一種複合面料用聚氨酯熱熔膠及其製備方法與流程
2024-04-13 10:04:05
1.本技術涉及面料加工領域，更具體地說，它涉及一種複合面料用聚氨酯熱熔膠及其製備方法。
背景技術：
2.隨著社會經濟不斷發展，市場對織物風格的要求越來越多樣化，如硬挺、滑爽、豐滿等；目前，在窗簾、箱包布、織帶等織物加工時，要求加工完成後的產品具有一定的硬挺性，尤其是經編型織物，其面料加工後的硬挺性有嚴格的要求。
3.要使織物獲得硬挺性，可對面料自身結構進行調整，或者採用複合膠粘劑、硬挺劑對面料進行整理，從而使織物具有挺括厚實的優點以及豐滿的手感；但是提高面料自身結構的硬度，會使得成本增加；而硬挺劑通常分為水性硬挺劑或者油性硬挺劑，其應用原理是通過浸軋工藝，使織物紗線中的纖維之間在一定條件下產生粘接作用，硬挺劑在纖維內部、纖維之間或纖維的表面形成薄膜或產生交聯，從而使織物產生硬挺，厚實，豐滿的手感；但硬挺劑的使用只能通過滲透提高面料的硬度，對面料間的粘接性能沒有幫助。
4.所以，可採用複合膠粘劑處理面料，能夠提高織物的硬挺性，並且提高面料間的粘接性能；而複合面料常用的膠粘劑主要分為：溶劑型聚氨酯膠粘劑、反應型聚氨酯熱熔膠和非反應型熱熔膠，溶劑型膠粘劑由於環保要求正在逐漸被取代，非反應型熱熔膠雖然具有定位速度快的優點，但也存在操作效率低、耐高溫水洗性能較差的缺點，反應型聚氨酯熱熔膠在紡織品複合面料領域市場前景廣闊。
5.目前，市場上的聚氨酯熱熔膠多以手感柔軟為主，硬度不佳，如果想要產品具有一定的硬度，需要對聚氨酯膠粘劑進行改性處理，現有技術中想要提高反應型聚氨酯熱熔膠的硬度，一般是選擇結晶度高的多元醇並提高比例，但是這種方式會導致開放時間變短，從而導致工藝操作性差；也可通過添加填料的方式來提高產品硬度，但是選用氣相二氧化矽、炭黑等填料對反應性聚氨酯熱熔膠的黏度增加較為明顯，從而導致開放時間縮短、施工性變差。
6.因此，如何製得一種反應型聚氨酯熱熔膠，使其同時具有黏度低、開放時間長、硬度高、粘接強度好的優點，使布貼膜具有較好的硬挺性。
技術實現要素：
7.為了製得一種反應型聚氨酯熱熔膠，使其同時具有黏度低、開放時間長、硬度高、粘接強度好的優點，使布貼膜具有較好的硬挺性，本技術提供一種複合面料用聚氨酯熱熔膠及其製備方法。
8.第一方面，本技術提供一種複合面料用聚氨酯熱熔膠，採用如下的技術方案：一種複合面料用聚氨酯熱熔膠，所述聚氨酯熱熔膠包含以下質量百分比的原料製成：液態多元醇20-35％、結晶型聚酯多元醇25-35％、增粘樹脂5-15％、二異氰酸酯20-35％、增強填料1-5％、擴鏈劑1-5％、交聯劑1-5％、抗氧劑0.2-1.5％、阻聚劑0.4-2％、催化
劑0.4-1.5％。
9.通過採用上述技術方案，液態多元醇、結晶型聚酯多元醇相配合併限定其比例，使得成品聚氨酯熱熔膠開放時間較長，並且配合增粘樹脂和增強填料，在保證不影響開放時間的條件下提高成品聚氨酯熱熔膠的硬度和粘接強度；最後配合交聯劑，提高固化後聚氨酯熱熔膠的交聯度，從而提高聚氨酯熱熔膠的最終硬度和粘接強度，使布貼膜具有較好的硬挺性。
