本發(fā)明涉及合成革功能助劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于合成革的水性泡孔調(diào)整劑。
背景技術(shù)：
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合成革，模擬天然革的組成和結(jié)構(gòu)并可作為其代用材料的塑料制品。通常以經(jīng)浸漬的無紡布為網(wǎng)狀層，微孔聚氨酯層作為粒面層制得。其正、反面都與皮革十分相似，并具有一定的透氣性，比普通人造革更接近天然革，廣泛用于制作鞋、靴、箱包和球類等。
濕法聚氨酯合成革是新一代天然皮革的最佳替代產(chǎn)品，它的生產(chǎn)方法是將聚氨酯樹脂的DMF溶液添加各種助劑制成漿料，浸漬或涂覆于基布上，然后放入與DMF具有親和性、而與聚氨酯樹脂不親和的水中，DMF被水置換，聚氨酯樹脂逐漸凝固，從而形成多孔性的皮膜，即濕法聚氨酯半成品革。半成品革經(jīng)整飾后，成為聚氨酯合成革成品。濕法聚氨酯合成革具有良好的透氣、透濕性，滑爽豐滿的手感，優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度，特別是從結(jié)構(gòu)上近似天然皮革，產(chǎn)品用途與天然皮革相同。
泡孔調(diào)整劑屬于濕法聚氨酯合成革加工用重要功能性添加劑，其使用目的是為了在PU膜上產(chǎn)生均勻一致的微孔結(jié)構(gòu)，以利于提高壓花效果，使花紋突出且不變型，并且提高PU膜的透氣、透濕性。目前，常用單一的表面活性劑作為泡孔調(diào)整劑，為了促進(jìn)其與合成革制備漿料的共混相容，需要使用揮發(fā)性有機(jī)溶劑作為稀釋劑，不僅使用安全性低，同時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā)后會(huì)產(chǎn)生細(xì)小泡孔，不利于泡孔的調(diào)節(jié)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種有利于提高壓花效果、PU膜回彈性及透氣、透濕性的適用于合成革的水性泡孔調(diào)整劑。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
一種適用于合成革的水性泡孔調(diào)整劑，由如下重量份數(shù)的原料制成：納米二氧化鈦改性泊洛沙姆15-20份、羥丙基甲基纖維素5-10份、聚丙烯酸鈉3-5份、水解聚馬來酸酐2-3份、聚乙烯吡咯烷酮1-2份、海藻酸鈉1-2份、N-羥甲基丙烯酰胺0.5-1份、納米陶瓷膠粉0.5-1份、葡萄糖酸鈉0.1-0.3份、L-天門冬氨酸鈣0.1-0.3份、氨基三亞甲基膦酸0.05-0.1份、水100-200份。
其制備方法包括如下步驟：
(1)向聚丙烯酸鈉中加入N-羥甲基丙烯酰胺、納米陶瓷膠粉和氨基三亞甲基膦酸，并以5℃/min的升溫速度升溫至75-80℃保溫混合15-30min，繼續(xù)以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫混合15-30min，然后自然冷卻至室溫，即得物料I；
(2)向水中加入納米二氧化鈦改性泊洛沙姆和羥丙基甲基纖維素，攪拌溶解完全后靜置15-30min，再加入水解聚馬來酸酐和海藻酸鈉，并以5℃/min的升溫速度升溫至回流狀態(tài)保溫混合10-15min，然后自然冷卻至室溫，即得物料II；
(3)向物料II中加入葡萄糖酸鈉和L-天門冬氨酸鈣，充分混合后于微波頻率2450MHz、輸出功率700W下微波處理5-10min，再加入物料I和聚乙烯吡咯烷酮，混合均勻后繼續(xù)微波處理3-5min，所得混合液經(jīng)自然冷卻至室溫后送入球磨機(jī)中，研磨3-5h后過篩除去不溶物，所得濾液即為水性泡孔調(diào)整劑。
