[发明专利]一种水基纳米合成革浆料及纳米合成革的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水基纳米合成革浆料及纳米合成革的制造方法，属于合成革材料技术及合成革制造领域。

背景技术

聚氨酯合成革具有优异的耐磨性、耐寒性、良好的抗撕裂强度和伸长率，同时具有光泽柔和自然、手感丰满、舒适、回复性良好、价格适中、可洗涤等特性，加之其加工简便、价格低廉等特点，从而使聚氨酯合成革成为较为理想的仿革产品。聚氨酯合成革不但替代了很多原来价格昂贵的天然皮制品，而且也逐渐取代低档、廉价的PVC人造革，现已成为人们日常生活中一种不可缺少的消费品。但是，目前在聚氨酯合成革生产过程中，大多采用有机溶剂型的聚氨酯树脂为生产各种产品基层和面层的基本原料，这种类型的聚氨酯会形成致密薄膜，同时分子链中亲水性基团含量很少，使得合成革天然地存在着透气、透水汽性差的缺陷，降低成革的穿着舒适性和卫生性能。同时，聚氨酯合成革中的聚酯组分及各种助剂(增塑剂、热稳定剂、光稳定剂、填料、润滑剂等)可以作为微生物的营养源，在适宜的条件下，细菌和霉菌会大量繁殖，使聚氨酯合成革发霉变质。另外，作为制备聚氨酯树脂的主要原料之一，二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)在紫外线的作用下不仅易黄变，而且成革的耐老化性能也会受到严重影响。由此可见，透气透水汽性问题(舒适性、卫生性)、抑菌防霉问题及抗紫外问题是制约合成革行业发展的亟待解决的技术关键。

随着国家环保法规的日益完善和人们对高性能合成革的追求，传统的溶剂型树脂正面临环境的严峻的挑战。水基聚氨醋以水为分散介质，不仅保留了传统溶剂型的一些优良性能，如良好的耐磨性、柔韧性、耐低温性和耐疲劳性等，而且具有不易燃、气味小、无毒、不污染环境、节约能源等优点，近年来正受到社会的广泛关注。我国目前水基聚氨酯应用到合成革还处于初步阶段，随着环保法规的日益完善，合成革用水性系列产品的前景诱人。但是，国内的水性聚氨酯还没有从根本上解决合成革的低透气透湿，易长霉，不耐黄变三大问题。目前，具备高透气透湿、抑菌防霉或抗紫外功能的合成革产品很多，但产品功能单一且在性能上往往顾此失彼。在纳米合成革的研究发面，也多是采用外添加纳米粉体法，纳米粒子的团聚问题无法得到根本解决。本发明采用原位杂化的方法将纳米级的无机颗粒均匀地引入水基聚氨酯浆料中，用该浆料所制造的纳米合成革具有优异的抑菌防霉性、耐黄变性和透水汽性，截到目前还未见有专利文献和非专利文献报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种水基聚氨酯/纳米SiO₂或TiO₂复合浆料及其纳米合成革的制造方法。其特点是该浆料所制造的纳米合成革具有优异的抑菌防霉性、耐黄变性和透水汽性。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述的原料份数除特殊说明外，均为重量份数。

纳米合成革的制造方法包括以下步骤：

1.水基聚氨酯/纳米SiO₂或TiO₂乳液由以下原料组分组成，按重量计为：

二异氰酸酯                    100份

聚醚或聚酯多元醇              200～300份

小分子二元醇扩链剂            2～4份

交联剂                        2～25份

催化剂                        0～0.5份

亲水性小分子扩链剂            15～25份

成盐剂                        12～18份

纳米前驱液                    44～180份

小分子二元胺扩链剂            2～10份

去离子水                      500～1200份

并按下述工艺步骤及工艺参数制备：

将二异氰酸酯100份、聚醚或聚酯多元醇200～300份、交联剂2～25份和小分子二元醇扩链剂2～4份加入带有搅拌器、温度计和回流冷凝管的反应器中，再加入催化剂0～0.5份，于温度65～85℃反应2h，加入亲水性扩链剂15～25份，于温度60～85℃继续反应2h，得到聚氨酯预聚体；将预聚体降温至温度20～40℃，加入成盐剂12～18份，中和反应20～30min，加入纳米前驱液44～180份，搅拌10～30min，在高速搅拌下，加入去离子水500～1200份，小分子二元胺扩链剂2～10份，乳化2h，获得固含量为25～40wt％的水基聚氨酯/纳米SiO₂或TiO₂乳液；