一种填充用水性聚氨酯树脂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种填充用水性聚氨酯树脂及其制备方法 (Waterborne polyurethane resin for filling and preparation method thereof ) 是由 徐旭东 刘娅林 陈玉国 张留成 胡文翠 郭翠娟 耿俊玲 梁新新 于 2020-12-22 设计创作，主要内容包括：一种填充用水性聚氨酯树脂及其制备方法,一种填充用水性聚氨酯树脂,包括如下重量份数的物质：聚丙二醇500-600份,二异氰酸酯化合物120-180份,二羟甲基丁酸20-30份,催化剂0.1-0.3份,丙酮30-40份,扩链剂20-30份,中和剂10-18份,去离子水1200-1700份。本发明的产品发明的产品具有环保型、低毒性,产品低VOC等优点。填充后的皮革柔软度在2.5-3.0mm,合成革在4.0mm。本专利制备的填充用水性聚氨酯树脂在真皮厂和合成革厂应用后,可满足行业用革的要求。(The waterborne polyurethane resin for filling comprises the following components in parts by weight: 600 parts of polypropylene glycol, 180 parts of diisocyanate compound, 20-30 parts of dimethylolbutyric acid, 0.1-0.3 part of catalyst, 30-40 parts of acetone, 20-30 parts of chain extender, 10-18 parts of neutralizer and 1200 parts of deionized water. The product of the invention has the advantages of environmental protection, low toxicity, low VOC and the like. The softness of the filled leather is 2.5-3.0mm, and the softness of the synthetic leather is 4.0 mm. The waterborne polyurethane resin for filling prepared by the method can meet the requirements of industrial leather after being applied in a leather factory and a synthetic leather factory.)
技术领域
本发明属于皮革喷涂胶黏剂领域，具体地说是一种填充用水性聚氨酯树脂及其制备方法。
背景技术
真皮制革厂对原皮处理后，将皮胚分为头层皮和二层皮，二层皮在应用过程中普遍偏硬，柔韧度不够。为了更好的利用二层皮胚，通常对皮胚进行复鞣加脂来填充皮胚，但具有局限性。随着环保压力的增大，皮革厂的水场要求越来越严格，急需对工艺进行改进。合成革厂对基布处理时面临相似的问题。为了符合环保要求及市场需求目前已经研究出了填充用水性聚氨酯树脂，其较水场填料而言采用水作为溶剂，大大降低厂家的环保治理压力，符合环保要求，同时可以减少水场设备、污水等的投入。本发明的产品具有环保型、低毒性，产品低VOC等优点。适用于提高皮胚、基布的柔软度，同时提高皮胚、基布的手感饱和度。市场目前皮革柔软度在2.5-3.0mm，合成革在4.0mm。完全可以满足市场对柔软度的需求。
发明内容
本发明提供一种填充用水性聚氨酯树脂，用以解决现有技术中的缺陷。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种填充用水性聚氨酯树脂，包括如下重量份数的物质：
聚丙二醇500-600份，二异氰酸酯化合物120-180份，二羟甲基丁酸20-30份，催化剂0.1-0.3份，丙酮30-40份，扩链剂20-30份，中和剂10-18份，去离子水1200-1700份。