10.優選的，所述交聯劑選用鄰苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐中的一種或多種與乙二醇、二甘醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇中的一種或多種合成製得，官能度為2-3，重均分子量為200-400da。
11.通過採用上述技術方案，限定原料、官能度、分子量，當聚氨酯熱熔膠進行化學固化時，利用交聯劑提供的多交聯位點，促進液態多元醇、結晶型聚酯多元醇、二異氰酸酯、擴鏈劑、交聯劑等物質進行交聯固化，通過提高交聯度的條件下，提高成品聚氨酯熱熔膠交聯後的硬度和粘接強度，使布貼膜具有較好的硬挺性。
12.優選的，所述液態多元醇選用聚酯多元醇、聚醚多元醇中的一種或多種；聚酯多元醇的重均分子量為1000-2000da，100℃條件下熔融黏度≤300mpa
·
s；聚醚多元醇重均分子量為1000-3000da。
13.通過採用上述技術方案，限定聚酯多元醇的分子量和聚醚多元醇的分子量，使聚氨酯膠黏劑塗覆到薄膜上後具有較長的開放時間，並且黏度較低，便於塗覆的同時不易過度增加塗膠量；同時便於與交聯劑相交聯形成結構緻密度良好的網絡結構，從而提高聚氨酯熱熔膠的最終硬度和粘接強度，使布貼膜具有較好的硬挺性。
14.優選的，所述增粘樹脂選用石油樹脂、松香樹脂、苯乙烯樹脂中的一種或多種，軟化點為80-100℃。
15.通過採用上述技術方案，限定增粘樹脂的種類以及軟化點，使聚氨酯熱熔膠在製備過程中，各原料具有較好的相容性，從而提高產品的硬度；並且樹脂的軟化熱熔能調節黏度，通過降低黏度，延長聚氨酯熱熔膠的開放時間。
16.優選的，所述增強填料為疏水納米碳酸鈣。
17.通過採用上述技術方案，疏水納米碳酸鈣能夠較好的分散在聚氨酯熱熔膠中，利用納米碳酸鈣的硬度，能夠提高聚氨酯熱熔膠的硬度；並且疏水性的納米碳酸鈣含水量較低、親水性較差，在製備聚氨酯熱熔膠的過程中或者聚氨酯熱熔膠儲存過程中，不易引起黏度的急劇增加。
18.疏水納米碳酸鈣、交聯劑、液態多元醇、結晶型聚酯多元醇、二異氰酸酯相配合，利用疏水納米碳酸鈣較小的粒徑便於均勻分散在聚氨酯交聯結構中，從而提高交聯結構的緻密度，使成品聚氨酯熱熔膠具有較高的硬度和粘接強度。
19.優選的，所述疏水納米碳酸鈣是由納米碳酸鈣經醇溶木脂素溶液改性製得。
20.通過採用上述技術方案，納米碳酸鈣、醇溶木脂素溶液相配合，使得納米碳酸鈣表面附著木脂素，利用木脂素較好的疏水效果，使納米碳酸鈣具有較好的疏水作用，從而在不影響聚氨酯熱熔膠開放時間的條件下提高聚氨酯熱熔膠的硬度。
21.納米碳酸鈣、醇溶木脂素溶液、交聯劑、液態多元醇、結晶型聚酯多元醇相配合，利用木脂素含有的醇羥基、羧基等基團，在配置聚氨酯熱熔膠時，便於提高疏水納米碳酸鈣與
液態多元醇、結晶型聚酯多元醇的相容性，提高聚氨酯熱熔膠的硬度和強度；並且在聚氨酯熱熔膠固化時，利用木脂素中的醇羥基和羧基便於與異氰酸酯和交聯劑相交聯，從而進一步提高聚氨酯熱熔膠的最終硬度和粘接強度。
22.優選的，所述納米碳酸鈣粒徑小於100nm。
23.通過採用上述技術方案，限定納米碳酸鈣的粒徑，使較小粒徑的納米碳酸鈣在聚氨酯熱熔膠中較為均勻的分散並且具有較好的相容性，同時利用其較小的粒徑，使成品聚氨酯熱熔膠具有較高最終硬度的同時具有較高的粘接強度。
