[發明專利]一種合成革用水性聚氨酯粘合劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310394112.5
• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN103450837A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 劉文峰;劉杰華;馬福蘭;閆克輝;孫海園;馬金明;劉婭林;胡新霞;王金明;劉曉民
• 申請（專利權）人: 山東天慶科技發展有限公司
• 主分類號: C09J175/08
• 分類號: C09J175/08;C08G18/75;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/24
• 代理公司: 德州市天科專利商標事務所 37210
• 代理人: 房成星

技術領域

本發明屬于化工技術領域，涉及一種合成革用水性聚氨酯粘合劑及其制備方法。

背景技術

傳統的聚氨酯合成革在生產過程中，均采用含高揮發性有機溶劑（VOC）的聚氨酯樹脂作為其基本原料，該類型的聚氨酯樹脂均以溶劑聚合法制得，主要溶劑采用高VOC溶劑，如二甲基甲酰胺、丙酮、甲苯、二甲苯、丁酮、乙酸乙酯等，這些高VOC有機溶劑占整個樹脂成分的60%以上，毒副作用大，對環境污染嚴重，易燃易爆，極易引發火災事故，嚴重危害操作人員的身體健康。

在中國專利CN102634318A中，其溶劑的加量為30-70%，而且溶劑優選為選自N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、甲苯、乙酸乙酯、丁酮以及二氯乙烷等高VOC溶劑中的至少兩種。這些高VOC溶劑有機溶劑易燃易爆，極易引發火災事故，對環境污染嚴重，毒副作用大，嚴重危害操作人員的身體健康。

為了減少大氣污染，保護環境，提高生產安全，采用水性聚氨酯代替溶劑型聚氨酯是必然的發展趨勢。水性聚氨酯的有機揮發物含量低、環境效應好，隨著全社會環保意識的普遍提升，尤其是各國環保法規對有機揮發物的含量做出了嚴格限制，采用水性的、環境友好型聚氨酯工藝替代溶劑聚合法工藝，促進產業升級是未來的發展方向。

發明內容

本發明的目的是提供一種環保、安全的合成革用水性聚氨酯粘合劑及其制備方法，以解決現有技術中高VOC有機溶劑使用范圍廣、使用量大，對環境污染大，對生產人員和應用人員的健康危害大等問題。

本發明所述合成革用水性聚氨酯粘合劑，主要由以下重量份數的原料制備而成：

聚四氫呋喃醚二醇11.5-18.2份；

二環己基甲烷二異氰酸酯8.8-9.6份；

磷酸?0.004-0.01份；

辛酸亞錫?0.005-0.015份；

二羥甲基丙酸?0.6-1.5份；

三羥甲基丙烷0.03-0.08份；

三羥甲基丙烷聚氧丙烯聚氧乙烯醚0.7-1.2份；

1，6-己二醇0.08-0.15份；

醋酸酯5-12份；

四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯0.02-0.08份；

硫醇甲基錫0.02-0.03份；

二甲氨基乙醇0.5-1份；

去離子水50-70份；

異佛爾酮二胺0.6-1.3份；

羧甲基纖維素鈉0.01-0.1份。

所述聚四氫呋喃醚二醇，其平均相對分子量為1000±50，其羥值105-120mgKOH/g，酸值≤0.05?mgKOH/g。

所述三羥甲基丙烷聚氧丙烯聚氧乙烯醚相對分子量800±25。

本發明所述的合成革用水性聚氨酯粘合劑的制備方法，包括以下步驟：

1）在氬氣或氮氣的氣氛下，將二環己基甲烷二異氰酸酯、聚四氫呋喃醚二醇和磷酸在裝有回流冷凝器、溫度計、攪拌的反應釜中于70-90℃反應1.5-2小時，至異氰酸基團含量降至2.0%以下；

2）降溫至40-50℃，往反應釜中加入辛酸亞錫、二羥甲基丙酸、三羥甲基丙烷、三羥甲基丙烷聚氧丙烯聚氧乙烯醚、1，6-己二醇、醋酸酯后，升溫至75-85℃，并于75-85℃保溫繼續反應3-4小時；

3）降溫至40-50℃，投加四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯、硫醇甲基錫，攪拌10-15分鐘，然后往反應釜中加入二甲氨基乙醇對反應液進行中和，在40-50℃下繼續反應10-15min；

4）在2000-3000轉/分鐘的快速攪拌下，將反應液加入已溶解異佛爾酮二胺的去離子水中進行攪拌乳化均勻；

5）攪拌乳化均勻后，再加入羧甲基纖維素鈉在500-700轉/分鐘的轉速下攪拌分散均勻，得到所述的合成革用水性聚氨酯粘合劑。

本發明所述磷酸的主要作用是使合成的水性聚氨酯樹脂中含有磷酸酯，磷酸酯的生成大大提高了最終制備的合成革用水性聚氨酯粘合劑與無紡布的潤濕性，使得成膜過程中的平整性更容易控制，且最終制備的合成革具有抗靜電性、低刺激性、殺菌性、低毒性、乳化分散性、化學穩定性、生物降解性等特性。

本發明所述辛酸亞錫是催化劑。

本發明所述二羥甲基丙酸是親水劑，在聚合的聚氨酯骨架分子上引入了親水基團，使得聚氨酯能夠水化。

本發明所述三羥甲基丙烷、1，6-己二醇是小分子擴鏈劑，可以使得聚氨酯分子量增大，或形成體型聚合物，增大制備的合成革用水性聚氨酯粘合劑的綜合性能。