用于沙發(fā)革濕法浸漬貝斯的陰離子水性聚氨酯樹脂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水性聚氨酯樹脂技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及用于沙發(fā)革濕法浸漬貝斯的陰離 子水性聚氨酯樹脂。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前大規(guī)模生產(chǎn)的沙發(fā)革貝斯主要由溶劑型樹脂制成。而制作溶劑型樹脂的有機(jī) 溶劑，具有有毒、易揮發(fā)、對(duì)環(huán)境和人體有危害的特性，特別用于制作沙發(fā)革、服裝革類產(chǎn)品 時(shí)，對(duì)人體的危害體現(xiàn)的更為明顯。
[0003] 水性聚氨酯是以水代替有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的新型聚氨酯體系，也稱水分散聚 氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水為溶劑，無(wú)污染、安全可靠、機(jī)械性能優(yōu) 良、相容性好、易于改性。水性聚氨酯制成的產(chǎn)品具有溶劑型濕法合成革貝斯的基本結(jié)構(gòu)， 手感與物性接近溶劑型合成革貝斯，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
[0004] 用于制作水性聚氨酯沙發(fā)革貝斯的產(chǎn)品具有傳統(tǒng)溶劑型聚氨酯沙發(fā)革貝斯的手 感及物性性能，同時(shí)具備傳統(tǒng)溶劑型聚氨酯沙發(fā)革貝斯所不具有的環(huán)保性能以及滿足人們 逐漸增長(zhǎng)的家居環(huán)保要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)毒、性能良好的用于沙發(fā)革濕法浸漬貝 斯的陰離子水性聚氨酯樹脂。
[0006] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所述的用于沙發(fā)革濕法浸漬貝斯的陰離子水性聚氨酯樹 月旨，其特征在于:該水性聚氨酯樹脂包括以下重量份的原料:多元醇70~200份;多異氰酸酯 15~50份;親水化合物1~20份;擴(kuò)鏈劑1~18份;成鹽劑1~8份;硅烷偶聯(lián)劑2~9份。
[0007] 所述多元醇是指分子量為1000~3000的聚四氫呋喃醚多元醇、聚環(huán)氧乙烷多元醇、 聚環(huán)氧丙烷多元醇、端羥基聚丁二烯、聚硅氧烷多元醇、聚丙二醇多元醇中的一種或幾種。
[0008] 所述多異氰酸酯是指甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰 酸酯、1，6_己二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、萘-1，5-二異氰酸酯、多亞甲基多苯基異 氰酸酯、四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯、甲基環(huán)己基二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸 酯、4，4 二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯中的一種或幾種。
[0009 ]所述親水化合物是指2，2-二羥甲基丙酸、2，2-二羥甲基丁酸的一種或兩種。
[0010]所述擴(kuò)鏈劑是指異佛爾酮二胺、間苯二甲胺、乙二胺中的一種或幾種。
[0011]所述成鹽劑是指三乙胺或濃度為〇. 5mol/L的氨水。
[0012] 所述硅烷偶聯(lián)劑是指Ν-(β-氨乙基)-γ -氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ -氨丙基二 乙氧基硅烷、γ -（2,3_環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、硅烷偶聯(lián)劑G-570中的一種或幾種。
[0013] 如上所述的用于沙發(fā)革濕法浸漬貝斯的陰離子水性聚氨酯樹脂的制備方法，包括 以下步驟： ⑴按配比稱重； ⑵將多元醇加熱至1〇〇°〇110°C脫水0.5~1.5h，然后降溫至45~55°C，再加入多異氰酸 酯，升溫至85~95°C，并在該溫度下保溫反應(yīng)1.5~2.5 h;之后降溫至45~55°C，加入親水化合 物，并加入容器內(nèi)固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%的丙酮;其次升溫至75~85°C反應(yīng)1.5~3.5 h，之后降溫至 45~55°C，此時(shí)加入0.2~0.4g的有機(jī)鉍催化劑和固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%的丙酮，升溫至65~75°C反 