一种超纤含浸用水性聚氨酯的合成方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种超纤含浸用水性聚氨酯的合成方法，包括下列步骤：1)将耐碱性二元醇真空干燥2～4h，至含水量低于0.05％；2)将耐碱性多元醇与脂肪族异氰酸酯混合均匀，升温到60℃～90℃的条件下，反应1‑2h；然后再加入亲水扩链剂、扩链剂混合均匀，在60℃～90℃的条件下反应2‑4h，然后加入抗氧化剂、紫外线吸收剂，搅拌均匀，得到水性聚氨酯预聚体；3)将水性聚氨酯预聚体用中和剂进行中和，然后加入去离子水进行高速分散乳化，得到乳液；4)将乳液与后扩链剂再次进行扩链反应，得到超纤含浸用水性聚氨酯。本发明专利技术的合成方法对该聚氨酯树脂进行改性，以达到耐高温，耐紫外线的性能，在使用于超纤中能得到各方面性能优异的水性超纤。

【技术实现步骤摘要】
一种超纤含浸用水性聚氨酯的合成方法及应用
本专利技术涉及聚氨酯合成
，具体涉及一种超纤含浸用水性聚氨酯的合成方法及应用。
技术介绍
聚氨酯是多元醇与异氰酸酯进行加聚反应生成的主链中含有氨基甲酸酯基团(-NH-COO-)的高分子化合物的统称，由于其具有高强度、高耐磨、高回弹和耐溶剂等特点，如今已被广泛应用于涂料、胶粘剂、保温材料、涂层、弹性体等各个方面。虽然用于涂层的聚氨酯种类比较多，性能比较齐全，但是大多数还是溶剂型体系，在生产和使用的过程中对环境，对人员都会有一定的影响。在近几年随着环保要求的提高，以水性体系的水性聚氨酯得到了快速发展，虽然在一些方面能够替代溶剂型聚氨酯，但是不管是聚醚型、聚酯型还是聚碳型水性聚氨酯在很多性能方面还达不到溶剂型聚氨酯的性能，特别是在超纤含浸方面更是相差很大，特别是在耐高温性、耐碱性、耐黄变性、抗紫外、回弹性等方面，与溶剂型聚氨酯更是相差甚远，这样就限制了水性超纤的发展。目前合成的水性聚氨酯不管是聚醚型、聚酯型还是聚碳型，在使用的过程中都会有易水解、不耐碱、不够柔软、回弹差、耐温性差、抗紫外线差等缺点。完全达不到溶剂型聚氨酯的性能，很难适用于水性超纤中。基于上述情况，本专利技术提出了一种超纤含浸用水性聚氨酯的合成方法及应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超纤含浸用水性聚氨酯的合成方法。本专利技术的超纤含浸用水性聚氨酯的合成方法，采用预聚体合成法，以耐碱性聚醚多元醇和脂肪族异氰酸酯为主体，通过控制聚氨酯分子链中软硬段的比例，以达到手感柔软、回弹性好的要求。并选择合适的抗氧化剂和紫外线吸收剂对该聚氨酯树脂进行改性，以达到耐高温，耐紫外线的性能。这样在使用于超纤中就会得到各方面性能优异的水性超纤，实现了超纤含浸用水性聚氨酯的合成及应用。为解决以上技术问题，本专利技术提供的技术方案是：一种超纤含浸用水性聚氨酯的合成方法，包括下列步骤：1)将耐碱性二元醇在100℃～130℃的条件下，真空(气压≤-0.08MPa)干燥2～4h，使耐碱性多元醇中的含水量低于0.05％；其中，真空干燥时的气压≤-0.08MPa；所述耐碱性多元醇为聚醚二元醇、聚碳二元醇、聚醚二元醇和聚碳二元醇中的至少一种，且数均分子量的范围为1000～4000；2)将步骤1)中干燥过的耐碱性多元醇与脂肪族异氰酸酯混合均匀，升温到60℃～90℃的条件下，反应1-2h；然后再加入亲水扩链剂、扩链剂混合均匀，在60℃～90℃的条件下反应2-4h，然后加入抗氧化剂、紫外线吸收剂，搅拌均匀，得到水性聚氨酯预聚体；3)将步骤(2)中得到的水性聚氨酯预聚体用中和剂进行中和，然后加入去离子水进行高速分散乳化，得到乳液；4)将步骤(3)得到的乳液与后扩链剂再次进行扩链反应，得到超纤含浸用水性聚氨酯。本专利技术的超纤含浸用水性聚氨酯的合成方法，采用预聚体合成法，以耐碱性聚醚多元醇和脂肪族异氰酸酯为主体，通过控制聚氨酯分子链中软硬段的比例，以达到手感柔软、回弹性好的要求。并选择合适的抗氧化剂和紫外线吸收剂对该聚氨酯树脂进行改性，以达到耐高温，耐紫外线的性能。这样在使用于超纤中就会得到各方面性能优异的水性超纤，实现了超纤含浸用水性聚氨酯的合成及应用。本专利技术的超纤含浸用水性聚氨酯的合成方法根据超纤革在加工过程中碱减量工序的要求，以脂肪族多异氰酸酯和耐碱性多元醇合成了一系列耐碱、耐黄变等优异性能的水性聚氨酯，以及在超纤革中的应用。所述制备的方法为：将耐碱性多元醇与脂肪族族异氰酸酯在一定的条件下反应1-2h，然后再加入亲水扩链剂、扩链剂混合均匀，在一定的条件下反应2-4h，得到水性聚氨酯预聚体；然后向预聚体中加入抗氧化剂、紫外线吸收剂和中和剂，搅拌均匀后在高速搅拌的情况下加入去离子水，最后再加入一定量的后扩链剂进行扩链，进一步增大分子量，最后便可得到耐黄变、耐碱且性能优异的超纤含浸用水性聚氨酯；将该水性聚氨酯调节到一定的固含、一定粘度，然后用超细纤维无纺布进行含浸、烘干、减量、磨毛等一系列工序便可得到各方面性能优异的超纤革。