本發(fā)明涉及高分子聚合物領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種用于服裝革面料的水性聚氨酯及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著人們對(duì)服裝的消費(fèi)需求不斷增加，各種具有防水、防油、易去污的服裝革面料陸續(xù)亮相市場(chǎng)，受到消費(fèi)者的關(guān)注和青睞。用于服裝革面料的聚氨酯得到了廣泛的開(kāi)發(fā)，在此類聚氨酯中，水性聚氨酯作為具有優(yōu)異的化學(xué)性質(zhì)，比如獨(dú)特的柔韌性、耐低溫、粘結(jié)性和高內(nèi)聚能等優(yōu)點(diǎn)，使得水性聚氨酯(WPU)膜制品占得越來(lái)越多的市場(chǎng)需求。水性聚氨酯相關(guān)的面料，其不僅具有上述優(yōu)異的化學(xué)性質(zhì)，還具有環(huán)保、無(wú)毒的性質(zhì)，因而獲得廣大客戶的喜愛(ài)。但是，目前市場(chǎng)上的大部分水性聚氨酯制備的服裝革面料產(chǎn)品的耐折性能并不突出，容易出現(xiàn)裂紋、脫層現(xiàn)象。因此，亟需開(kāi)發(fā)一種新的水性聚氨酯以改善服裝革面料的耐折性以及耐候性，滿足消費(fèi)者對(duì)服裝革面料的質(zhì)量的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種用于服裝革面料的水性聚氨酯及其制備方法，由該水性聚氨酯制備的服裝革面料不僅柔軟，而且具有優(yōu)異的耐折性。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的及其他目的，本發(fā)明是通過(guò)包括以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種水性聚氨酯，包括以下原料組分及重量份：
優(yōu)選地，所述水性聚氨酯包括以下原料組分及重量份：
優(yōu)選地，所述多異氰酸酯選自甲苯二異氰酸脂、二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯和二環(huán)己基二異氰酸酯中任意一種或者多種。
優(yōu)選地，所述聚醚多元醇選自聚四氫呋喃醚多元醇和聚氧化丙烯多元醇中的一種或者兩種。
優(yōu)選地，所述聯(lián)萘酚是由萘酚與FeCl3溶液反應(yīng)制得。所述聯(lián)萘酚由以下方法制備而成：將萘酚單體與FeCl3溶液混合后，在50-70℃、pH 7-8條件下反應(yīng)1-3h，獲得聯(lián)萘酚，反應(yīng)式如下：
優(yōu)選地，所述第一擴(kuò)鏈劑選自二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸、二羥甲基戊酸和二羥甲基辛酸中的一種或多種。
更優(yōu)選地，所述第一擴(kuò)鏈劑為二羥甲基丙酸。
優(yōu)選地，所述第二擴(kuò)鏈劑選自乙二胺、異佛爾酮二胺、1,6-己二胺、1,3-環(huán)己二甲胺和間苯二甲胺中的任意一種或多種。
優(yōu)選地，所述成鹽劑為三乙胺。
優(yōu)選地，所述催化劑選自有機(jī)鋅化合物、有機(jī)錫化合物、有機(jī)堿金屬鹽、叔胺及其鹽化合物中任意一種或多種。
本發(fā)明公開(kāi)了一種制備如上述所述的水性聚氨酯的方法，包括以下步驟：1)將所述聚醚多元醇和所述多異氰酸酯在80-90℃下進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為2-3h；2)再加入所述聯(lián)萘酚、所述第一擴(kuò)鏈劑和所述催化劑在65-80℃下反應(yīng)5-8h；3)加入成鹽劑中和，然后加入冰水乳化，再加入所述第二擴(kuò)鏈劑進(jìn)行后擴(kuò)鏈反應(yīng)，減壓蒸餾，獲得水性聚氨酯。
優(yōu)選地，加入所述第一擴(kuò)鏈劑同時(shí)加入丙酮。
丙酮的作用為調(diào)整反應(yīng)溶液的粘度。丙酮的添加量可根據(jù)反應(yīng)需要酌情添加。所述丙酮在減壓蒸餾階段被蒸餾除去。
在所述步驟1)、2)中，溫度對(duì)反應(yīng)過(guò)程的影響較大，需在反應(yīng)過(guò)程中控制溫度。
優(yōu)選地，所述成鹽劑為胺類助劑，優(yōu)選為三乙胺，三乙胺為堿性，可與羧酸生成鹽類，在本發(fā)明中用來(lái)中和步驟2)中擴(kuò)鏈反應(yīng)中第一擴(kuò)鏈劑的羧酸基團(tuán)。
在步驟3)中，采用冰水的作用是將后擴(kuò)鏈反應(yīng)的溫度控制在低溫范圍，比如5℃，0℃，2℃。
本發(fā)明還公開(kāi)了如上述所述的水性聚氨酯或如上述所述的方法制備的水性聚氨酯在服裝革面料中的用途。
本發(fā)明將聯(lián)萘酚作為小分子擴(kuò)鏈劑，由于聯(lián)萘酚具有芳香的剛性結(jié)構(gòu)，聯(lián)萘酚含有兩個(gè)萘基，并且具有很好的對(duì)稱性，使得獲得水性聚氨酯制品具有更好的物理機(jī)械性能。
綜上所述，本發(fā)明提供一種用于服裝革面料的水性聚氨酯及其制備方法，其有益效果為：本發(fā)明采用聯(lián)萘酚替代現(xiàn)有的小分子擴(kuò)鏈劑進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，由于該擴(kuò)鏈劑具有很好的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，提高了水性聚氨酯樹(shù)脂的耐磨性及耐折性；尤其是，與含有三個(gè)羥甲基官能團(tuán)的三羥甲基丙烷(TMP)作為擴(kuò)鏈劑制備而成的水性聚氨酯相比，由本發(fā)明獲得的水性聚氨酯制備服裝革不僅柔軟，而且具有更好的耐折性。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1
