[发明专利]一种超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用，涉及新型材料技术领域。本发明提供的超纤革用水性聚氨酯及其制备方法，通过工艺流程的设计，采用丙酮中的一次扩链和去离子水中的二次扩链工艺合成超纤革用水性聚氨酯，合成得到的超纤革用水性聚氨酯储存稳定性较高，且具有极强的耐水解性能，可解决超纤革用水性聚氨酯容易发生凝胶现象导致稳定性较差，耐水性一般的技术问题，其应用于超纤革制备工艺，可使得制备得到的超纤革具有耐磨、稳定、环保等优点。

技术领域

本发明涉及新型材料技术领域，特别涉及一种超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用。

背景技术

超细纤维聚氨酯合成革，即超纤革，是超细纤维短纤通过针刺制成三维网络结构无纺布经聚氨酯树脂含浸、开纤、后整理等工艺制备而成。超纤革具有极其优异的透水汽、耐老化及耐磨性能，已经逐步代替真皮革。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。然而目前超纤革含浸工艺所用树脂几乎全部为溶剂型聚氨酯，即造成环境污染及资源浪费，且超纤革中溶剂长久挥发危害身体，因此溶剂型聚氨酯将被限制于超纤革中的应用。

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，因此制备基于水性聚氨酯超纤革是超纤革行业大势所趋。当非织造布（聚酯/水溶性聚酯(PET/COPET) 或聚酰胺/水溶性聚酯(PA6/COPET)）浸渍于水性聚氨酯，高温固化后，再通过碱减量开纤工艺使非织造布溶解，从而具有天然皮革的微孔结构。

需要说明的是，碱减量开纤工艺是长时间的高温、高碱作用，对水性聚氨酯的耐水性要求极高，而水性聚氨酯与溶剂型聚氨酯相比具有耐水性较差、固含量低及干燥速度慢的问题，从而制约了水性聚氨酯在超纤革中的应用。为了提高水性聚氨酯的耐水性能，中国专利CN102432814A通过引入环氧树脂改性来提高水性聚氨酯的耐水性能；中国专利CN101074278 以二异氰酸酯与三元醇合成超支化聚氨酯来提高耐水性能。

在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：

现有技术为了提高水性聚氨酯的耐水性能，需要引入交联结构来限制链段运动，但交联剂用量及反应条件控制不当很容易导致水性聚氨酯发生凝胶现象，使得水性聚氨酯的稳定性较差，耐水性一般。

发明内容

针对相关技术存在的上述问题，本发明提供了一种超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用，通过采用丙酮中的一次扩链和去离子水中的二次扩链工艺合成超纤革用水性聚氨酯，合成得到的超纤革用水性聚氨酯储存稳定性较高，且具有极强的耐水解性能。本发明的技术方案如下：

根据本发明实施例的第一个方面，提供一种超纤革用水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

（1）将季戊四醇与二异氰酸酯共混得到第一反应液，将所述第一反应液于80~90°C下反应1~2 h后，降温至20~25°C，再向所述第一反应液加入乙二胺基乙磺酸钠并反应2~3h，制备得到亲水性交联剂，所述季戊四醇、所述二异氰酸酯与所述乙二胺基乙磺酸钠的用量比为1 mol∶4 mol∶4 mol；

（2）将10~50重量份大分子二元醇、2~6重量份小分子二元醇、20~60重量份二异氰酸酯与0.2~0.4重量份催化剂共混得到第二反应液，将所述第二反应液于60~90°C下反应3~4 h后，加入1~5重量份小分子亲水化合物，于60~90°C下继续反应1~2 h，然后将所述第二反应液降温至20~30°C，并缓慢加入1~15重量份所述亲水性交联剂并反应1~2 h后，加入0.5~4重量份中和剂反应0.5~1 h，再将所述第二反应液降温至5~10°C，加入100~250重量份去离子水，以2500~3000 r/min的速度搅拌3~5 min，再缓慢滴加1-15重量份所述亲水性交联剂，以2500~3000 r/min的速度搅拌30 min后进行蒸馏处理，制备得到固含量为25%~40%的超纤革用水性聚氨酯。