一种提高水性聚氨酯在合成革生产中效率的方法技术

本发明专利技术涉及仿生材料领域，公开了一种提高水性聚氨酯在合成革生产中效率的方法，使用的水性聚氨酯分散液中不添加溶剂，通过增大反应基团的摩尔比来提高预聚体的分子量，分散性好，贮藏稳定，添加的溶胶粒子与水性聚氨酯存在键合作用，通过吸附渗透作用，使两者化学键合程度急剧增大，水性聚氨酯乳液表面张力降低，提高了乳液的稳定性，表面能降低，润湿流平性转变为极好态，粘度提高至100‑105（mPa·s），不需要添加额外的增稠剂，蒸发能降低，成膜时间大大缩短，本发明专利技术采用的复配处理方式，降低了水性聚氨酯合成革的生产成本，优化了性能。

A Method to Improve the Efficiency of Waterborne Polyurethane in Synthetic Leather Production

The invention relates to the field of biomimetic materials, and discloses a method for improving the efficiency of waterborne polyurethane in synthetic leather production. The waterborne polyurethane dispersant used does not add solvent, and increases the molecular weight of the prepolymer by increasing the molar ratio of reaction groups. The prepolymer has good dispersion, stable storage, and added sol particles and waterborne polycondensation. The ammonia ester has the bond effect, through the adsorption and osmotic action, the chemical bonding degree of them increases sharply, the surface tension of the waterborne polyurethane emulsion decreases, the stability of the emulsion is improved, the surface energy is reduced, the wetting leveling property changes to an excellent state, and the viscosity is increased to 100 105 (mPa. S) without adding additional thickeners. The evaporation energy is reduced and the film forming time is greatly shortened. The compound treatment method adopted by the invention reduces the production cost of waterborne polyurethane synthetic leather and optimizes its performance.

