合成革用无溶剂聚氨酯树脂及其制备方法和在水性/无溶剂聚氨酯合成革中的应用技术

本发明专利技术提供了一种合成革用无溶剂聚氨酯树脂及其制备方法和在水性/无溶剂聚氨酯合成革中的应用。本发明专利技术提供了一种合成革用无溶剂聚氨酯树脂，其是由组分A和组分B按质量比1:2‑2:1混合反应而成；其中，所述A组分包括多元醇、小分子扩链剂、交联剂、水、催化剂、泡沫稳定剂；所述B组分包括多元醇、异氰酸酯、二羟甲基丙酸。本发明专利技术提供的合成革用无溶剂聚氨酯树脂不含任何有机溶剂、能耗低、生产效率高，用于水性/无溶剂聚氨酯合成革时，得到的水性/无溶剂聚氨酯合成革产品绿色环保、手感柔软、丰满、剥离强度高。

Solvent-Free Polyurethane Resin for Synthetic Leather and Its Preparation Method and Application in Waterborne/Solvent-Free Polyurethane Synthetic Leather

【技术实现步骤摘要】
合成革用无溶剂聚氨酯树脂及其制备方法和在水性/无溶剂聚氨酯合成革中的应用
本专利技术属于聚氨酯制备领域，具体涉及一种合成革用无溶剂聚氨酯树脂及其制备方法和在水性/无溶剂聚氨酯合成革中的应用。
技术介绍
无溶剂聚氨酯由于其具有无溶剂污染、综合性能优良等特点，在材料工业中占有重要地位，广泛应用于合成革领域。近年来，水性合成革和无溶剂合成革的发展突飞猛进，且在技术研发和生产工艺上取得一系列重大进展，为合成革产业的转型升级带来新的机遇。其中，水性/无溶剂合成革的发展更加令人瞩目，水性/无溶剂合成革产品因其花色手感多样、环保性能优异，是目前合成革清洁化生产研究的热点。但是，目前水性/无溶剂合成革产品仍然存在水性聚氨酯面层与无溶剂聚氨酯发泡层粘结强度差，无法应用于对剥离强度要求较高的产品(例如鞋革)的问题。专利文献105350342A公开了一种水性/无溶剂复合型环保聚氨酯合成革的制备方法，所述合成革包括水性弹性体面层与无溶剂发泡中间层，所述水性弹性体面层树脂采用热固型聚醚型水性聚氨酯树脂，所述无溶剂中间层采用热固型双组份聚醚型无溶剂发泡聚氨酯树脂，所述双组份料为聚醚型组合A料和聚醚型B料预聚体，经过其公开的组分和制备方法得到的环保合成革的剥离强度较低，通常为15～60N/3cm。专利文献105220519A公开了一种基于UV固化技术的无溶剂合成革的制造方法，该方法将水性面层与光固化无溶剂中间层相结合制备了水性/无溶剂合成革，虽采用光固化技术改善涂层性能，但仍未解决目前水性/无溶剂剥离强度较低的问题。因此制备出一种合成革用无溶剂聚氨酯树脂提高剥离强度十分重要。专利技术内容本专利技术旨在提供一种合成革用无溶剂聚氨酯树脂及其制备方法和在水性/无溶剂聚氨酯合成革中的应用，该合成革用无溶剂聚氨酯树脂不含任何有机溶剂、能耗低、生产效率高，在运用到水性/无溶剂聚氨酯合成革的过程中，与水性聚氨酯合成革面层的剥离强度高。为解决上述问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的；一种高剥离合成革用无溶剂聚氨酯树脂，其是由组分A和组分B按质量比1:2-2:1混合而成；其中，所述A组分包括多元醇、小分子扩链剂、交联剂、水、催化剂、泡沫稳定剂；所述B组分包括多元醇、异氰酸酯、二羟甲基丙酸。可选地，所述多元醇包括分子量为2000-6000的聚醚多元醇和分子量为1000-2000的聚酯多元醇。可选地，所述A组分中，包括20-80质量份聚醚多元醇、20-80质量份聚酯多元醇、1-20质量份小分子扩链剂、0-5质量份交联剂和0.1-3质量份水、0.02-1质量份催化剂、0-2质量份泡沫稳定剂；所述B组分中，包括5-40质量份聚醚多元醇、5-40质量份聚酯多元醇、30-60质量份异氰酸酯、0.1-5质量份二羟基丙酸。可选地，所述聚醚多元醇为聚环氧丙烷多元醇。可选地，所述聚酯多元醇由以下组分按重量份通过脱水缩聚制得：己二酸40-80份，小分子二元醇30-60份，钛酸四丁酯催化剂0.01-0.06份。可选地，所述小分子扩链剂选自乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇氢醌双(2-羟乙基)醚中的一种或上述任意其组合。可选地，所述交联剂选自丙三醇、三羟甲基丙烷、三乙醇胺中的一种或上述任意其组合。可选地，所述催化剂为延迟型催化剂。进一步地，所述延迟型催化剂选自BiCAT8106、BiCAT8108、BiCAT8124、BiCAT3228、BorchiKat22、BorchiKat24、BiCAT4130、BiCAT4232、MB20以及上述有机金属类催化剂的苯酚盐、甲酸盐、盐酸盐其中的任意一种。可选地，所述泡沫稳定剂为聚醚改性有机硅表面活性剂。进一步地，所述聚醚改性的有机硅表面活性剂选自德国赢创公司的B-8715-LF2、B-8726-LF2、B-8738-LF2，美国空气化工的DC-193、DC-2525、DC-2585、DC-3042、DC-3043、DC-5043或美国迈图公司的L-580、L-818、L-3002、L-3415中的任意一种。可选地，所述异氰酸酯选自4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、聚苯聚亚甲基多异氰酸酯中的任意一种或上述其任意组合。本专利技术的另一个专利技术目的是提供上述合成革用无溶剂聚氨酯树脂的制备方法，包括以下步骤：1)将所述多元醇脱水备用；2)将经所述步骤1)脱水处理的所述多元醇加入到反应釜中，升温并恒温至40-60℃，依次加入所述小分子扩链剂、所述交联剂、所述水、所述催化剂、所述泡沫稳定剂，搅拌混合4-6h，得一组分A；3)将所述多异氰酸酯加入到反应釜中，加入经所述步骤1)脱水处理的所述多元醇和所述二羟甲基丙酸，升温至70-80℃，搅拌反应4-6h，得一组分B；4)将从所述步骤2)获得的所述组分A和从所述步骤3)中获得的所述组分B，按质量比1:2-2:1范围内混合反应，制备得到所述合成革用无溶剂聚氨酯树脂。本专利技术的另一个专利技术目的是提供上述一种合成革用无溶剂聚氨酯树脂在水性/无溶剂聚氨酯合成革中的应用。可选地，所述合成革用无溶剂聚氨酯树脂用作水性/无溶剂聚氨酯合成革的中间发泡层。可选地，将经过低压浇注机充分混合的无溶剂聚氨酯树脂浇注涂覆于水性聚氨酯合成革的面层上，在100-150℃预反应30-90秒后贴合基布，随后于100-150℃继续反应5-10分钟，使其交联固化成型，得到高剥离水性/无溶剂聚氨酯合成革。可选地，所述水性聚氨酯面层是在离型纸上涂覆面层树脂浆料KTC716，于130℃干燥成型后获得。运用本专利技术提供的无溶剂聚氨酯树脂制备水性/无溶剂合成革产品时，由于水性/无溶剂合成革不含任何有机溶剂，使具有绿色环保、手感柔软、丰满等优点，其物理性能达到常温曲挠10万次不开裂，耐寒-10℃×8万次曲挠不开裂，初始剥离强度为80N/3cm以上，永久剥离强度为100N/3cm以上，70℃×95％湿度恒温恒湿条件下5周剥离强度保留率可达75％。与现有技术相比，本专利技术大幅提升了水性/无溶剂合成革的初始剥离强度，增强了水性/无溶剂合成革的生产操作容忍度，同时提高了水性/无溶剂合成革的生产效率。具体实施方式下面通过几个具体的实施例对本专利技术作进一步的说明，但需要指出的是本专利技术的实施例中所描述的具体的物料配比、工艺条件及结果等仅用于说明本专利技术，并不能以此限制本专利技术的保护范围，凡是根据本专利技术的精神实质所作的等效变化或修饰，都应该涵盖在本专利技术的保护范围内。按照以下的步骤制备合成革用无溶剂聚氨酯并将其运用在水性/无溶剂合成革中：(1)制备组分A：将聚醚多元醇、聚酯多元醇在90-110℃、-0.08MPa～-0.1MPa条件下脱水3-5h备用；将脱水后的聚醚多元醇、聚酯多元醇加入到反应釜中，调节并恒温在40-60℃，再依次加入扩链剂、交联剂、水、催化剂、泡沫稳定剂，搅拌混合4-6h，获得组分A。(2)制备组分B：将异氰酸酯投入反应釜中并搅拌混合均匀，随后加入脱水后的聚醚多元醇、聚酯多元醇，二羟甲基丙酸，升温至70-80℃，搅拌反应4-6h，获得组分B。(3)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成革用无溶剂聚氨酯树脂，其特征在于：其是由组分A和组分B按质量比1:2‑2:1混合反应而成；其中，所述A组分包括多元醇、小分子扩链剂、交联剂、水、催化剂、泡沫稳定剂；所述B组分包括多元醇、异氰酸酯、二羟甲基丙酸。

