一种环保合成革用水性聚氨酯面层树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保合成革用水性聚氨酯面层树脂及其制备方法，所述水性聚氨酯面层树脂包括：二异氰酸酯7

【技术实现步骤摘要】
一种环保合成革用水性聚氨酯面层树脂及其制备方法


[0001]本专利技术属于合成革所用树脂
，尤其涉及一种环保合成革用水性聚氨酯面层树脂及其制备方法。

技术介绍

[0002]21世纪以来，合成革制品以其优异的性能和绚丽的外观成功应用在沙发，服装，鞋材，电子包装，装饰等各个领域，但是传统的合成革制品还是采用大量的DMF、丁酮、乙酸乙酯等有毒有害溶剂，在环保，绿色制造的背景下，合成革行业也迎来了新一代的环保合成革产品：水性无溶剂合成革。即采用水性聚氨酯面层树脂搭配无溶剂发泡层，贴合环保基材制备。
[0003]但是由于水性聚氨酯树脂与无溶剂双组份发泡层的结合力较差而导致剥离强度偏低，甚至无溶剂层与面层直接脱层等问题，限制了水性无溶剂合成革生产应用。有研究者通过研究发现，这种面底脱层现象跟水性聚氨酯中引入的二羟甲基丙酸(DMPA)有关，当水性聚氨酯烘干成膜后，面层聚氨酯呈现弱酸性，会影响双组份无溶剂发泡层的分子链增长。
[0004]在这种理论的基础上，中国专利CN10835401B公开了一种与双组份无溶剂层结合好的水性聚氨酯面层树脂，该专利中，所述水性聚氨酯采用非离子亲水性扩链剂和自制的磺酸钠盐聚合物多元醇作为原料制得，虽然避开了DMPA对水性聚氨酯面层的影响，但是由于磺酸钠盐单体熔点高，极性强，溶解性差，磺酸钠盐聚合物多元醇合成的稳定性一直是国内行业的难题。虽然采用非离子亲水性扩链剂和自制的磺酸钠盐聚合物多元醇合成水性聚氨酯烘干成膜后不会成弱酸性，搭配有些双组份无溶剂层剥离尚可，但是当遇到一些双组份无溶剂层中含有延时类酸性催化剂时仍会产生剥离偏低的问题。中国专利CN112521581A亦公开了一种与无溶剂层结合好的水性聚氨酯面层树脂，该专利中，后扩链采用带有羟基的二胺扩链剂N，N'
‑
双(2
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羟乙基)乙二胺来制备水性聚氨酯面层树脂，通过在分子链中引入可与无溶剂层发生反应的活泼性羟基提高无溶剂层与水性聚氨酯面层的剥离强度。但水性聚氨酯合成领域的技术人员都有个共识，乳化后的后扩链效率一般很低，并且绝大多数的水性聚氨酯树脂分子链上都含有较多的氨基，羟基，因此单独通过后扩链引入少量的活泼性羟基对提高无溶剂层与水性聚氨酯面层的剥离强度有多大的帮助还需要进一步考证。

