应,随着体系粘度的不断增加,将剩余的溶剂三等份并分三步加入,使最终预聚体的粘度控制在80000~120000CPS/25℃;
(4)加入抗氧化剂、助剂和反应终止剂甲醇,即得聚氨酯树脂。
进一步方案,所述聚酯多元醇、二异氰酸酯、生物基1,3丙二醇、二元胺扩链剂和溶剂的含水率均小于500ppm。
进一步方案,所述步骤(1)中的反应温度控制在70~80℃;步骤(2)中的反应温度控制在60~70℃;步骤(3)中的反应温度控制在70~80℃。
本发明制备的高滑爽性、透亮感镜面聚氨酯树脂完全满足成革后具有优异的滑爽性及透亮感。以满足成鞋或箱包的触感滑爽、透亮感强的要求,其具体是在聚氨酯 ( PU )树脂合成过程中,选用刚性多元醇化合物和小分子二元胺扩链剂,目的是提高聚氨酯链段的刚性,使树脂成革后革面滑爽;采用生物基1,3丙二醇等作为扩链剂,合成的树脂硬段的结晶性较低,树脂成革后透亮感强。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
实施例1:
原料名称 重量(单位Kg)
PET-1 200
PET-2 700
生物基1,3丙二醇 40
4 ,4′—二苯基甲烷二胺 10
4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯 286
抗氧化剂 5
磷酸 0.03
紫外线吸收剂UV-328 1.0
催化剂 0.2
N,N-二甲基甲酰胺 2900
其中:PET-1为分子量2000的聚酯多元醇,所用原料及配方为己二酸4000Kg、乙二醇900 Kg、1,4-丁二醇1300Kg和催化剂TPT 0.5Kg。
PET-2 为分子量2000的聚酯多元醇,所用原料及配方为己二酸3000Kg、1,6-己二醇2800 Kg、催化剂TPT 0.4Kg。
其制备方法如下:
(1)在反应釜中投入各种多元醇化合物、30Kg生物基1,3丙二醇扩链剂、DMF的一半进行搅拌10分钟后投入MDI,釜温控制在70℃反应1h,使加入的二异氰酸酯的异氰酸基与多元醇化合物、生物基1,3丙二醇总物质的量比为1.2:1;
(2)然后加入剩余的生物基1,3丙二醇和4 ,4′—二苯基甲烷二胺继续反应1h;此时釜温控制 在60~70℃;
(3)加入催化剂和剩余的二异氰酸酯继续进行反应,随着体系粘度的不断增加,将剩余的溶剂三等份并分三步加入,使最终预聚体的粘度控制在80000CPS/25℃;釜温控制在70~80℃;
(4)加入抗氧化剂、助剂和反应终止剂甲醇,即得聚氨酯树脂。
实施例2:
原料名称 重量(单位Kg)
PET-1 200
PET-2 700
生物基1,3丙二醇 70
IPDA 15
4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯 317
磷酸 0.03
抗氧剂 5
紫外线吸收剂UV-328 1.0
催化剂 0.2
N,N-二甲基甲酰胺 3038
其中:PET-1为分子量3000的聚酯多元醇,所用原料及配方为己二酸4000Kg,乙二醇1300 Kg,1,4-丁二醇900 Kg,催化剂TPT0.5 Kg。
PET-2 为分子量2000的聚酯多元醇,所用原料及配方为己二酸3000Kg,乙二醇200 Kg,1,4-丁二醇1800 Kg,催化剂TPT0.4 Kg。
其制备方法如下:
(1)在反应釜中投入各种多元醇化合物、50Kg生物基1,3丙二醇、DMF的一半进行搅拌20分钟后投入MDI,釜温控制在80℃反应30min,使加入的二异氰酸酯的异氰酸基与多元醇化合物、生物基1,3丙二醇总物质的量比为1.3:1;
(2)然后加入剩余的生物基1,3丙二醇和IPDA继续反应1h;此时釜温控制 在60~70℃;
(3)加入催化剂和剩余的二异氰酸酯继续进行反应,随着体系粘度的不断增加,将剩余的溶剂三等份并分三步加入,使最终预聚体的粘度控制在120000CPS/25℃;釜温控制在70~80℃;
(4)加入抗氧化剂、助剂和反应终止剂甲醇,即得聚氨酯树脂。
实施例3:
为了验证本发明所制备的高滑爽性、透亮感镜面聚氨酯树脂的优异滑爽性及透亮感,把上述实施例2所制备的聚氨酯树脂按如下配方及目前干法贴面正常工艺制成革,具体配方如下:
聚氨酯树脂 100份
DMF 60份
色料 15份
流平剂 1份
助剥离剂 0.5份
使用行业内较通用的检测方法:将此合成革固定在一角度为15°、长度为50cm的斜坡上,把一大小为5cm*5cm*5cm,重1Kg的铁块放在斜坡顶端,测试铁块从顶端滑至底端的时间来判断革面的滑爽程度。经检测,用上述实施例2制备的聚氨酯树脂通过加入DMF、色料、流平刘和助剥离剂而制备干式聚氨酯合成革,具有优异的滑爽性及透亮感。
本说明书及本申请的权利要求书中,所谓体系,是指整个反应体系,就是所有物质的总量。
上述实施方案和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其同物界定。