24.第二方面，本技術提供一種複合面料用聚氨酯熱熔膠的製備方法，採用如下的技術方案：一種複合面料用聚氨酯熱熔膠的製備方法，包括以下步驟：s1、稱取液態多元醇、結晶型聚酯多元醇、增粘樹脂、增強填料、抗氧劑以及阻聚劑混合，在溫度120-130℃條件下熱熔後，經抽真空處理，然後降溫至80-90℃，製得初混液；s2、將二異氰酸酯添加到初混液中，攪拌5-15min後升溫至120-130℃繼續反應25-35min，再添加擴鏈劑和交聯劑，繼續保持真空度、反應溫度的條件下，反應25-35min，最後添加催化劑攪拌10-15min後出料，經包裝，製得成品。
25.通過採用上述技術方案，首先原料混合後在120-130℃條件下攪拌，控制水分含量小於300ppm，儘量避免水分影響聚氨酯熱熔膠的黏度，使得反應型聚氨酯熱熔膠的製備過程黏度可控，較低的黏度具有較長的開放時間；然後經過真空脫泡並限定後續的反應溫度和時間，使聚氨酯熱熔膠具有交聯度高的優點，以提高聚氨酯熱熔膠的最終硬度和粘接強度；從而使成品聚氨酯熱熔膠同時具有黏度低、開放時間長、硬度高、粘接強度高的優點。
26.綜上所述，本技術具有以下有益效果：1、液態多元醇、結晶型聚酯多元醇相配合併限定其比例，使得成品聚氨酯熱熔膠開放時間較長，並且配合增粘樹脂和增強填料，在減小對開放時間影響的條件下提高成品聚氨酯熱熔膠的硬度和粘接強度；最後配合交聯劑，提高固化後聚氨酯熱熔膠的交聯度，從而提高聚氨酯熱熔膠的最終硬度和粘接強度，使布貼膜具有較好的硬挺性。
27.2、納米碳酸鈣、木脂素溶液配合聚氨酯熱熔膠的製備工藝，通過限定製備過程中的溫度，使得木脂素能夠熱熔，從而提高納米碳酸鈣與聚氨酯熱熔膠的相容粘接效果，使聚氨酯熱熔膠內部結構具有較高的緻密度，從而使聚氨酯熱熔膠具有較高的硬度和較好的粘接強度。
28.3、限定原料、官能度、分子量，當聚氨酯熱熔膠進行化學固化時，利用交聯劑提供的多交聯位點，促進液態多元醇、結晶型聚酯多元醇、二異氰酸酯、擴鏈劑、交聯劑等物質進行交聯固化，通過提高交聯度的條件下，提高成品聚氨酯熱熔膠交聯後的硬度和粘接強度，使布貼膜具有較好的硬挺性。
具體實施方式
29.以下結合實施例對本技術作進一步詳細說明。
30.疏水納米碳酸鈣的製備例以下原料中的肉豆蔻木脂素購買於上海遠慕生物科技有限公司生產的肉豆蔻木脂素，分子量374.43；其他原料均為普通市售。
31.製備例1：疏水納米碳酸鈣採用如下方法製備而成：稱取醇溶木脂素置於乙醇中攪拌溶解，製得質量分數0.5％的溶解液，醇溶木脂素為肉豆蔻木脂素，乙醇為質量分數99％的無水乙醇；然後添加乙基纖維素，醇溶木脂素與乙基纖維素的重量比為1:1，攪拌至全部溶解，製得醇溶木脂素溶液；將納米碳酸鈣分散在醇溶木脂素溶液中攪拌均勻，納米碳酸鈣粒徑為40nm，然後經乾燥、分散至互不粘結，製得成品疏水納米碳酸鈣。
32.交聯劑的製備例製備例2：交聯劑採用如下方法製備而成：將乙二醇、二甘醇、季戊四醇投入反應釜，攪拌均勻，升溫至90℃；再將均苯四甲酸酐、鄰苯二甲酸酐投入反應釜中，攪拌升溫至200℃，開始出水，繼續升溫，控制出水量和餾頭溫度，溫度升至230℃後恆溫7h，加入催化劑tipt，添加量為80ppm，抽真空至-0.075mpa，取樣測試羥值、酸值合格後停止抽真空，降溫出料；乙二醇:二甘醇:季戊四醇:均苯四甲酸酐:鄰苯二甲酸酐的摩爾比為10:20:2:4:2，最終酸值≤1mg/koh，羥值600-800mg/koh，重均分子量為200-400da。實施例