如上所述的一种填充用水性聚氨酯树脂，所述的聚丙二醇的分子量为2000。
如上所述的一种填充用水性聚氨酯树脂，所述的二异氰酸酯化合物为六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯的其中任意一种或两种以任意比例混合。
如上所述的一种填充用水性聚氨酯树脂，所述的催化剂为有机铋。
如上所述的一种填充用水性聚氨酯树脂，所述的扩链剂为1,6-己二醇、新戊二醇、哌嗪、乙二胺其中任意一种或两种以任意比例混合。
如上所述的一种填充用水性聚氨酯树脂，所述的中和剂N,N-二甲基乙醇胺、三乙胺其中任意一种或两种以任意比例混合。
如上所述的一种填充用水性聚氨酯树脂，所述的水性聚氨酯树脂乳液的应用方法为：以水性聚氨酯树脂乳液：渗透剂：流平剂：中剪切增稠剂：低剪切增稠剂:木质粉＝1000:2:2:0.5:1:1的比例称取水性聚氨酯树脂乳液、渗透剂、流平剂、高剪切增稠剂、低剪切增稠剂，向水性聚氨酯树脂乳液中加入渗透剂和流平剂，使用机械搅拌装置搅拌均匀，再加入中剪切增稠剂和低剪切增稠剂，继续使用机械搅拌装置搅拌均匀，完成填充用水性聚氨酯的配置。
如上所述的一种填充用水性聚氨酯树脂，所述的渗透剂为的中2440。
如上所述的一种填充用水性聚氨酯树脂，所述的流平剂为的高450。
如上所述的一种填充用水性聚氨酯树脂，所述的中剪切增稠剂为WH601。
如上所述的一种填充用水性聚氨酯树脂，所述的低剪切增稠剂为WH301。
如上所述的一种填充用水性聚氨酯树脂，所述的木质粉为200目木质粉。
一种填充用水性聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：采用精确计量磅秤称取聚丙二醇，转移聚丙二醇至脱水反应釜中，密封抽取真空，在负压-0.06MPa，温度为120℃的条件下对聚丙二醇进行脱水操作，脱水1.5h；
步骤二：脱水完成后转移聚丙二醇至聚合反应釜中，降温至60℃以下，精确称取二异氰酸酯化合物和催化剂转移至聚合反应釜中，升温至85℃开始计时进行初步聚合反应，反应为1.5h；
步骤三：初步聚合反应后，进行降温操作，待温度降至55℃以下后，向聚合反应釜中投入精确量的二羟甲基丁酸和催化剂，并加入丙酮促进溶解、降低聚合物粘度，升温至75℃进行接枝聚合反应，反应1.5h，结束第一步接枝聚合反应；
步骤四：结束第一步接枝聚合反应后降温至55℃，称取精确量的前扩链剂加入聚合反应釜中，升温至75℃进行接枝聚合反应，反应1.0h，结束第二步接枝聚合反应。
步骤五：对预聚体进行降温，降温至55℃后将预聚体转移至乳化釜中，采用反应釜的称量磅进行精确计量。根据重量及中和度确定向乳化釜加入中和剂的量，进行亲水中和扩链成盐反应，反应10min，加入去离子水，转相完成后再加入后扩链剂，进行搅拌分散0.5h；
步骤六：步骤五反应结束后，将乳化釜中的混合物转移至蒸馏釜中，加热温度至56-60℃，同时开启真空泵，加热抽真空0.5h，脱去丙酮，得到水性聚氨酯树脂乳液。
本发明的优点是：
1、本发明的产品发明的产品具有环保型、低毒性，产品低VOC等优点。填充后的皮革柔软度在2.5-3.0mm，合成革在4.0mm。本专利制备的填充用水性聚氨酯树脂在真皮厂和合成革厂应用后，可满足行业用革的要求。
2、市场上使用填充用材料，普遍使用转鼓生产工艺，极大地增加了生产成本、设备投入成本及后续废水处理成本，本发明专利采用的填充工艺可以减少各方面的成本及简化生产工艺，更有利于产品的对外推广。
3、目前真皮及合成革生产领域，对VOC测定要求越来越高，本产品对丙酮的需求量很小，在后期脱丙酮时，基本消除干净，可以满足各行业标准VOC的测定要求，另外生产及现场应用时对操作人员无不良影响，产品易于安全储存，无潜在风险，具有明显的环境友好型优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1的检测结果示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
步骤一：采用减量法准确称取576kg聚丙二醇转移至脱水反应釜中，密封抽取真空，在负压-0.06MPa，温度为120℃的条件下对聚丙二醇进行脱水操作，脱水1.5h；