【技术特征摘要】
1.一种合成革用无溶剂聚氨酯树脂，其特征在于：其是由组分A和组分B按质量比1:2-2:1混合反应而成；其中，所述A组分包括多元醇、小分子扩链剂、交联剂、水、催化剂、泡沫稳定剂；所述B组分包括多元醇、异氰酸酯、二羟甲基丙酸。2.如权利要求1所述的合成革用无溶剂聚氨酯树脂，其特征在于，所述多元醇包括分子量为2000-6000的聚醚多元醇和分子量为1000-2000的聚酯多元醇。3.如权利要求1所述的合成革用无溶剂聚氨酯树脂，其特征在于，所述A组分中，包括20-80质量份聚醚多元醇、20-80质量份聚酯多元醇、1-20质量份小分子扩链剂、0-5质量份交联剂和0.1-3质量份水、0.02-1质量份催化剂、0-2质量份泡沫稳定剂；所述B组分中，包括5-40质量份聚醚多元醇、5-40质量份聚酯多元醇、30-60质量份异氰酸酯、0.1-5质量份二羟基丙酸。4.如权利要求2或3所述的合成革用无溶剂聚氨酯树脂，其特征在于，所述聚醚多元醇为聚环氧丙烷多元醇；所述聚酯多元醇由以下组分按重量份通过脱水缩聚制得：40-80质量份己二酸、30-60质量份小分子二元醇、0.01-0.06质量份钛酸四丁酯催化剂。5.如权利要求1所述的合成革用无溶剂聚氨酯树脂，其特征在于，所述小分子扩链剂选自乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇，3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇氢醌双(2-羟乙基)醚中的一种或上述其任意组合。6.如权利要求1所述的合成革用无溶剂聚氨酯树脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴家兵，杜春毅，王稳，冯林林，李维虎，朱保凌，
申请(专利权)人：合肥科天水性科技有限责任公司，兰州科天水性高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34