應(yīng)2.5~4h;反應(yīng)結(jié)束測(cè)定NCO含量，直至NCO達(dá)到理論值，最后加入容器內(nèi)固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)55% 的丙酮，降溫至40~50°C加入硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng)10~30分鐘，得到水性聚氨酯預(yù)聚體； (3)將成鹽劑加入所述水性聚氨酯預(yù)聚體中，在800~1000r/min情況下進(jìn)行中和反應(yīng)，以 1500~3000r/min的速率攪拌加入所述水性聚氨酯預(yù)聚體中固體份質(zhì)量的1.5~3.5倍的去離 子水，并加入擴(kuò)鏈劑，再以800~lOOOr/min的速率攪拌5~30分鐘，得到含丙酮的陰離子水性 聚氣醋半成品； ⑷所述含丙酮的陰離子水性聚氨酯半成品經(jīng)減壓蒸餾出丙酮，即得用于服裝革濕法浸 漬貝斯的陰離子水性聚氨酯樹脂。
[0014] 所述步驟⑷中減壓蒸餾的條件是指壓力為-0.09MPa~-0.1 MPa。
[0015] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、本發(fā)明水性聚氨酯原料組分及產(chǎn)品中均不含有甲醛、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮 (MEK)、乙酸、乙酯和二甲基甲酰胺等有機(jī)物，因此，無(wú)毒環(huán)保，減輕對(duì)環(huán)境的污染和保持生 產(chǎn)車間的健康。
[0016] 2、本發(fā)明采用硅烷偶聯(lián)劑后擴(kuò)鏈加入方式。通過(guò)化學(xué)結(jié)合理論，硅烷偶聯(lián)劑可以 和異氰酸酯形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵，可以顯著提高分子鏈段的機(jī)械性能;硅烷偶聯(lián)劑能與織物 表面作用形成共價(jià)鍵，起著無(wú)機(jī)相與有機(jī)相之間連接的橋梁作用。通過(guò)可變層理論，偶聯(lián)劑 在聚合物和填料之間形成一層比分子層厚的多的撓性樹脂層，該層能松弛界面應(yīng)力，阻止 界面裂縫的擴(kuò)展，因而改善了界面的結(jié)合強(qiáng)度，提高了材料的機(jī)械性能。因此，本發(fā)明中的 硅烷偶聯(lián)劑對(duì)于樹脂所制成的貝斯材料的剝離和耐屈撓有著很好的提高作用。
[0017] 3、采用本發(fā)明產(chǎn)品按照下述方法制備的沙發(fā)革貝斯產(chǎn)品在耐黃變、觸感、耐屈撓、 剝離、貝斯外觀、耐水解等方面均有良好的性能體現(xiàn)(參見(jiàn)表1)。制備方法如下： ① 將實(shí)施例中的1-3號(hào)樣品加入發(fā)泡劑K12 (濟(jì)南碩昌化工）、泡沫穩(wěn)定劑207 (青 島中寶化工）、增稠劑3220(深圳海川化工）、pH調(diào)節(jié)穩(wěn)定劑AMP-95(廣東順德世邦佳明化 工）、固化劑3099(德國(guó)拜耳）、水性色漿(吳江金峰化工）和填料木質(zhì)纖維素（鄭州銀鶴糊 精），機(jī)械發(fā)泡混合制成水性漿料； ② 將基布分別浸漬于稀釋15倍數(shù)的實(shí)施例中的1-3號(hào)樣品，后經(jīng)5%氯化鈉水溶液凝固， 置于120Γ的烘箱中烘干； ③ 將水性漿料直接涂覆在步驟②經(jīng)過(guò)處理的基布上，通過(guò)凝聚、水洗、烘干的方式，制 得沙發(fā)革貝斯。
[0018] 表1本發(fā)明所得產(chǎn)品制得的沙發(fā)革貝斯的檢測(cè)技術(shù)指標(biāo)
4、本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，容易控制，生產(chǎn)安全性大大提高，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 實(shí)施例1用于沙發(fā)革濕法浸漬貝斯的陰離子水性聚氨酯樹脂，該水性聚氨酯樹 脂包括以下重量份的原料：多元醇190g;多異氰酸酯39g;親水化合物5 g;擴(kuò)鏈劑5 g;成鹽 劑4 g;硅烷偶聯(lián)劑8 g。
[0020] 其中：多元醇是指分子量為1000~3000的聚丙二醇多元醇。多異氰酸酯是指異佛爾 酮二異氰酸酯、1，6_己二異氰酸酯、4,4'_二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯，其質(zhì)量比為1.8:1:2。 親水化合物是指2,2_二羥甲基丙酸。擴(kuò)鏈劑是指乙二胺。成鹽劑是指三乙胺。硅烷偶聯(lián)劑是 指Ν-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ -氨丙基三乙氧基硅烷，其質(zhì)量比為1: 1.2〇