技术实现思路

[0005]基于上述技术问题，本专利技术提出了一种环保合成革用水性聚氨酯面层树脂及其制备方法，所述水性聚氨酯面层树脂不但具有优异的耐水解性和耐热性，更是解决了现有水性聚氨酯面层与无溶剂中间层结合不牢，剥离强度低的问题。
[0006]本专利技术提出的一种环保合成革用水性聚氨酯面层树脂，包括如下质量百分比的原料：二异氰酸酯7
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11％、聚合物二元醇17
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22％、非离子型亲水扩链剂0.9
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1.5％、叔胺型多元醇扩链剂0.5
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0.7％、小分子二元醇扩链剂0.7
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1.0％、小分子二元胺扩链剂0.1
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0.4％、催化剂0.002
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0.005％、稀释剂6
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12％、去离子水55
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65％。
[0007]本专利技术中，采用非离子型亲水扩链剂和叔胺型多元醇扩链剂复配作为扩链剂来合成得到水性聚氨酯面层树脂，既避免了羧酸盐或磺酸盐等阴离子对乳液带来的弱酸性影响，又能使得水性聚氨酯面层树脂呈弱碱性，从而促进双组份无溶剂发泡层的分子链增长反应，并在面层和发泡层之间形成化学键合作用，从而极大提高了水性聚氨酯面层与无溶剂中间层的结合力以及剥离强度。
[0008]优选地，所述二异氰酸酯为芳香族二异氰酸酯和/或脂肪族二异氰酸酯；
[0009]优选地，所述二异氰酸酯为芳香族二异氰酸酯和脂肪族二异氰酸酯的混合物，且芳香族二异氰酸酯和脂肪族二异氰酸酯的摩尔比为1:1
‑
2；
[0010]优选地，所述芳香族二异氰酸酯为2，4
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二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4
‑
甲苯二异氰酸酯或对苯二异氰酸酯中的至少一种；所述脂肪族二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或4，4
‑
二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。
[0011]本专利技术中，专利技术人发现采用芳香族二异氰酸酯和脂肪族二异氰酸酯复配作为二异氰酸酯时，所得水性聚氨酯面层树脂与无溶剂中间层树脂在分子匹配和相互吸引以及结晶上更具优势，因此同样提高了水性聚氨酯面层与无溶剂中间层的结合力以及氢键作用，同时由于水性聚氨酯分子链中引入了芳香族二异氰酸酯，所得聚氨酯皮膜具有更优异的力学性能以及耐磨性能。并且当芳香族二异氰酸酯和脂肪族二异氰酸酯的摩尔比为1:1
‑
2时，所得水性聚氨酯面层树脂与无溶剂发泡层树脂的匹配效果最佳，二者之间的剥离强度也更大。
[0012]优选地，所述聚合物二元醇为聚醚二元醇和/或聚酯二元醇；
[0013]优选地，所述聚合物二元醇为聚醚二元醇和聚酯二元醇的混合物，且聚醚二元醇和聚酯二元醇的质量比为2
‑
3:1；
[0014]优选地，所述聚合物二元醇的数均分子量为1500
‑
2500g/mol；
[0015]优选地，所述聚醚二元醇为聚四氢呋喃二醇、聚乙二醇或聚丙二醇中的至少一种，所述聚酯二元醇为聚碳酸酯二醇、聚己二酸
‑
1，4
‑
丁二醇酯二醇或、聚己二酸
‑
乙二醇酯二醇中的至少一种。
[0016]优选地，所述非离子型亲水扩链剂为“Y”型结构的二端羟基聚醚，具体结构示意可参照图1所示；
[0017]优选地，所述非离子型亲水扩链剂为YmerN120。
[0018]优选地，所述叔胺型多元醇扩链剂为N
‑
甲基二乙醇胺、N
‑
乙基二乙醇胺或N
‑
丙基二乙醇胺中的至少一种；
[0019]优选地，所述叔胺型多元醇扩链剂与非离子型亲水扩链剂的质量比为1:1.7
‑
2.4。
[0020]本专利技术中，专利技术人发现，相对于仲胺型多元醇扩链剂，叔胺型多元醇扩链剂所提供的碱性适宜，因此能够有效促进双组份无溶剂中间层的分子链增长反应，从而提高所得水性聚氨酯面层与无溶剂中间层之间的结合力以及剥离强度；并且当将非离子型亲水扩链剂和叔胺型多元醇扩链剂复配使用时，为了使所得水性聚氨酯面层树脂中与双组份中间层的结合力最佳，需要对非离子型亲水扩链剂和叔胺型多元醇扩链剂的配比进行适宜控制，具体限定所述叔胺型多元醇扩链剂与非离子型亲水扩链剂的质量比为1:1.7
‑
2.4。
[0021]优选地，所述小分子二元醇扩链剂为乙二醇、1，2
‑
丙二醇、1，4
‑
丁二醇或新戊二醇中的至少一种；所述小分子二元胺扩链剂为乙二胺、丙二胺、异佛尔酮二胺或己二胺中的至
少一种。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保合成革用水性聚氨酯面层树脂，其特征在于，包括如下质量百分比的原料：二异氰酸酯7
‑
11％、聚合物二元醇17
‑
22％、非离子型亲水扩链剂0.9
‑
1.5％、叔胺型多元醇扩链剂0.5
‑
0.7％、小分子二元醇扩链剂0.7
‑
1.0％、小分子二元胺扩链剂0.1
‑
0.4％、催化剂0.002
‑
0.005％、稀释剂6
‑
12％、去离子水55
‑
65％。2.根据权利要求1所述环保合成革用水性聚氨酯面层树脂，其特征在于，所述二异氰酸酯为芳香族二异氰酸酯和/或脂肪族二异氰酸酯；优选地，所述二异氰酸酯为芳香族二异氰酸酯和脂肪族二异氰酸酯的混合物，且芳香族二异氰酸酯和脂肪族二异氰酸酯的摩尔比为1:1
‑
2；优选地，所述芳香族二异氰酸酯为2，4
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4
‑
甲苯二异氰酸酯或对苯二异氰酸酯中的至少一种；所述脂肪族二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或4，4
‑
二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述环保合成革用水性聚氨酯面层树脂，其特征在于，所述聚合物二元醇为聚醚二元醇和/或聚酯二元醇；优选地，所述聚合物二元醇为聚醚二元醇和聚酯二元醇的混合物，且聚醚二元醇和聚酯二元醇的质量比为2
‑
3:1；优选地，所述聚合物二元醇的数均分子量为1500
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2500g/mol；优选地，所述聚醚二元醇为聚四氢呋喃二醇、聚乙二醇或聚丙二醇中的至少一种，所述聚酯二元醇为聚碳酸酯二醇、聚己二酸
‑
1，4
‑
丁二醇酯二醇或、聚己二酸
‑
乙二醇酯二醇中的至少一种。4.根据权利要求1
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3任一项所述环保合成革用水性聚氨酯面层树脂，其特征在于，所述非离子型亲水扩链剂为“Y”型结构的二端羟基聚醚；优选地，所述非离子型亲水扩链剂为Yme...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹凯凯，张大华，
申请(专利权)人：旭川化学苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：