用于制备水性聚氨酯的组合物、水性聚氨酯及其制备方法和应用、制备超纤革的方法技术

本发明专利技术涉及类麂皮超纤革领域，公开了用于制备水性聚氨酯的组合物、水性聚氨酯及其制备方法和应用、制备超纤革的方法，该组合物中含有：绒毛粉、氨丙基三乙氧基硅烷KH550、大分子二元醇、小分子二元醇、侧链为聚二甲基硅氧烷二元醇、二异氰酸酯、侧链为羧基的二元醇、乙二胺基乙磺酸钠、中和剂和水。使用该组合物制得的类麂皮超纤革用水性聚氨酯的储存稳定性≥6个月，吸水率≤1％，耐碱性≤2％，耐水性≤2％，耐黄变等级为5级。由本发明专利技术的类麂皮超纤革用水性聚氨酯制得的类麂皮超纤革在保证了耐磨性、耐黄变的同时，绒感更好，撕裂强度更高。撕裂强度更高。撕裂强度更高。

【技术实现步骤摘要】
用于制备水性聚氨酯的组合物、水性聚氨酯及其制备方法和应用、制备超纤革的方法


[0001]本专利技术涉及类麂皮超纤革领域，具体涉及用于制备聚氨酯的组合物、聚氨酯及其制备方法和应用、制备超纤革的方法。

技术介绍

[0002]在我国汽车工业快速发展的同时，汽车配套的内饰材料也得到了跨越式发展，尤其是汽车内饰超纤皮革材料及类麂皮超纤革。目前，类麂皮材料主要由日本、意大利、韩国等公司生产，如意大利的“Alcantara”和韩国“KOLON”等。在汽车内饰领域，世界上中高端品牌汽车内饰面料绝大部分采用意大利Alcantara公司生产的类麂皮超纤革。
[0003]类麂皮超纤革是超细纤维短纤通过针刺制成三维网络结构无纺布，再经聚氨酯树脂含浸、固化、开纤、磨革、后整理等工艺制备而成。类麂皮超纤革的含浸工艺是将聚氨酯均匀地分布于非织造布的间隙中，即聚氨酯性能直接影响超纤革的使用性能。然而目前类麂皮超纤革含浸工艺所用树脂几乎全部为溶剂型聚氨酯，易造成环境污染及资源浪费，因此在类麂皮超纤革中溶剂型聚氨酯的应用将被限制。
[0004]水性聚氨酯是以水为分散介质，具有无溶剂排放、环保等优点，因此基于水性聚氨酯制备类麂皮超纤革是超纤革行业的发展趋势。
[0005]目前关于类麂皮超纤革用水性聚氨酯的专利较少，主要是针对超纤革用水性聚氨酯的合成。例如CN113338051A公开了一种高R值无溶剂水性聚氨酯超纤合成革的制备方法；CN111909351A公开了一种超纤含浸用水性聚氨酯的合成方法及应用；CN111040118A公开了一种超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用。
[0006]目前关于类麂皮超纤革用水性聚氨酯的技术鲜有，而且，现有的水性聚氨酯在类麂皮超纤革的应用中存在如下问题：
[0007]1、类麂皮超纤革用水性聚氨酯耐碱性较差。
[0008]2、类麂皮超纤革用水性聚氨酯普遍采用丙酮法制备。然而，丙酮法仅适用于可溶于丙酮的线性聚氨酯的制备。而且，该方法在合成过程中使用大量丙酮溶剂，增加了蒸馏步骤，增加了成本，同时也降低了产率，增加了能耗。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是为了解决现有技术提供的水性聚氨酯存在的耐水性、耐碱性差且合成过程中必须使用丙酮而导致的不符合绿色环保要求等问题。
[0010]现有的超纤革用水性聚氨酯的结构中普遍不含有硅链或者氟链，专利技术人在研究中发现，这直接导致了现有的超纤革用水性聚氨酯的耐水性、耐碱性差。进一步地，专利技术人还发现，即便是超纤革用水性聚氨酯中含有硅链或者氟链，其耐水性的提高幅度也很低，进而导致在开纤工艺过程中，超纤革的机械强度急剧下降。有鉴于此，专利技术人进行了深入研究后发现，通过控制R值为1.8
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2.1的范围、应用确定种类和用量的绒毛粉与氨丙基三乙氧基硅
烷KH550、二异氰酸酯、侧链为聚二甲基硅氧烷二元醇、侧链为羧基的二元醇，以及大分子二元醇和小分子二元醇等组分的相互配合能够显著地提高由此获得的水性聚氨酯的耐水性、耐碱性，进而改善由此获得的超纤革的机械强度。据此，专利技术人完成了本专利技术的方案。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术的第一方面提供一种用于制备类麂皮超纤革用水性聚氨酯的组合物，该组合物中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分：绒毛粉、氨丙基三乙氧基硅烷KH550、大分子二元醇、小分子二元醇、侧链为聚二甲基硅氧烷二元醇、二异氰酸酯、侧链为羧基的二元醇、乙二胺基乙磺酸钠、中和剂和水；
