[发明专利]一种合成革用高性能水性聚氨酯粘合剂制备方法及应用

说明书

一种合成革用高性能水性聚氨酯粘合剂制备方法及应用，以重量份数计，将混合聚合物二醇18～22份、异佛尔酮二异氰酸酯9～11份以及三乙胺1～3份加入到反应釜中，反应后再加入二羟甲基丙酸1.3～1.6份、1,4‑丁二醇0.4～0.6份以及三乙胺1～3份，反应后再加入二乙醇胺3～5份以及水，搅拌，得到多羟基封端的水性聚氨酯，作为A组分，并以六亚甲基二异氰酸酯三聚体作为B组分，即可。本发明采用分步聚合法和多羟基封端技术，制备了多羟基封端的水性聚氨酯，作为A组分，并以HDI三聚体作为B组分，制备的双组份水性聚氨酯粘合剂，使用后可形成高交联的聚氨酯粘合层，可用于高性能水性合成革的制造。

技术领域

本发明涉及合成革技术领域，特别涉及一种合成革用高性能水性聚氨酯粘合剂制备及应用。

背景技术

合成革是模拟天然皮革的组织结构和使用性能，并可作为天然皮革代用品的复合材料。通常以无纺布模拟网状层，以微孔聚氨酯涂层模拟粒面层，所得到的合成革正、反面都与皮革十分相似，并具有一定的透气性，比普通人造革更接近天然皮革，广泛用于制作鞋、靴、箱包和球类等。2014年国内合成革消费量约为45.5亿平方米，其生产总量排名世界第一。预计在2015至2020年间平均复合增长率约为16.3％，2020年市场需求量约为5.85亿立方米。

目前，聚氨酯合成革的生产主要采用溶剂型的生产工艺，其基本工艺流程如下:非织造布→溶剂型聚氨酯湿法凝固涂层(底层)→水洗→干燥→溶剂型聚氨酯干法移膜涂层(上层)。采用这种生产工艺存在以下重大的技术问题。其一，采用溶剂型聚氨酯湿法凝固涂层作底层，湿法凝固涂层是将溶剂型聚氨酯(PU)浆料，利用滚涂机涂布在非织造布的表面，然后进入“H₂O-DMF”凝固浴，使PU凝固而形成具有微孔结构的薄膜。这种工艺中采用了DMF(二甲基甲酰胺)做溶剂，加工过程会造成DMF的溶剂污染。而且，水并不能完全的置换聚氨酯中的DMF，会引起产品的DMF残留问题，最终造成产品安全问题。而这种产品安全问题，会在众多的技术壁垒和贸易壁垒中，限制产品进入高档市场。其二，采用溶剂型聚氨酯湿法凝固涂层工艺，干燥需要较大的能耗，目前，一条生产线所需的能耗为电能115KW/小时，蒸汽70万大卡/小时。其三，采用溶剂型聚氨酯湿法凝固涂层工艺，需要专门的DMF回收装置，同时也需要较高的能耗，目前，就一套月回收20吨DMF的装置投入在350万元左右。其四，采用溶剂型聚氨酯干法移膜涂层作顶层，这种工艺是将溶剂型聚氨酯浆料，利用刮涂机涂布在离型纸的表面，然后与带有湿法移凝固涂层的非织造布贴合，干燥后剥离，将聚氨酯膜转移到湿法移膜层的表面，最终得到合成革。由于这种工艺采用溶剂型涂饰系统，含有大量的有毒有机溶剂，如TOL(甲苯)、MEK(甲乙酮)和THF(四氢呋喃)等。在生产过程中这些有机溶剂极易挥发，严重污染环境并且对现场操作人员的身体健康造成威胁。

依据上述传统的溶剂型生产工艺，生产过程存在着严重的环境污染问题，是一个非清洁的生产过程。所得到的聚氨酯合成革中容易出现DMF的残留问题，对人体有较大的危害。所以，依据目前的发展趋势，研究清洁化的生产工艺，生产环境友好型的聚氨酯合成革是一个必然的趋势。其中，以水性聚氨酯替代溶剂型聚氨酯，生产水性聚氨酯合成革是主要的研发方向，但是水性聚氨酯耐水性、耐水解性较差，导致水性聚氨酯合成革的性能较差。特别是水性聚氨酯粘合剂，难以实施干贴和半干贴工艺，而且由于耐水性和耐水解性不足，导致湿剥离强度和水解剥离强度很低，限制了水性聚氨酯合成革的应用。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的是提供一种合成革用高性能水性聚氨酯粘合剂制备及应用。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：