所述納米二氧化鈦改性泊洛沙姆由泊洛沙姆經(jīng)納米二氧化鈦并輔以助劑改性而成，其制備方法為：將泊洛沙姆以5℃/min的升溫速度升溫至75-80℃保溫研磨5-10min，再加入納米二氧化鈦、陰離子聚丙烯酰胺和聚二甲基二烯丙基氯化銨，繼續(xù)以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫研磨15-30min，并以5℃/min的降溫速度降溫至0-5℃保溫靜置2-3h，然后加入氫化蓖麻油和聚乙烯醇縮丁醛，再次以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫研磨15-30min，待自然冷卻至45-50℃后向所得混合物中加入70-75℃熱水，攪拌使混合物充分溶解，過篩除去不溶物，所得濾液送入噴霧干燥機(jī)中，干燥所得顆粒經(jīng)超微粉碎機(jī)制成微粉，即得納米二氧化鈦改性泊洛沙姆。
所述泊洛沙姆、納米二氧化鈦、陰離子聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化銨、氫化蓖麻油、聚乙烯醇縮丁醛和熱水的質(zhì)量比為15-20∶3-5∶0.5-1∶0.3-0.5∶0.1-0.2∶0.05-0.1∶50-80。
泊洛沙姆經(jīng)上述改性處理后，在增強(qiáng)其表面活性的同時(shí)顯著減少其溶于水后產(chǎn)生的泡沫。
所述納米陶瓷膠粉由如下重量份數(shù)的原料制成：陶瓷微粉3-5份、氫化松香季戊四醇酯2-3份、烯丙基縮水甘油醚2-3份、六羥甲基三聚氰胺六甲醚1-2份、C5加氫石油樹脂1-2份、微晶蠟0.5-1份、松節(jié)油0.5-1份、馬來酸酐接枝相容劑0.05-0.1份，其具體制備方法為：向氫化松香季戊四醇酯中加入烯丙基縮水甘油醚和C5加氫石油樹脂，并以5℃/min的升溫速度升溫至115-120℃保溫混合15-30min，再加入微晶蠟和馬來酸酐接枝相容劑，繼續(xù)在115-120℃保溫混合15-30min，待以10℃/min的降溫速度降溫至50-60℃后加入陶瓷微粉、六羥甲基三聚氰胺六甲醚和松節(jié)油，充分混合，所得混合物轉(zhuǎn)入-5-0℃環(huán)境中靜置1-2h，最后送入納米研磨機(jī)中，經(jīng)充分研磨后制得粒徑在30-50nm的納米陶瓷膠粉。
納米納米陶瓷膠粉的制備與添加，能有效促進(jìn)泡孔調(diào)整劑組分與水性合成革制備漿料的充分共混相容，從而協(xié)同提高所制合成革的使用性能。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所制水性泡孔調(diào)整劑以水作為溶劑，避免使用有機(jī)溶劑存在的使用安全性和污染環(huán)境的問題，同時(shí)能與水性聚氨酯漿料很好地共混相容，防止出現(xiàn)團(tuán)聚或沉降現(xiàn)象；并且該水性泡孔調(diào)整劑能顯著增強(qiáng)水向聚氨酯樹脂的浸入滲透能力，加快DMF的擴(kuò)散速度，使聚氨酯膜的凝固速度加快，以產(chǎn)生疏松、均勻、細(xì)密的微孔結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品厚度保持率，從而有利于提高壓花效果，使花紋明顯突出且不變型，以及增強(qiáng)聚氨酯膜的回彈性、透氣性和透濕性。
具體實(shí)施方式：
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
實(shí)施例1
(1)向5份聚丙烯酸鈉中加入0.5份N-羥甲基丙烯酰胺、0.5份納米陶瓷膠粉和0.05份氨基三亞甲基膦酸，并以5℃/min的升溫速度升溫至75-80℃保溫混合15min，繼續(xù)以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫混合15min，然后自然冷卻至室溫，即得物料I；
(2)向100份水中加入20份納米二氧化鈦改性泊洛沙姆和5份羥丙基甲基纖維素，攪拌溶解完全后靜置30min，再加入3份水解聚馬來酸酐和1份海藻酸鈉，并以5℃/min的升溫速度升溫至回流狀態(tài)保溫混合10min，然后自然冷卻至室溫，即得物料II；
(3)向物料II中加入0.15份葡萄糖酸鈉和0.15份L-天門冬氨酸鈣，充分混合后于微波頻率2450MHz、輸出功率700W下微波處理5min，再加入物料I和2份聚乙烯吡咯烷酮，混合均勻后繼續(xù)微波處理5min，所得混合液經(jīng)自然冷卻至室溫后送入球磨機(jī)中，研磨5h后過篩除去不溶物，所得濾液即為水性泡孔調(diào)整劑。