[0012]以所述绒毛粉的总重量为100重量份计，所述氨丙基三乙氧基硅烷KH550的含量为50
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100重量份，所述大分子二元醇的含量为150
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250重量份；所述小分子二元醇的含量为10
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100重量份；所述侧链为聚二甲基硅氧烷二元醇的含量为5
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25重量份；所述二异氰酸酯的含量为100
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350重量份；所述侧链为羧基的二元醇的含量为10
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20重量份；所述乙二胺基乙磺酸钠的含量为10
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20重量份；所述中和剂的含量为2.5
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25重量份；所述水的含量为500
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2500重量份；且R值为1.8
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2.1；
[0013]所述R值＝N1/N2，N1为二异氰酸酯的摩尔量，N2为大分子二元醇、小分子二元醇、侧链为聚二甲基硅氧烷二元醇、侧链为羧基的二元醇及乙二胺基乙磺酸钠的摩尔量之和；
[0014]所述大分子二元醇选自聚环氧丙烷二元醇、聚四氢呋喃醚二元醇、聚乙二醇、聚碳酸酯二元醇中的至少一种；
[0015]所述小分子二元醇选自乙二醇、1,4
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丁二醇、2
‑
甲基
‑
1,3丙二醇、一缩二乙二醇和1,6
‑
己二醇中的至少一种；
[0016]所述侧链为羧基的二元醇选自二羟甲基丁酸和二羟甲基丙酸中的至少一种。
[0017]本专利技术的第二方面提供一种制备类麂皮超纤革用水性聚氨酯的方法，该方法包括，将第一方面所述的用于制备类麂皮超纤革用水性聚氨酯的组合物中的各组分进行混合；将各组分进行混合的步骤包括：
[0018](1)在搅拌下，将大分子二元醇、小分子二元醇、侧链为聚二甲基硅氧烷二元醇和二异氰酸酯进行第一混合，得到第一混合物；
[0019](2)在搅拌下，将所述第一混合物与侧链为羧基的二元醇、乙二胺基乙磺酸钠进行第二混合，得到第二混合物；所述第二混合物体系的R值为1.8
‑
2.1；
[0020](3)将所述第二混合物与中和剂进行第三混合，得到第三混合物；
[0021](4)在搅拌下，在水存在下，将所述第三混合物与绒毛粉扩链剂进行第四混合，得到固含量为15wt％
‑
35wt％的所述类麂皮超纤革用水性聚氨酯；
[0022]该方法还包括采用含有如下步骤的方法制备所述绒毛粉扩链剂：
[0023]以绒毛粉的重量份为基准，
[0024](a)在水存在下，将绒毛粉与浓硫酸进行第一接触，得到第一反应液；
[0025](b)将碳酸氢钠与所述第一反应液接触以进行中和反应，得到亲水性绒毛粉；
[0026](c)将所述亲水性绒毛粉与氨丙基三乙氧基硅烷KH550、醋酸进行第二接触，得到所述绒毛粉扩链剂。
[0027]本专利技术的第三方面提供由第二方面所述的方法制备得到类麂皮超纤革用水性聚氨酯。
[0028]本专利技术的第四方面提供一种第三方面所述的类麂皮超纤革用水性聚氨酯在制备
类麂皮超纤革中的应用。
[0029]本专利技术的第五方面提供一种由第三方面所述的类麂皮超纤革用水性聚氨酯制备类麂皮超纤革的方法，该方法包括：
[0030](I)采用含浸工艺将含有所述类麂皮超纤革用水性聚氨酯的溶液I与非织造布进行接触，使得所述类麂皮超纤革用水性聚氨酯渗透至所述非织造布中，得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制备类麂皮超纤革用水性聚氨酯的组合物，其特征在于，该组合物中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分：绒毛粉、氨丙基三乙氧基硅烷KH550、大分子二元醇、小分子二元醇、侧链为聚二甲基硅氧烷二元醇、二异氰酸酯、侧链为羧基的二元醇、乙二胺基乙磺酸钠、中和剂和水；以所述绒毛粉的总重量为100重量份计，所述氨丙基三乙氧基硅烷KH550的含量为50