33.以下原料中的w85純單體樹脂選用克雷威利(廣州)化工有限公司生產的w85純單體樹脂；w90純單體樹脂選用克雷威利(廣州)化工有限公司生產的w90純單體樹脂；石油樹脂購買於克雷威利(廣州)化工有限公司生產c5石油樹脂；松香樹脂購買於美國科騰生產的sylvatacre95松香樹脂；天石輕質碳酸鈣購買於建德市天石碳酸鈣有限責任公司；輕質碳酸鈣購買於日本竹原化學公司；7360購買於贏創工業集團；其他原料及設備均為普通市售。
34.實施例1：一種複合面料用聚氨酯熱熔膠：液態多元醇32％、結晶型聚酯多元醇20％、增粘樹脂5％、二異氰酸酯32％、增強填料1％、擴鏈劑3％、交聯劑5％、抗氧劑0.5％、阻聚劑0.5％、催化劑1％；液態多元醇為聚丙二醇，分子量1000；結晶型聚酯多元醇為聚己二酸丁二醇酯二醇，分子量為3000；增粘樹脂為w85純單體樹脂，軟化點為84-86℃；二異氰酸酯選用mdi-100；增強填料為輕質碳酸鈣，碳酸鈣粒徑為40nm；擴鏈劑為bdo；交聯劑採用製備例2製備的交聯劑；催化劑為dmdee；抗氧劑為抗氧劑1010；阻聚劑為質量分數85％的磷酸；製備方法如下：s1、稱取液態多元醇、結晶型聚酯多元醇、增粘樹脂、增強填料、抗氧劑以及阻聚劑混合，在溫度125℃條件下熱熔後，經抽真空處理，抽真空2h，真空度低於-0.095mpa，水分含量小於300ppm，然後降溫至85℃，製得初混液；s2、將二異氰酸酯添加到初混液中，攪拌10min後升溫至125℃繼續反應30min，再添加擴鏈劑和交聯劑，繼續保持真空度、反應溫度的條件下，反應30min，最後添加催化劑攪拌12min後出料，經鋁箔帶真空包裝，製得成品。
35.實施例2：一種複合面料用聚氨酯熱熔膠：液態多元醇35％、結晶型聚酯多元醇10％、增粘樹脂15％、二異氰酸酯29％、增強填料5％、擴鏈劑1％、交聯劑3％、抗氧劑0.5％、阻聚劑0.5％、催化劑1％；製備方法如下：s1、稱取液態多元醇、結晶型聚酯多元醇、增粘樹脂、增強填料、抗氧劑以及阻聚劑
混合，在溫度120℃條件下熱熔後，經抽真空處理，抽真空2h，真空度低於-0.095mpa，水分含量小於300ppm，然後降溫至80℃，製得初混液；s2、將二異氰酸酯添加到初混液中，攪拌5min後升溫至120℃繼續反應35min，再添加擴鏈劑和交聯劑，繼續保持真空度、反應溫度的條件下，反應25min，最後添加催化劑攪拌15min後出料，經鋁箔帶真空包裝，製得成品。
36.實施例3：一種複合面料用聚氨酯熱熔膠：液態多元醇20％、結晶型聚酯多元醇20％、增粘樹脂10％、二異氰酸酯35％、增強填料3％、擴鏈劑5％、交聯劑5％、抗氧劑0.5％、阻聚劑0.5％、催化劑1％；製備方法如下：s1、稱取液態多元醇、結晶型聚酯多元醇、增粘樹脂、增強填料、抗氧劑以及阻聚劑混合，在溫度130℃條件下熱熔後，經抽真空處理，抽真空2h，真空度低於-0.095mpa，水分含量小於300ppm，然後降溫至90℃，製得初混液；s2、將二異氰酸酯添加到初混液中，攪拌15min後升溫至130℃繼續反應25min，再添加擴鏈劑和交聯劑，繼續保持真空度、反應溫度的條件下，反應35min，最後添加催化劑攪拌10min後出料，經鋁箔帶真空包裝，製得成品。
