[發明專利]一種白炭黑吸附環保型水性聚氨酯基材及其制備方法

在審

• 申請號: 201710810796.0
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107739570A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 管寧章;管玄;謝永水
• 申請（專利權）人: 遂昌玄樂炭復合材料有限公司
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D7/61;C09D7/63;C09D7/65;C09D5/14;D06M15/01
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技術領域

本發明涉及基材領域，尤其涉及一種白炭黑吸附環保型水性聚氨酯基材。

背景技術

國內市場上的內墻裝飾材料種類繁多，其中采用粘貼工藝施工的壁紙壁布因裝飾性強、施工方便逐漸取代涂料成為人們的首選，但普通壁紙因采用無紡紙為基材，表面僅涂布一層 PVC 材料，時間長了易翹邊發霉、開裂脫膠，普通壁布則因采用織物做面料，容易變形和污損，使用壽命短，不適用于酒店等人流量大的地方。因而急需一種環保的壽命長，隔音效果好，外觀精美的基材。

聚氨酯合成革具有光澤柔和、自然，手感柔軟，真皮感強的外觀，具有與基材粘接性能優異、抗磨損、耐撓曲、抗老化、抗霉菌性好等優異的機械性能，同時還具備耐寒性好、透氣、可洗滌、加工方便、價格優廉等優點，是天然基材的最為理想的替代品，廣泛應用于服裝、制鞋、箱包、家具、體育等行業。

濕法聚氨酯合成革的生產方法是將聚氨酯濕法樹脂中加入DMF溶劑及其它填料、助劑制成混合液，經過真空機脫泡后，浸漬或涂覆于基材上，然后放入與溶劑（DMF）具有親和性，而與聚氨酯樹脂不親和的水中，溶劑（DMF）被水置換，聚氨酯樹脂逐漸凝固,從而形成多孔性皮膜,即微孔聚氨酯粒面層，習慣上稱為貝斯(英文BASS的譯音),其含意是基材(半成品革)的意思,貝斯經過干法貼面或表面經整飾后,如表面印刷、壓花、磨皮等工藝后，才能成為聚氨酯合成革成品。

典型的合成革濕法工藝包括：向油性聚氨酯樹脂的N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液添中加助劑，制成漿料，將漿料浸漬或涂覆于基材上，然后經過25%的DMF水溶液進行洗滌固化，再經過熱水洗滌，然后通過烘箱進行干燥處理，從而形成具有多孔結構的、有彈性和肌膚感的產品—貝斯。其原理為：油性聚氨酯樹脂漿料中含有大量DMF，DMF具有極強的親水性，使漿料中的DMF在濕態下被水置換，從而使油性聚氨酯樹脂預固化；內含水的預固化的貝斯干燥后形成具有多孔結構的、有彈性和肌膚感的貝斯產品。

目前，就合成革技術的發展情況來看，阻礙合成革工業快速發展的主要技術瓶頸問題有 兩個：其一，溶劑型生產系統產生的環境污染問題，粗略計算，我國傳統合成革行業每年對 溶劑型樹脂的需求量為200多萬噸，這就意味著每年大約有150萬噸的有毒害物質揮發排放 到空氣中，如此巨大的廢氣排放量，在制造過程中嚴重污染環境并且對現場操作人員的身體 健康造成威脅，特別是對合成革廠周邊地區產生嚴重影響。其二，由于采用溶劑型的生產系 統，合成革制品中會有溶劑的殘留，特別是溶劑二甲基甲酰胺(DMF)的殘留會超標，難以滿足生態合成革的要求。

在當前國家要求節能減排的大環境下， 開發溶劑型聚氨酯的替代品已是大勢所 趨。水性聚氨酯以水為溶劑， 無毒無危害， 不產生廢水、 廢氣，不污染環境，是溶劑型聚氨酯的理想替代材料， 是實現人造革行業生態健康化生產的需要。

本專利發明人管寧章申請的中國發明專利（申請號CN200610053939.X，申請日2006.10.24）公開了種環保型合成革用聚氨酯組合物及由其制備的合成革和該合成革的制備方法。按重量百分比計包括以下的成份：聚氨酯樹脂35％～60％、炭粉10％～35％、凝固劑0.8％～3％、NN－二甲基甲酰胺1％～10％和丙酮15％～35％。另外還可以添加1％～12％的功能納米材料。該專利用炭粉代替木質素，在配料爐攪拌中可以吸收配料中的有害物質和氣體，有利于環保和工人的健康。同時，將炭粉與合成基材結合在一起，使炭的本質功能在合成革中得到充分的發揮。該方法屬于油性生產工藝，在生產過程中采用了N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶劑，無可避免在合成革中還帶入了微量的N,N-二甲基甲酰胺（DMF）。

《南昌大學》2011年碩士論文《水性聚氨酯酸浴凝聚成膜的探究》論文公開了采用乙酸發泡水性聚氨酯乳液制備合成革，但還文獻也公開了WPU酸浴破乳法表面和截面都有很多的微孔結構，其中未加木質粉相對于添加了木質粉的其微孔結構更豐富，但無論哪一種，與溶劑型PU濕法相比較，微孔結構還相差比較明顯，因此，WPU酸浴破乳法從理論到實踐都需要做進一步研究。

竹醋液是用竹材燒炭的過程中，收集竹材在高溫分解中產生的氣體，并將這種氣體在常溫下冷卻得到的液體物質。竹醋液含有近300種天然高分子有機化合物，有有機酸類、醇類、酮類、醛類、酯類及微量的堿性成分等。自古以來，竹醋液的除臭作用就十分著名，經常用于衛生間的除臭，如今則在家畜的飼料中混以竹醋液，減少排泄物的異味。

發明內容