步骤二：脱水完成后转移聚丙二醇至聚合反应釜中，降温至60℃以下，称取甲苯二异氰酸酯140kg和0.18kg有机铋加入聚合反应釜，升温至85℃开始计时开始初步预聚反应，反应为1.5h；
步骤三：反应完成后，降温至55℃，向预聚反应釜中投入23.5kg二羟甲基丁酸和加入40kg丙酮，升温至75℃进行接枝聚合预反应，反应1.5h，结束第一步扩接枝聚合反应；
步骤四：结束第一步接枝聚合反应后降温至55℃，加入前扩链剂9kg新戊二醇，升温至75℃进行接枝聚合反应，反应1h，结束第二步反应。
步骤五：对预聚体进行降温，降温至55℃后将预聚体转移至乳化釜中，向乳化釜加入14kg N,N-二甲基乙醇胺，进行第三步亲水中和扩链成盐反应，反应10min，加入1350kg去离子水，转相完成后加入后扩链剂乙二胺4kg，持续搅拌反应0.5h；
步骤六：步骤五反应结束后，将乳化釜中的混合物转移至蒸馏釜，加热温度至56-60℃，同时开启真空泵，加热抽真空0.5h，脱去丙酮，得水性聚氨酯树脂乳液，乳液固含量为35％。对乳液成膜性能进行检测，薄膜硬度15邵氏A；薄膜拉伸强度1.8MPa，薄膜断裂伸长率750％。
所述的水性聚氨酯树脂乳液的应用方法为：以水性聚氨酯树脂乳液：渗透剂：流平剂：中剪切增稠剂：低剪切增稠剂:木质粉＝1000:2:2:0.5:1:1的比例称取水性聚氨酯树脂乳液、渗透剂、流平剂、中剪切增稠剂、低剪切增稠剂，向水性聚氨酯树脂乳液中加入渗透剂和流平剂，使用机械搅拌装置搅拌均匀，再加入中剪切增稠剂和低剪切增稠剂，继续使用机械搅拌装置搅拌均匀，完成填充用水性聚氨酯的配置。
产品检验报告：
采用三板印刷的方式对真皮皮胚进行填充，填充上料量控制在10丝，烘干后进行物性的检测，柔软度为2.6mm，符合厂家对皮胚生产的要求。
实施例2
一种填充用水性聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：采用减量法准确称取500kg聚丙二醇转移至脱水反应釜中，密封抽取真空，在负压-0.06MPa，温度为120℃的条件下对聚丙二醇进行脱水操作，脱水1.5h；
步骤二：脱水完成后转移聚丙二醇至聚合反应釜中，降温至60℃以下，称取120kg甲苯二异氰酸酯和10kg六亚甲基二异氰酸酯转移至聚合反应釜，升温至85℃开始计时进行第一步预聚反应，反应为1.5h；
步骤三：反应完成后，降温至55℃，向预聚反应釜中投入20kg二羟甲基丁酸和加入30kg丙酮，升温至75℃进行接枝聚合预反应，反应1.5h，结束第一步扩接枝聚合反应；
步骤四：结束第一步接枝聚合反应后降温至55℃，加入前扩链剂20kg1.6己二醇，升温至75℃进行聚合反应，反应1h，结束第二步反应。
步骤五：对预聚体进行降温，降温至55℃后将预聚体转移至乳化釜中，向乳化釜加入13kg三乙胺，进行第三步亲水中和扩链成盐反应，反应0.5h，加入1200kg去离子水，转相完成后加入后扩链剂乙二胺2kg，持续搅拌反应0.5h；
步骤六：步骤五反应结束后，将乳化釜中的混合物转移至蒸馏釜，加热温度至56-60℃，同时开启真空泵，加热抽真空0.5h，脱去丙酮，得水性聚氨酯树脂乳液，乳液固含量为34％。对乳液成膜性能进行检测，薄膜硬度10邵氏A；薄膜拉伸强度1.4MPa，薄膜断裂伸长率800％。
所述的水性聚氨酯树脂乳液的应用方法为：以水性聚氨酯树脂乳液：渗透剂：流平剂：中剪切增稠剂：低剪切增稠剂:＝1000:2:2:0.5：1的比例称取水性聚氨酯树脂乳液、渗透剂、流平剂、中剪切增稠剂、低剪切增稠剂，向水性聚氨酯树脂乳液中加入渗透剂和流平剂，使用机械搅拌装置搅拌均匀，再加入中剪切增稠剂和低剪切增稠剂，继续使用机械搅拌装置搅拌均匀，完成填充用水性聚氨酯的配置。
性能检测：
采用三板印刷的方式对合成革基布进行填充，填充上料量控制在15丝，烘干后进行物性的检测，柔软度为3.9mm，符合厂家对基布生产的要求。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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