37.實施例4：本實施例與實施例1的不同之處在於：液態多元醇35％、結晶型聚酯多元醇16％、增粘樹脂10％、二異氰酸酯26％、增強填料5％、擴鏈劑5％、交聯劑1％、抗氧劑0.5％、阻聚劑0.5％、催化劑1％；液態多元醇為聚乙二醇，分子量1000；結晶型聚酯多元醇為聚己二酸己二醇酯二醇，分子量為3500；增粘樹脂為石油樹脂；二異氰酸酯選用mdi-100；增強填料為天石輕質碳酸鈣，碳酸鈣粒徑為40nm；擴鏈劑為deg；催化劑為dmdee；抗氧劑為抗氧劑245；阻聚劑為質量分數85％的磷酸。
38.實施例5：本實施例與實施例1的不同之處在於：液態多元醇35％、結晶型聚酯多元醇20％、增粘樹脂10％、二異氰酸酯25％、增強填料2％、擴鏈劑3％、交聯劑3％、抗氧劑0.5％、阻聚劑0.5％、催化劑1％；液態多元醇為聚丙二醇，分子量2000；結晶型聚酯多元醇為7360；增粘樹脂為松香樹脂；二異氰酸酯選用mdi-100；增強填料為輕質碳酸鈣，碳酸鈣粒徑為40nm；擴鏈劑為deg；催化劑為dmdee；抗氧劑為抗氧劑1010；阻聚劑為苯鉀醯氯。
39.實施例6：本實施例與實施例1的不同之處在於：液態多元醇30％、結晶型聚酯多元醇15％、增粘樹脂10％、二異氰酸酯30％、增強填料5％、擴鏈劑3％、交聯劑5％、抗氧劑0.5％、阻聚劑0.5％、催化劑1％；液態多元醇為n-丙基二乙醇胺，分子量2000；結晶型聚酯多元醇為聚羥基脂肪酸酯；增粘樹脂為w90純單體樹脂，軟化點為89-91℃；二異氰酸酯選用mdi-100；增強填料為天石輕質碳酸鈣，碳酸鈣粒徑為40nm；擴鏈劑為deg；催化劑為dmdee；抗氧劑為bht；阻聚劑為質量分數85％的磷酸。
40.實施例7：本實施例與實施例1的不同之處在於：增強填料選用製備例1製備的疏水納米碳酸鈣。
41.實施例8：本實施例與實施例7的不同之處在於：疏水納米碳酸鈣製備過程中，原料中以同等質量的乙基纖維素溶液替換醇溶木脂素溶液，乙基纖維素溶液為質量分數0.5％的乙基纖維素乙醇溶液。
42.對比例
對比例1：本實施例與實施例1的不同之處在於：一種複合面料用聚氨酯熱熔膠原料如下：液態多元醇35％、結晶型聚酯多元醇20％、增粘樹脂5％、二異氰酸酯30％、擴鏈劑3％、交聯劑5％、抗氧劑0.5％、阻聚劑0.5％、催化劑1％。
43.對比例2：本實施例與實施例1的不同之處在於：一種複合面料用聚氨酯熱熔膠原料如下：液態多元醇30％、結晶型聚酯多元醇20％、增粘樹脂10％、增強填料3％、二異氰酸酯30％、擴鏈劑5％、抗氧劑0.5％、阻聚劑0.5％、催化劑1％；增粘樹脂選用克雷威利(廣州)化工有限公司生產w90純單體樹脂。
44.對比例3：本實施例與實施例1的不同之處在於：一種複合面料用聚氨酯熱熔膠原料如下：液態多元醇34％、結晶型聚酯多元醇30％、增強填料3％、二異氰酸酯25％、擴鏈劑5％、交聯劑1％、抗氧劑0.5％、阻聚劑0.5％、催化劑1％。
