一種用於服裝革面料的水性聚氨酯及其製備方法與流程

2023-08-06 00:50:56

本發明涉及高分子聚合物領域，具體公開了一種用於服裝革面料的水性聚氨酯及其製備方法。

背景技術：

目前，隨著人們對服裝的消費需求不斷增加，各種具有防水、防油、易去汙的服裝革面料陸續亮相市場，受到消費者的關注和青睞。用於服裝革面料的聚氨酯得到了廣泛的開發，在此類聚氨酯中，水性聚氨酯作為具有優異的化學性質，比如獨特的柔韌性、耐低溫、粘結性和高內聚能等優點，使得水性聚氨酯(WPU)膜製品佔得越來越多的市場需求。水性聚氨酯相關的面料，其不僅具有上述優異的化學性質，還具有環保、無毒的性質，因而獲得廣大客戶的喜愛。但是，目前市場上的大部分水性聚氨酯製備的服裝革面料產品的耐折性能並不突出，容易出現裂紋、脫層現象。因此，亟需開發一種新的水性聚氨酯以改善服裝革面料的耐折性以及耐候性，滿足消費者對服裝革面料的質量的要求。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術的缺陷，提供一種用於服裝革面料的水性聚氨酯及其製備方法，由該水性聚氨酯製備的服裝革面料不僅柔軟，而且具有優異的耐折性。

為了實現以上目的及其他目的，本發明是通過包括以下技術方案實現的：一種水性聚氨酯，包括以下原料組分及重量份：

優選地，所述水性聚氨酯包括以下原料組分及重量份：

優選地，所述多異氰酸酯選自甲苯二異氰酸脂、二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯和二環己基二異氰酸酯中任意一種或者多種。

優選地，所述聚醚多元醇選自聚四氫呋喃醚多元醇和聚氧化丙烯多元醇中的一種或者兩種。

優選地，所述聯萘酚是由萘酚與FeCl3溶液反應製得。所述聯萘酚由以下方法製備而成：將萘酚單體與FeCl3溶液混合後，在50-70℃、pH 7-8條件下反應1-3h，獲得聯萘酚，反應式如下：

優選地，所述第一擴鏈劑選自二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸、二羥甲基戊酸和二羥甲基辛酸中的一種或多種。

更優選地，所述第一擴鏈劑為二羥甲基丙酸。

優選地，所述第二擴鏈劑選自乙二胺、異佛爾酮二胺、1,6-己二胺、1,3-環己二甲胺和間苯二甲胺中的任意一種或多種。

優選地，所述成鹽劑為三乙胺。

優選地，所述催化劑選自有機鋅化合物、有機錫化合物、有機鹼金屬鹽、叔胺及其鹽化合物中任意一種或多種。

本發明公開了一種製備如上述所述的水性聚氨酯的方法，包括以下步驟：1)將所述聚醚多元醇和所述多異氰酸酯在80-90℃下進行預聚反應，反應時間為2-3h；2)再加入所述聯萘酚、所述第一擴鏈劑和所述催化劑在65-80℃下反應5-8h；3)加入成鹽劑中和，然後加入冰水乳化，再加入所述第二擴鏈劑進行後擴鏈反應，減壓蒸餾，獲得水性聚氨酯。

優選地，加入所述第一擴鏈劑同時加入丙酮。

丙酮的作用為調整反應溶液的粘度。丙酮的添加量可根據反應需要酌情添加。所述丙酮在減壓蒸餾階段被蒸餾除去。

在所述步驟1)、2)中，溫度對反應過程的影響較大，需在反應過程中控制溫度。

優選地，所述成鹽劑為胺類助劑，優選為三乙胺，三乙胺為鹼性，可與羧酸生成鹽類，在本發明中用來中和步驟2)中擴鏈反應中第一擴鏈劑的羧酸基團。

在步驟3)中，採用冰水的作用是將後擴鏈反應的溫度控制在低溫範圍，比如5℃，0℃，2℃。

本發明還公開了如上述所述的水性聚氨酯或如上述所述的方法製備的水性聚氨酯在服裝革面料中的用途。

本發明將聯萘酚作為小分子擴鏈劑，由於聯萘酚具有芳香的剛性結構，聯萘酚含有兩個萘基，並且具有很好的對稱性，使得獲得水性聚氨酯製品具有更好的物理機械性能。

綜上所述，本發明提供一種用於服裝革面料的水性聚氨酯及其製備方法，其有益效果為：本發明採用聯萘酚替代現有的小分子擴鏈劑進行擴鏈反應，由於該擴鏈劑具有很好的對稱結構，提高了水性聚氨酯樹脂的耐磨性及耐折性；尤其是，與含有三個羥甲基官能團的三羥甲基丙烷(TMP)作為擴鏈劑製備而成的水性聚氨酯相比，由本發明獲得的水性聚氨酯製備服裝革不僅柔軟，而且具有更好的耐折性。