向三口燒瓶中加入95g PPG-3000、20g聚四氫呋喃醚二醇，然后加入26g甲苯二異氰酸脂、14g二苯基甲烷二異氰酸酯加熱至90℃進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，反應(yīng)2h；然后加入2g聯(lián)萘酚、5g二羥甲基丙酸和0.3g二丁基月桂酸錫，加熱至70℃進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，反應(yīng)3h，加入三乙胺3.7g中和，然后加入冰水乳化，加入5g乙二胺進(jìn)行后擴(kuò)鏈反應(yīng)，攪拌30min后，減壓蒸餾除去體系中的丙酮，獲得水性聚氨酯乳液。
實(shí)施例2
向三口燒瓶中加入95g PPG-3000、20g聚四氫呋喃醚二醇，然后加入26g甲苯二異氰酸脂、14g二苯基甲烷二異氰酸酯加熱至90℃進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，反應(yīng)2h；然后加入4g聯(lián)萘酚、5g二羥甲基丙酸和0.3g二丁基月桂酸錫，加熱至70℃進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，反應(yīng)3h，加入三乙胺3.7g中和，然后加入冰水乳化，加入5g乙二胺進(jìn)行后擴(kuò)鏈反應(yīng)，攪拌30min后，減壓蒸餾除去體系中的丙酮，獲得水性聚氨酯乳液。
實(shí)施例3
向三口燒瓶中加入95g PPG-3000、20g聚四氫呋喃醚二醇，然后加入26g甲苯二異氰酸脂、14g二苯基甲烷二異氰酸酯加熱至90℃進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，反應(yīng)2h；然后加入6g聯(lián)萘酚、5g二羥甲基丙酸和0.3g二丁基月桂酸錫，加熱至70℃進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，反應(yīng)3h，加入三乙胺3.7g中和，然后加入冰水乳化，加入5g乙二胺進(jìn)行后擴(kuò)鏈反應(yīng)，攪拌30min后，減壓蒸餾除去體系中的丙酮，獲得水性聚氨酯乳液。
對(duì)比例1
向三口燒瓶中加入95g PPG-3000、20g聚四氫呋喃醚二醇，然后加入26g甲苯二異氰酸脂、14g二苯基甲烷二異氰酸酯加熱至90℃進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，反應(yīng)2h；然后加入6g三羥甲基丙烷、5g二羥甲基丙酸和0.3g二丁基月桂酸錫，加熱至70℃進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，反應(yīng)3h，加入三乙胺3.7g中和，然后加入冰水乳化，加入5g乙二胺進(jìn)行后擴(kuò)鏈反應(yīng)，攪拌30min后，減壓蒸餾除去體系中的丙酮，獲得水性聚氨酯乳液。
檢測(cè)結(jié)果：
將實(shí)施例1至3以及對(duì)比例1以同樣的工藝制備服裝革面料，根據(jù)QBT 2958-2008《服裝用聚氨酯合成革》對(duì)服裝革面料的技術(shù)性能進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)施例1至3以及對(duì)比例1制備的服裝革面料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。
表1實(shí)施例1至3以及對(duì)比例1制備的服裝革面料的技術(shù)性能檢測(cè)結(jié)果
從表1中看出，由實(shí)施例1至3以及對(duì)比例1獲得水性聚氨酯制成的服裝革面料的柔軟性較好，實(shí)施例1至3的服裝革面料的耐折性優(yōu)于對(duì)比例1，說(shuō)明加入聯(lián)萘酚提高了服裝革面料的耐折性能；并且將服裝革面料置于溫度70℃、空氣相對(duì)濕度為95％的烘箱中放置336h后，由實(shí)施例1至3以及對(duì)比例1獲得水性聚氨酯制成的服裝革面料的表面均未出現(xiàn)開(kāi)裂、褪色、脫層的現(xiàn)象，但實(shí)施例1至3的服裝革面料的耐折性明顯優(yōu)于對(duì)比例1的服裝革面料的耐折性，說(shuō)明實(shí)施例1至3的服裝革面料的耐候性高于對(duì)比例1服裝革面料的耐候性。
綜上，本發(fā)明采用聯(lián)萘酚替代現(xiàn)有的小分子擴(kuò)鏈劑進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，由于該擴(kuò)鏈劑具有很好的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，提高了水性聚氨酯樹(shù)脂的耐磨性及耐折性；與含有三個(gè)羥甲基官能團(tuán)的三羥甲基丙烷(TMP)作為擴(kuò)鏈劑制備的水性聚氨酯相比，由本發(fā)明獲得的水性聚氨酯制備服裝革不僅柔軟，而且具有更好的耐折性和耐候性。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明任何形式上和實(shí)質(zhì)上的限制，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明方法的前提下，還將可以做出若干改進(jìn)和補(bǔ)充，這些改進(jìn)和補(bǔ)充也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，當(dāng)可利用以上所揭示的技術(shù)內(nèi)容而做出的些許更動(dòng)、修飾與演變的等同變化，均為本發(fā)明的等效實(shí)施例；同時(shí)，凡依據(jù)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)技術(shù)對(duì)上述實(shí)施例所作的任何等同變化的更動(dòng)、修飾與演變，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。