45.性能檢測試驗1、開放時間檢測分別採用實施例1-8以及對比例1-3製備成品聚氨酯熱熔膠，參考hg/t3716-2003熱熔膠粘接劑開放時間的測定，檢測成品聚氨酯熱熔膠的開放時間，記錄數據。
46.2、熔融黏度檢測分別採用實施例1-8以及對比例1-3製備成品聚氨酯熱熔膠，參考hg/t3660-1999熱熔膠粘劑熔融黏度的測定，檢測成品聚氨酯熱熔膠的熔融黏度，記錄數據。
47.3、耐水壓強度檢測分別採用實施例1-8以及對比例1-3製備成品聚氨酯熱熔膠，參考gb/t4744-2013紡織品防水性能的檢測和評價靜水壓法，檢測成品聚氨酯熱熔膠的耐水壓強度和水洗後耐水壓強度，記錄數據。
48.4、硬度檢測分別採用實施例1-8以及對比例1-3製備成品聚氨酯熱熔膠，參考gb/t531.1-2008硫化橡膠或熱塑性橡膠壓入硬度試驗方法，第1部分：邵氏硬度計法(邵氏硬度)，檢測成品聚氨酯熱熔膠的硬度，記錄數據。
49.表1性能測試表
結合實施例1-6並結合表1可以看出，本技術製備的成品聚氨酯熱熔膠同時具有黏度低、開放時間長、硬度高、粘接強度好的優點。
50.結合實施例1和實施例7-8並結合表1可以看出，實施例7增強填料為木脂素溶液改性納米碳酸鈣製得，相比於實施例1，實施例7製備的成品聚氨酯熱熔膠開放時間略長於實施例1，並且硬度高於實施例1；說明納米碳酸鈣、木脂素、乙基纖維素相配合，利用木脂素溶液較好的疏水性配合乙基纖維素的黏度，便於納米碳酸鈣表面附著木脂素，從而保證聚氨酯熱熔膠具有較長開放時間的條件下，最終硬度較高。
51.實施例8疏水納米碳酸鈣製備過程中，原料中以同等質量的乙基纖維素溶液替換木脂素溶液，相比於實施例1，實施例8製備的成品聚氨酯熱熔膠開放時間略長於實施例1，並且硬度高於實施例1；說明納米碳酸鈣、醇溶木脂素溶液相配合，使得納米碳酸鈣表面附著木脂素，利用木脂素脂溶性，使納米碳酸鈣具有較好的疏水作用，從而在不影響聚氨酯熱熔膠開放時間的條件下提高聚氨酯熱熔膠的硬度；並且利用木脂素中醇羥基、羧基等基團，進一步提高成品聚氨酯熱熔膠的最終強度。
52.結合實施例1和對比例1-3並結合表1可以看出，對比例1原料中未添加增強填料，相比於實施例1，對比例1製備的聚氨酯熱熔膠硬度小於實施例1，說明增強填料能夠影響成品聚氨酯熱熔膠的硬度。
53.對比例2原料中未添加交聯劑，相比於實施例1，對比例2製備的聚氨酯熱熔膠水洗後耐水壓強度低於實施例1，並且硬度低於實施例1，說明交聯劑的添加，能夠提高固化後聚氨酯熱熔膠的交聯度，從而提高聚氨酯熱熔膠的最終硬度和粘接強度，使布貼膜具有較好的硬挺性。
54.對比例3原料中未添加增粘樹脂，相比於實施例1，對比例3製備的聚氨酯熱熔膠開放時間短於實施例1，100℃熔融黏度大於實施例1；說明增粘樹脂通常的黏度比較低，熔化後在體系中起到稀釋的作用，從而在不影響開放時間和黏度的條件下提高成品聚氨酯熱熔
膠的硬度和粘接強度。
55.本具體實施例僅僅是對本技術的解釋，其並不是對本技術的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書後可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本技術的權利要求範圍內都受到專利法的保護。