納米二氧化鈦改性泊洛沙姆的制備：將15份泊洛沙姆以5℃/min的升溫速度升溫至75-80℃保溫研磨10min，再加入3份納米二氧化鈦、0.5份陰離子聚丙烯酰胺和0.3份聚二甲基二烯丙基氯化銨，繼續(xù)以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫研磨30min，并以5℃/min的降溫速度降溫至0-5℃保溫靜置2h，然后加入0.15份氫化蓖麻油和0.1份聚乙烯醇縮丁醛，再次以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫研磨30min，待自然冷卻至45-50℃后向所得混合物中加入60份70-75℃熱水，攪拌使混合物充分溶解，過篩除去不溶物，所得濾液送入噴霧干燥機(jī)中，干燥所得顆粒經(jīng)超微粉碎機(jī)制成微粉，即得納米二氧化鈦改性泊洛沙姆。
納米陶瓷膠粉的制備：向3份氫化松香季戊四醇酯中加入2份烯丙基縮水甘油醚和1份C5加氫石油樹脂，并以5℃/min的升溫速度升溫至115-120℃保溫混合30min，再加入1份微晶蠟和0.05份馬來酸酐接枝相容劑，繼續(xù)在115-120℃保溫混合15min，待以10℃/min的降溫速度降溫至50-60℃后加入5份陶瓷微粉、1份六羥甲基三聚氰胺六甲醚和0.5份松節(jié)油，充分混合，所得混合物轉(zhuǎn)入-5-0℃環(huán)境中靜置2h，最后送入納米研磨機(jī)中，經(jīng)充分研磨后制得粒徑在30-50nm的納米陶瓷膠粉。
實(shí)施例2
(1)向3份聚丙烯酸鈉中加入0.5份N-羥甲基丙烯酰胺、0.5份納米陶瓷膠粉和0.1份氨基三亞甲基膦酸，并以5℃/min的升溫速度升溫至75-80℃保溫混合15min，繼續(xù)以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫混合15min，然后自然冷卻至室溫，即得物料I；
(2)向100份水中加入20份納米二氧化鈦改性泊洛沙姆和5份羥丙基甲基纖維素，攪拌溶解完全后靜置30min，再加入2份水解聚馬來酸酐和1份海藻酸鈉，并以5℃/min的升溫速度升溫至回流狀態(tài)保溫混合10min，然后自然冷卻至室溫，即得物料II；
(3)向物料II中加入0.3份葡萄糖酸鈉和0.1份L-天門冬氨酸鈣，充分混合后于微波頻率2450MHz、輸出功率700W下微波處理5min，再加入物料I和1份聚乙烯吡咯烷酮，混合均勻后繼續(xù)微波處理5min，所得混合液經(jīng)自然冷卻至室溫后送入球磨機(jī)中，研磨5h后過篩除去不溶物，所得濾液即為水性泡孔調(diào)整劑。
納米二氧化鈦改性泊洛沙姆的制備：將20份泊洛沙姆以5℃/min的升溫速度升溫至75-80℃保溫研磨5min，再加入5份納米二氧化鈦、0.5份陰離子聚丙烯酰胺和0.3份聚二甲基二烯丙基氯化銨，繼續(xù)以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫研磨30min，并以5℃/min的降溫速度降溫至0-5℃保溫靜置2h，然后加入0.2份氫化蓖麻油和0.05份聚乙烯醇縮丁醛，再次以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫研磨30min，待自然冷卻至45-50℃后向所得混合物中加入80份70-75℃熱水，攪拌使混合物充分溶解，過篩除去不溶物，所得濾液送入噴霧干燥機(jī)中，干燥所得顆粒經(jīng)超微粉碎機(jī)制成微粉，即得納米二氧化鈦改性泊洛沙姆。
納米陶瓷膠粉的制備：向2份氫化松香季戊四醇酯中加入2份烯丙基縮水甘油醚和1份C5加氫石油樹脂，并以5℃/min的升溫速度升溫至115-120℃保溫混合30min，再加入0.5份微晶蠟和0.05份馬來酸酐接枝相容劑，繼續(xù)在115-120℃保溫混合15min，待以10℃/min的降溫速度降溫至50-60℃后加入5份陶瓷微粉、1份六羥甲基三聚氰胺六甲醚和0.5份松節(jié)油，充分混合，所得混合物轉(zhuǎn)入-5-0℃環(huán)境中靜置2h，最后送入納米研磨機(jī)中，經(jīng)充分研磨后制得粒徑在30-50nm的納米陶瓷膠粉。
對照例1