[0021] 該用于沙發(fā)革濕法浸漬貝斯的陰離子水性聚氨酯樹脂的制備方法，包括以下步 驟： ⑴按配比稱重； ⑵將多元醇加熱至1〇〇°〇110°C脫水0.5~1.5h，然后降溫至45~55°C，再加入多異氰酸 酯，升溫至85~95°C，并在該溫度下保溫反應(yīng)1.5~2.5 h;之后降溫至45~55°C，加入親水化合 物，并加入容器內(nèi)固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%的丙酮;其次升溫至75~85°C反應(yīng)1.5~3.5 h，之后降溫至 45~55°C，此時(shí)加入0.2~0.4g的有機(jī)鉍催化劑和固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%的丙酮，升溫至65~75°C反 應(yīng)2.5~4h;反應(yīng)結(jié)束測(cè)定NCO含量，直至NCO達(dá)到理論值，最后加入容器內(nèi)固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)55% 的丙酮，降溫至40~50°C加入硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng)10~30分鐘，得到水性聚氨酯預(yù)聚體； (3)將成鹽劑加入水性聚氨酯預(yù)聚體中，在800~1000r/min情況下進(jìn)行中和反應(yīng)，以1500 ~3000r/min的速率攪拌加入水性聚氨酯預(yù)聚體中固體份質(zhì)量的1.5~3.5倍的去離子水，并 加入擴(kuò)鏈劑，再以800~1000r/min的速率攪拌5~30分鐘，得到含丙酮的陰離子水性聚氨酯半 成品； ⑷含丙酮的陰離子水性聚氨酯半成品在壓力為-〇. 〇9MPa~-〇. IMPa的條件下經(jīng)減壓蒸 餾出丙酮，即得用于服裝革濕法浸漬貝斯的陰離子水性聚氨酯樹脂。
[0022] 實(shí)施例2用于沙發(fā)革濕法浸漬貝斯的陰離子水性聚氨酯樹脂，該水性聚氨酯樹 脂包括以下重量份的原料:多元醇200g;多異氰酸酯50g;親水化合物4g;擴(kuò)鏈劑6 g;成鹽劑 5 g;硅烷偶聯(lián)劑6 g。
[0023] 其中：多元醇是指分子量為1000~3000的聚四氫呋喃醚多元醇。多異氰酸酯是指異 佛爾酮二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯，其質(zhì)量比為1:1.2。親水化合物是指2,2_二羥 甲基丁酸。擴(kuò)鏈劑是指異佛爾酮二胺。成鹽劑是指三乙胺。硅烷偶聯(lián)劑是指Ν-(β_氨乙基)_ γ -氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ -氨丙基三乙氧基硅烷，其質(zhì)量比為1:1.2。
[0024] 該用于沙發(fā)革濕法浸漬貝斯的陰離子水性聚氨酯樹脂的制備方法同實(shí)施例1。
[0025] 實(shí)施例3用于沙發(fā)革濕法浸漬貝斯的陰離子水性聚氨酯樹脂，該水性聚氨酯樹 脂包括以下重量份的原料:多元醇185g;多異氰酸酯45g;親水化合物4g;擴(kuò)鏈劑6 g;成鹽劑 5 g;硅烷偶聯(lián)劑6 g。
[0026] 其中：多元醇是指分子量為1000~3000的聚環(huán)氧丙烷多元醇。多異氰酸酯是指四甲 基苯二亞甲基二異氰酸酯。親水化合物是指2,2_二羥甲基丁酸。擴(kuò)鏈劑是指間苯二甲胺。成 鹽劑是指二乙胺。硅烷偶聯(lián)劑是指氨乙基γ -氨丙基甲基二甲氧基硅烷。
[0027] 該用于沙發(fā)革濕法浸漬貝斯的陰離子水性聚氨酯樹脂的制備方法同實(shí)施例1。
[0028] 實(shí)施例4用于沙發(fā)革濕法浸漬貝斯的陰離子水性聚氨酯樹脂，該水性聚氨酯樹 脂包括以下重量份的原料:多元醇70 g;多異氰酸酯15 g;親水化合物1 g;擴(kuò)鏈劑1 g;成鹽 劑1 g;硅烷偶聯(lián)劑2 g。
[0029] 其中：多元醇是指分子量為1000~3000的聚環(huán)氧乙烷多元醇。多異氰酸酯是指甲苯 二異氰酸酯。親水化合物是指2,2_二羥甲基丙酸。擴(kuò)鏈劑是指異佛爾酮二胺。成鹽劑是指濃 度為0.5mol/L的氨水。硅烷偶聯(lián)劑是指γ -氨丙基三乙氧基硅烷。
[0030] 該用于沙發(fā)革濕法浸漬貝斯的陰離子水性聚氨酯樹脂的制備方法同實(shí)施例1。
[0031] 實(shí)施例5用于沙發(fā)革濕法浸漬貝斯的陰離子水性聚氨酯樹脂，該水性聚氨酯樹 脂包括以下重量份的原料：多元醇100 g;多異氰酸酯40 g;親水化合物20 g;擴(kuò)鏈劑18 g; 成鹽劑8 g;硅烷偶聯(lián)劑9 g。
[0032] 其中：多元醇是指分子量為1000~3000的端羥基聚丁二烯。多異氰酸酯是指異佛爾 酮二異氰酸酯。親水化合物是指2,2_二羥甲基丁酸。擴(kuò)鏈劑是指間苯二甲胺。成鹽劑是指濃 度為0.5mol/L的氨水。硅烷偶聯(lián)劑是指γ -（2，3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷。
[0033]該用于沙發(fā)革濕法浸漬貝斯的陰離子水性聚氨酯樹脂的制備方法同實(shí)施例1。 [0034]實(shí)施例6用于沙發(fā)革濕法浸漬貝斯的陰離子水性聚氨酯樹脂，該水性聚氨酯樹 脂包括以