【技术实现步骤摘要】
一种提高水性聚氨酯在合成革生产中效率的方法
本专利技术属于仿生材料研发
，具体涉及一种提高水性聚氨酯在合成革生产中效率的方法。
技术介绍
天然皮革由于具有优良的天然特性被人们广泛用于生产日用品和工业品，但随着世界人口的增长，人类对皮革的需求倍增，数量有限的天然皮革早已不能满足人们这种需求。为解决这一矛盾，科学家们几十年前即开始研究开发人造革、合成皮革，以弥补天然皮革的不足。50多年的研究历史过程就是人造革、合成革向天然皮革挑战的过程。合成革行业作为具有广阔发展前景的新兴产业，越来越受到投资者的青睐。随着科技发展与进步，超声波技术、电子技术、微波和高压技术等高新技术都将广泛应用与到合成革领域。另外，人们对低碳环保重视程度正日益加深，合成革行业将更加注重清洁生产，逐步向生态合成革方向发展。随着市场需求的日益升温，供需缺口正在不断加大，我国合成革行业正迎来前所未有的发展机遇。当前，合成革行业产品的主要原材料仍然是溶剂聚氨酯树脂，溶剂型的聚氨酷树脂固含量大多数在30-40%之间，调配好的浆料含有的有机溶剂可达75%以上，生产及使用聚氨酯的过程中，聚氨酯浆料内的有机溶剂会大量挥发，严重污染环境，同时也危害着人体健康。水性聚氨酯是一种环保型的高分子材料，使用过程中不会污染环境，而且对人体无害。水性聚氨酷具有力学性能优良，柔韧性好，耐磨损、耐老化和耐化学药品性等优点，广泛应用于皮革、胶粘剂和涂料等领域。其在合成革中的应用克服了溶剂型聚氨酯的缺点，但同时其自身仍然存在一些问题影响合成革的生产效率，如表面张力大，表面能高，润湿流平性差，蒸发能高，成膜时间久，粘度低，需要增稠剂调整，增稠性差，光泽度不高等等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种提高水性聚氨酯在合成革生产中效率的方法，解决了水性聚氨酯在合成革生产中存在的问题，降低了生产成本，提高了生产效率。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种提高水性聚氨酯在合成革生产中效率的方法，向水性聚氨酯分散液中加入以下质量分数的原料：2.5-2.7%的有机金属溶胶、0.4-0.5%的增稠剂、0.20-0.25%的消泡剂、0.12-0.14%的流平剂、0.05-0.08%的白炭黑，在700-800转/分钟下搅拌混合10-15分钟，配制好的乳液浆料过120-150目过滤网，采用常规的干法移膜法制备得到水性聚氨酯合成革；所述有机金属溶胶的制备方法为：向三口烧瓶中加入15-16克的五氧化二锑粉末、80-85毫升四氢呋喃、1.2-1.5克氢氧化钠，搅拌均匀后，缓慢滴加15-20毫升丙酮，加热回流反应4-5小时，加热温度为65-70℃，反应结束后使用盐酸溶解中和至PH值在6.8-7.0范围，在20-25℃下放置20-24小时即可。作为对上述方案的进一步描述，所述水性聚氨酯分散液制备方法为：（1）按照重量份计准备以下原料：异氟尔酮二异氰酸酯23-25份、聚己内酯二醇15-18份、聚四氢呋喃二元醇14-16份、聚丙二醇12-15份、二羟甲基丁酸1.5-2.0份、乙酰丙酸1.2-1.4份、三羟甲基丙烷1.8-2.0份、三乙胺2.3-2.4份、乙二胺1.5-1.6份、催化剂0.7-1.0份、去离子水80-100份；（2）向预处理后的聚己内酯二醇、聚四氢呋喃二元醇、聚丙二醇中加入异氟尔酮二异氰酸酯，加入催化剂，搅拌均匀后添加三羟甲基丙烷，在60-70℃下混合反应2-3小时，加入二羟甲基丁酸、乙酰丙酸，继续反应3-5小时，降温至45-48℃，滴加三乙胺，中和反应60-80分钟，得到预聚体，向反应体系中加入去离子水，分散10-15分钟后加入乙二胺扩链35-40分钟，即得所述水性聚氨酯分散液。作为对上述方案的进一步描述，所述水性聚氨酯分散液中固含量为33-35%。作为对上述方案的进一步描述，所述白炭黑粒径大小在350-400目之间。作为对上述方案的进一步描述，所述盐酸浓度为5.0-6.0摩尔/升。作为对上述方案的进一步描述，所述聚己内酯二醇、聚四氢呋喃二元醇、聚丙二醇在反应前进行预处理，过程为：在氮气保护下进行真空脱水，真空加热温度为104-106℃，脱水时间为2.0-2.2小时，脱水后冷却至65-70℃。作为对上述方案的进一步描述，所述催化剂为二丁基锡二肉桂酸与碳酸镁按照质量比为10-12:2-3的比例混合得到的。本专利技术相比现有技术具有以下优点：为了解决现有的水性聚氨酯在合成革制备中生产效率低的问题，本专利技术提供了一种提高水性聚氨酯在合成革生产中效率的方法，使用的水性聚氨酯分散液中不添加溶剂，通过增大反应基团的摩尔比来提高预聚体的分子量，分散性好，贮藏稳定，添加的溶胶粒子与水性聚氨酯存在键合作用，通过吸附渗透作用，使两者化学键合程度急剧增大，水性聚氨酯乳液表面张力降低，提高了乳液的稳定性，表面能降低，润湿流平性转变为极好态，粘度提高至100-105（mPa·s），不需要添加额外的增稠剂，蒸发能降低，成膜时间大大缩短，生产效率提高25-28%，本专利技术采用的复配处理方式，降低了水性聚氨酯合成革的生产成本，优化了性能。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术所提供的技术方案。实施例1一种提高水性聚氨酯在合成革生产中效率的方法，向水性聚氨酯分散液中加入以下质量分数的原料：2.5%的有机金属溶胶、0.4%的增稠剂、0.20%的消泡剂、0.12%的流平剂、0.05%的白炭黑，在700转/分钟下搅拌混合10分钟，配制好的乳液浆料过120目过滤网，采用常规的干法移膜法制备得到水性聚氨酯合成革；所述有机金属溶胶的制备方法为：向三口烧瓶中加入15克的五氧化二锑粉末、80毫升四氢呋喃、1.2克氢氧化钠，搅拌均匀后，缓慢滴加15毫升丙酮，加热回流反应4小时，加热温度为65℃，反应结束后使用盐酸溶解中和至PH值在6.8-7.0范围，在20℃下放置20小时即可。作为对上述方案的进一步描述，所述水性聚氨酯分散液制备方法为：（1）按照重量份计准备以下原料：异氟尔酮二异氰酸酯23份、聚己内酯二醇15份、聚四氢呋喃二元醇14份、聚丙二醇12份、二羟甲基丁酸1.5份、乙酰丙酸1.2份、三羟甲基丙烷1.8份、三乙胺2.3份、乙二胺1.5份、催化剂0.7份、去离子水80份；（2）向预处理后的聚己内酯二醇、聚四氢呋喃二元醇、聚丙二醇中加入异氟尔酮二异氰酸酯，加入催化剂，搅拌均匀后添加三羟甲基丙烷，在60℃下混合反应2小时，加入二羟甲基丁酸、乙酰丙酸，继续反应3小时，降温至45℃，滴加三乙胺，中和反应60分钟，得到预聚体，向反应体系中加入去离子水，分散10分钟后加入乙二胺扩链35分钟，即得所述水性聚氨酯分散液。作为对上述方案的进一步描述，所述水性聚氨酯分散液中固含量为33。作为对上述方案的进一步描述，所述白炭黑粒径大小在350-400目之间。作为对上述方案的进一步描述，所述盐酸浓度为5.0摩尔/升。作为对上述方案的进一步描述，所述聚己内酯二醇、聚四氢呋喃二元醇、聚丙二醇在反应前进行预处理，过程为：在氮气保护下进行真空脱水，真空加热温度为104℃，脱水时间为2.0小时，脱水后冷却至65℃。作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高水性聚氨酯在合成革生产中效率的方法，其特征在于，向水性聚氨酯分散液中加入以下质量分数的原料：2.5‑2.7%的有机金属溶胶、0.4‑0.5%的增稠剂、0.20‑0.25%的消泡剂、0.12‑0.14%的流平剂、0.05‑0.08%的白炭黑，在700‑800转/分钟下搅拌混合10‑15分钟，配制好的乳液浆料过120‑150目过滤网，采用常规的干法移膜法制备得到水性聚氨酯合成革；所述有机金属溶胶的制备方法为：向三口烧瓶中加入15‑16克的五氧化二锑粉末、80‑85毫升四氢呋喃、1.2‑1.5克氢氧化钠，搅拌均匀后，缓慢滴加15‑20毫升丙酮，加热回流反应4‑5小时，加热温度为65‑70℃，反应结束后使用盐酸溶解中和至PH值在6.8‑7.0范围，在20‑25℃下放置20‑24小时即可。