(1)向3份聚丙烯酸鈉中加入0.5份N-羥甲基丙烯酰胺、0.5份納米陶瓷粉和0.1份氨基三亞甲基膦酸，并以5℃/min的升溫速度升溫至75-80℃保溫混合15min，繼續(xù)以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫混合15min，然后自然冷卻至室溫，即得物料I；
(2)向100份水中加入20份納米二氧化鈦改性泊洛沙姆和5份羥丙基甲基纖維素，攪拌溶解完全后靜置30min，再加入2份水解聚馬來酸酐和1份海藻酸鈉，并以5℃/min的升溫速度升溫至回流狀態(tài)保溫混合10min，然后自然冷卻至室溫，即得物料II；
(3)向物料II中加入0.3份葡萄糖酸鈉和0.1份L-天門冬氨酸鈣，充分混合后于微波頻率2450MHz、輸出功率700W下微波處理5min，再加入物料I和1份聚乙烯吡咯烷酮，混合均勻后繼續(xù)微波處理5min，所得混合液經(jīng)自然冷卻至室溫后送入球磨機(jī)中，研磨5h后過篩除去不溶物，所得濾液即為水性泡孔調(diào)整劑。
納米二氧化鈦改性泊洛沙姆的制備：將20份泊洛沙姆以5℃/min的升溫速度升溫至75-80℃保溫研磨5min，再加入5份納米二氧化鈦、0.5份陰離子聚丙烯酰胺和0.3份聚二甲基二烯丙基氯化銨，繼續(xù)以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫研磨30min，并以5℃/min的降溫速度降溫至0-5℃保溫靜置2h，然后加入0.2份氫化蓖麻油和0.05份聚乙烯醇縮丁醛，再次以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫研磨30min，待自然冷卻至45-50℃后向所得混合物中加入80份70-75℃熱水，攪拌使混合物充分溶解，過篩除去不溶物，所得濾液送入噴霧干燥機(jī)中，干燥所得顆粒經(jīng)超微粉碎機(jī)制成微粉，即得納米二氧化鈦改性泊洛沙姆。
對照例2
(1)向3份聚丙烯酸鈉中加入0.5份N-羥甲基丙烯酰胺、0.5份納米陶瓷膠粉和0.1份氨基三亞甲基膦酸，并以5℃/min的升溫速度升溫至75-80℃保溫混合15min，繼續(xù)以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫混合15min，然后自然冷卻至室溫，即得物料I；
(2)向100份水中加入20份泊洛沙姆和5份羥丙基甲基纖維素，攪拌溶解完全后靜置30min，再加入2份水解聚馬來酸酐和1份海藻酸鈉，并以5℃/min的升溫速度升溫至回流狀態(tài)保溫混合10min，然后自然冷卻至室溫，即得物料II；
(3)向物料II中加入0.3份葡萄糖酸鈉和0.1份L-天門冬氨酸鈣，充分混合后于微波頻率2450MHz、輸出功率700W下微波處理5min，再加入物料I和1份聚乙烯吡咯烷酮，混合均勻后繼續(xù)微波處理5min，所得混合液經(jīng)自然冷卻至室溫后送入球磨機(jī)中，研磨5h后過篩除去不溶物，所得濾液即為水性泡孔調(diào)整劑。
納米陶瓷膠粉的制備：向2份氫化松香季戊四醇酯中加入2份烯丙基縮水甘油醚和1份C5加氫石油樹脂，并以5℃/min的升溫速度升溫至115-120℃保溫混合30min，再加入0.5份微晶蠟和0.05份馬來酸酐接枝相容劑，繼續(xù)在115-120℃保溫混合15min，待以10℃/min的降溫速度降溫至50-60℃后加入5份陶瓷微粉、1份六羥甲基三聚氰胺六甲醚和0.5份松節(jié)油，充分混合，所得混合物轉(zhuǎn)入-5-0℃環(huán)境中靜置2h，最后送入納米研磨機(jī)中，經(jīng)充分研磨后制得粒徑在30-50nm的納米陶瓷膠粉。
實(shí)施例3
將等量實(shí)施例1、實(shí)施例2、對照例1、對照例2所制水性泡孔調(diào)整劑添加到水性聚氨酯漿料中(如表1所示)，設(shè)置不添加水性泡孔調(diào)整劑的對照例3，并經(jīng)相同加工工藝制得聚氨酯合成革，再對制得的合成革進(jìn)行性能測定，結(jié)果如表2所示。
表1 水性聚氨酯漿料配方
表2 經(jīng)加工所制合成革的使用性能
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。