在整个反应的过程中，通过控制R值(-NCO/-OH摩尔比)来调节水性聚氨酯的软硬段比例，从而合成出具有优异性能的水性聚氨酯，将该水性聚氨酯应用于超细纤维革基布中，并经过一系列复杂的工序，最后便可得到柔软丰满、性能优异的超纤革。另外在合成水性聚氨酯的过程中不加任何有机溶剂，从而省去了后续对有机溶剂清除步骤，且以水性聚氨酯代替溶剂型聚氨酯，减少了有机溶剂的使用和排放，降低了生产成本，更具有环保性。本专利技术的整个过程所用到的溶剂只有去离子水，无有机溶剂，做到了完全的环保。优选的，所述耐碱性二元醇、扩链剂和亲水扩链剂均在温度为100℃～130℃，真空气压≤-0.08MPa的条件下干燥，直到其含水率低于0.05％。优选的，步骤1)中，所述二元醇为聚四氢呋喃醚二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚碳酸酯二醇中的任意一种或多种，其分子量都在1000-4000。优选的，步骤2)中，所述脂肪族异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、二环己烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的任意一种或多种。优选的，步骤2)中，所述的扩链剂为乙二醇、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷和甘油中的任意一种或多种；所述的亲水扩链剂为二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸中的任意一种或多种优选的，步骤3)中，所述的中和剂为三乙胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化钠、碳酸氢钠、醋酸钠和氨水中的任意一种或多种；所述的水为去离子水。优选的，步骤4)中所述的扩链剂为乙二胺、异氟尔酮二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的任意一种或多种。优选的，步骤3)中，所述乳液中的水性聚氨酯是一种嵌段共聚物，其数均分子量范围为7000-10000。本专利技术还提供一种所述超纤含浸用水性聚氨酯的应用，将包括所述超纤含浸用水性聚氨酯、去离子水、消泡剂、增稠剂和颜料的原料配制成浆料，含浸于超纤基布，并经过包括减量、水洗、磨毛的工序，得到水性超纤革。本专利技术还提供一种所述超纤含浸用水性聚氨酯的应用，所述超纤含浸用水性聚氨酯应用于汽车用水性超纤革。本专利技术还提供一种超纤含浸用水性聚氨酯，所述超纤含浸用水性聚氨酯采用如前所述的超纤含浸用水性聚氨酯的合成方法制得。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本专利技术的超纤含浸用水性聚氨酯的合成方法，采用预聚体合成法，以耐碱性聚醚多元醇和脂肪族异氰酸酯为主体，通过控制聚氨酯分子链中软硬段的比例，以达到手感柔软、回弹性好的要求。并选择合适的抗氧化剂和紫外线吸收剂对该聚氨酯树脂进行改性，以达到耐高温，耐紫外线的性能。这样在使用于超纤中就会得到各方面性能优异的水性超纤，实现了超纤含浸用水性聚氨酯的合成及应用。本专利技术的超纤含浸用水性聚氨酯的合成方法根据超纤革在加工过程中碱减量工序的要求，以脂肪族多异氰酸酯和耐碱性多元醇合成了一系列耐碱、耐黄变等优异性能的水性聚氨酯，以及在超纤革中的应用。所述制备的方法为：将耐碱性多元醇与脂肪族族异氰酸酯在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超纤含浸用水性聚氨酯的合成方法及应用，其特征在于，包括下列步骤：/n1)将耐碱性二元醇在100℃～130℃的条件下，真空干燥2～4h，使耐碱性多元醇中的含水量低于0.05％；/n其中，真空干燥时的气压≤-0.08MPa；/n所述耐碱性多元醇为聚醚二元醇、聚碳二元醇、聚醚二元醇和聚碳二元醇中的至少一种，且数均分子量的范围为1000～4000；/n2)将步骤1)中干燥过的耐碱性多元醇与脂肪族异氰酸酯混合均匀，升温到60℃～90℃的条件下，反应1-2h；然后再加入亲水扩链剂、扩链剂混合均匀，在60℃～90℃的条件下反应2-4h，然后加入抗氧化剂、紫外线吸收剂，搅拌均匀，得到水性聚氨酯预聚体；/n3)将步骤2)中得到的水性聚氨酯预聚体用中和剂进行中和，然后加入去离子水进行高速分散乳化，得到乳液；/n4)将步骤3)得到的乳液与后扩链剂再次进行扩链反应，得到超纤含浸用水性聚氨酯。/n