【技术特征摘要】
1.一种提高水性聚氨酯在合成革生产中效率的方法，其特征在于，向水性聚氨酯分散液中加入以下质量分数的原料：2.5-2.7%的有机金属溶胶、0.4-0.5%的增稠剂、0.20-0.25%的消泡剂、0.12-0.14%的流平剂、0.05-0.08%的白炭黑，在700-800转/分钟下搅拌混合10-15分钟，配制好的乳液浆料过120-150目过滤网，采用常规的干法移膜法制备得到水性聚氨酯合成革；所述有机金属溶胶的制备方法为：向三口烧瓶中加入15-16克的五氧化二锑粉末、80-85毫升四氢呋喃、1.2-1.5克氢氧化钠，搅拌均匀后，缓慢滴加15-20毫升丙酮，加热回流反应4-5小时，加热温度为65-70℃，反应结束后使用盐酸溶解中和至PH值在6.8-7.0范围，在20-25℃下放置20-24小时即可。2.如权利要求1所述一种提高水性聚氨酯在合成革生产中效率的方法，其特征在于，所述水性聚氨酯分散液制备方法为：（1）按照重量份计准备以下原料：异氟尔酮二异氰酸酯23-25份、聚己内酯二醇15-18份、聚四氢呋喃二元醇14-16份、聚丙二醇12-15份、二羟甲基丁酸1.5-2.0份、乙酰丙酸1.2-1.4份、三羟甲基丙烷1.8-2.0份、三乙胺2.3-2.4份、乙二胺1.5-1.6份、催化剂0.7-1.0份、去离子水80-100份；（2）向预...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志，
申请(专利权)人：刘志，
类型：发明
国别省市：安徽,34