‑
100重量份，所述大分子二元醇的含量为150
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250重量份；所述小分子二元醇的含量为10
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100重量份；所述侧链为聚二甲基硅氧烷二元醇的含量为5
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25重量份；所述二异氰酸酯的含量为100
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350重量份；所述侧链为羧基的二元醇的含量为10
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20重量份；所述乙二胺基乙磺酸钠的含量为10
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20重量份；所述中和剂的含量为2.5
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25重量份；所述水的含量为500
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2500重量份；且R值为1.8
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2.1；所述R值＝N1/N2，N1为二异氰酸酯的摩尔量，N2为大分子二元醇、小分子二元醇、侧链为聚二甲基硅氧烷二元醇、侧链为羧基的二元醇及乙二胺基乙磺酸钠的摩尔量之和；所述大分子二元醇选自聚环氧丙烷二元醇、聚四氢呋喃醚二元醇、聚乙二醇、聚碳酸酯二元醇中的至少一种；所述小分子二元醇选自乙二醇、1,4
‑
丁二醇、2
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甲基
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1,3丙二醇、一缩二乙二醇和1,6
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己二醇中的至少一种；所述侧链为羧基的二元醇选自二羟甲基丁酸和二羟甲基丙酸中的至少一种。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述绒毛粉的平均直径为20μm
‑
60μm；所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯和/或1,6
‑
己二异氰酸酯；所述中和剂选自三乙胺、三乙醇胺和叔丁胺中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述侧链为聚二甲基硅氧烷二元醇的数均分子量为1000
‑
2500。4.一种制备类麂皮超纤革用水性聚氨酯的方法，其特征在于，该方法包括，将权利要求1
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3中任意一项所述的用于制备类麂皮超纤革用水性聚氨酯的组合物中的各组分进行混合；将各组分进行混合的步骤包括：(1)在搅拌下，将大分子二元醇、小分子二元醇、侧链为聚二甲基硅氧烷二元醇和二异氰酸酯进行第一混合，得到第一混合物；(2)在搅拌下，将所述第一混合物与侧链为羧基的二元醇、乙二胺基乙磺酸钠进行第二混合，得到第二混合物；所述第二混合物体系的R值为1.8
‑
2.1；(3)将所述第二混合物与中和剂进行第三混合，得到第三混合物；(4)在搅拌下，在水存在下，将所述第三混合物与绒毛粉扩链剂进行第四混合，得到固含量为15wt％
‑
35wt％的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹淼，薛斌，唐柏林，杨芳，许志，易杰，代正伟，王红梅，李书卿，吴雯，李海东，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：