【技术特征摘要】
1.一种超纤含浸用水性聚氨酯的合成方法及应用，其特征在于，包括下列步骤：
1)将耐碱性二元醇在100℃～130℃的条件下，真空干燥2～4h，使耐碱性多元醇中的含水量低于0.05％；
其中，真空干燥时的气压≤-0.08MPa；
所述耐碱性多元醇为聚醚二元醇、聚碳二元醇、聚醚二元醇和聚碳二元醇中的至少一种，且数均分子量的范围为1000～4000；
2)将步骤1)中干燥过的耐碱性多元醇与脂肪族异氰酸酯混合均匀，升温到60℃～90℃的条件下，反应1-2h；然后再加入亲水扩链剂、扩链剂混合均匀，在60℃～90℃的条件下反应2-4h，然后加入抗氧化剂、紫外线吸收剂，搅拌均匀，得到水性聚氨酯预聚体；
3)将步骤2)中得到的水性聚氨酯预聚体用中和剂进行中和，然后加入去离子水进行高速分散乳化，得到乳液；
4)将步骤3)得到的乳液与后扩链剂再次进行扩链反应，得到超纤含浸用水性聚氨酯。


2.根据权利要求1所述的超纤含浸用水性聚氨酯的合成方法，其特征在于，所述耐碱性二元醇、扩链剂和亲水扩链剂均在温度为100℃～130℃，真空气压≤-0.08MPa的条件下干燥，直到其含水率低于0.05％。


3.根据权利要求1所述的超纤含浸用水性聚氨酯的合成方法，其特征在于，步骤1)中，所述二元醇为聚四氢呋喃醚二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚碳酸酯二醇中的任意一种或多种，其分子量都在1000-4000。


4.根据权利要求1所述的超纤含浸用水性聚氨酯的合成方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄君新，樊文武，宋兵，
申请(专利权)人：明新孟诺卡浙江新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33