具體實施方式

下面結合實施例進一步闡述本發明。應理解，實施例僅用於說明本發明，而非限制本發明的範圍。

實施例1

向三口燒瓶中加入95g PPG-3000、20g聚四氫呋喃醚二醇，然後加入26g甲苯二異氰酸脂、14g二苯基甲烷二異氰酸酯加熱至90℃進行預聚反應，反應2h；然後加入2g聯萘酚、5g二羥甲基丙酸和0.3g二丁基月桂酸錫，加熱至70℃進行擴鏈反應，反應3h，加入三乙胺3.7g中和，然後加入冰水乳化，加入5g乙二胺進行後擴鏈反應，攪拌30min後，減壓蒸餾除去體系中的丙酮，獲得水性聚氨酯乳液。

實施例2

向三口燒瓶中加入95g PPG-3000、20g聚四氫呋喃醚二醇，然後加入26g甲苯二異氰酸脂、14g二苯基甲烷二異氰酸酯加熱至90℃進行預聚反應，反應2h；然後加入4g聯萘酚、5g二羥甲基丙酸和0.3g二丁基月桂酸錫，加熱至70℃進行擴鏈反應，反應3h，加入三乙胺3.7g中和，然後加入冰水乳化，加入5g乙二胺進行後擴鏈反應，攪拌30min後，減壓蒸餾除去體系中的丙酮，獲得水性聚氨酯乳液。

實施例3

向三口燒瓶中加入95g PPG-3000、20g聚四氫呋喃醚二醇，然後加入26g甲苯二異氰酸脂、14g二苯基甲烷二異氰酸酯加熱至90℃進行預聚反應，反應2h；然後加入6g聯萘酚、5g二羥甲基丙酸和0.3g二丁基月桂酸錫，加熱至70℃進行擴鏈反應，反應3h，加入三乙胺3.7g中和，然後加入冰水乳化，加入5g乙二胺進行後擴鏈反應，攪拌30min後，減壓蒸餾除去體系中的丙酮，獲得水性聚氨酯乳液。

對比例1

向三口燒瓶中加入95g PPG-3000、20g聚四氫呋喃醚二醇，然後加入26g甲苯二異氰酸脂、14g二苯基甲烷二異氰酸酯加熱至90℃進行預聚反應，反應2h；然後加入6g三羥甲基丙烷、5g二羥甲基丙酸和0.3g二丁基月桂酸錫，加熱至70℃進行擴鏈反應，反應3h，加入三乙胺3.7g中和，然後加入冰水乳化，加入5g乙二胺進行後擴鏈反應，攪拌30min後，減壓蒸餾除去體系中的丙酮，獲得水性聚氨酯乳液。

檢測結果：

將實施例1至3以及對比例1以同樣的工藝製備服裝革面料，根據QBT 2958-2008《服裝用聚氨酯合成革》對服裝革面料的技術性能進行檢測。實施例1至3以及對比例1製備的服裝革面料的性能測試結果如表1所示。

表1實施例1至3以及對比例1製備的服裝革面料的技術性能檢測結果

從表1中看出，由實施例1至3以及對比例1獲得水性聚氨酯製成的服裝革面料的柔軟性較好，實施例1至3的服裝革面料的耐折性優於對比例1，說明加入聯萘酚提高了服裝革面料的耐折性能；並且將服裝革面料置於溫度70℃、空氣相對溼度為95％的烘箱中放置336h後，由實施例1至3以及對比例1獲得水性聚氨酯製成的服裝革面料的表面均未出現開裂、褪色、脫層的現象，但實施例1至3的服裝革面料的耐折性明顯優於對比例1的服裝革面料的耐折性，說明實施例1至3的服裝革面料的耐候性高於對比例1服裝革面料的耐候性。

綜上，本發明採用聯萘酚替代現有的小分子擴鏈劑進行擴鏈反應，由於該擴鏈劑具有很好的對稱結構，提高了水性聚氨酯樹脂的耐磨性及耐折性；與含有三個羥甲基官能團的三羥甲基丙烷(TMP)作為擴鏈劑製備的水性聚氨酯相比，由本發明獲得的水性聚氨酯製備服裝革不僅柔軟，而且具有更好的耐折性和耐候性。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。

以上所述，僅為本發明的較佳實施例，並非對本發明任何形式上和實質上的限制，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明方法的前提下，還將可以做出若干改進和補充，這些改進和補充也應視為本發明的保護範圍。凡熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，當可利用以上所揭示的技術內容而做出的些許更動、修飾與演變的等同變化，均為本發明的等效實施例；同時，凡依據本發明的實質技術對上述實施例所作的任何等同變化的更動、修飾與演變，均仍屬於本發明的技術方案的範圍內。