本發(fā)明涉及合成革用樹脂,具體為一種合成革用抗靜電面層樹脂。
背景技術(shù):
1、隨著人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)及世界各國對(duì)環(huán)保限制的日益提高,聚氨酯合成革行業(yè)的環(huán)保問題也越來越被行業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)所重視,傳統(tǒng)的溶劑型石油基聚氨酯的使用受到越來越多的限制,所以聚氨酯合成革行業(yè)的去有機(jī)溶劑化以及環(huán)?;男枨笃仍诿冀?。其中,無溶劑型聚氨酯合成革鑒于環(huán)保性能優(yōu)越、生產(chǎn)能耗低、成品革物理性能優(yōu)異、性價(jià)比高等特點(diǎn),近兩年逐漸走入聚氨酯合成革生產(chǎn)企業(yè)的視野,經(jīng)過最近幾年的發(fā)展,取得了一定的成效。
2、當(dāng)下聚氨酯合成革已經(jīng)較多地應(yīng)用到了人類生活的許多方面,為人類提供了諸多便利。聚氨酯優(yōu)異的性能得益于分子鏈中無數(shù)個(gè)交替排列的軟硬不同的結(jié)構(gòu)單元,而軟硬結(jié)構(gòu)單元由于剛度及結(jié)晶性的不同所表現(xiàn)出來的獨(dú)特性能及綜合性能可賦予聚氨酯分子鏈良好的蠕動(dòng)性與力的承載性,使得聚氨酯合成革宏觀上具有獨(dú)特的韌性與回彈性、良好的耐折性與彈性,以及極具柔軟的手感。聚氨酯合成革在鞋類、沙發(fā)、服裝、家具、內(nèi)墻體得到了廣泛的應(yīng)用,但這些領(lǐng)域在享受聚氨酯合成革美觀與便利的同時(shí)也會(huì)受到靜電的困擾。合成革表面帶有的靜電容易吸附灰塵,形成一層塵埃的薄膜,不但影響美觀,而且給日常清理帶來較大麻煩;另外,在較為干燥的地區(qū),皮膚與合成革制品服裝之間由于摩擦、接觸而產(chǎn)生靜電,瞬間電壓較高,會(huì)引起身體不適,甚至引發(fā)心血管疾病。
3、目前合成革用樹脂抗靜電劑采用碳納米管、碳纖維、導(dǎo)電炭黑等材料,成本價(jià)格高,并且抗靜劑在樹脂合成過程中混合不均,大幅降低樹脂抗靜電能力,對(duì)合成工藝精度要求高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供了合成革用抗靜電面層樹脂,解決了上述提出的問題。
2、為實(shí)現(xiàn)以上目的,本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):一種合成革用抗靜電面層樹脂,包括芳香族異氰酸酯25-35質(zhì)量份、親水型聚酯多元醇20-25質(zhì)量份、小分子二元醇擴(kuò)鏈劑10-15質(zhì)量份、催化劑0.3-1質(zhì)量份、段羥基硅烷2-3質(zhì)量份和導(dǎo)電助劑1-3質(zhì)量份。
3、優(yōu)選的,所述親水型聚酯多元醇由脂肪族羧酸、聚乙二醇、二羥甲基丙酸和鈦酸四丁酯組成;所述脂肪族羧酸為二酸和丁二酸中的任意一種。
4、一種合成革用抗靜電面層樹脂的制備方法,由以下步驟組成:
5、預(yù)聚反應(yīng):將親水型聚酯多元醇加入到反應(yīng)容器中,反應(yīng)容器中溫度設(shè)定為80℃,緩慢加入芳香族異氰酸酯,同時(shí)加入適量的催化劑來加速反應(yīng);在此過程中,芳香族異氰酸酯的異氰酸根與親水型聚酯多元醇的羥基發(fā)生反應(yīng),生成預(yù)聚物;預(yù)聚反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí),反應(yīng)容器不斷攪拌;異氰酸酯基與羥基的摩爾比為1.8:1;以保證預(yù)聚物有足夠的未反應(yīng)異氰酸根用于后續(xù)的擴(kuò)鏈反應(yīng)。
6、擴(kuò)鏈反應(yīng):預(yù)聚反應(yīng)完成后,通過入料控制系統(tǒng)向得到的預(yù)聚物中加入小分子二元醇擴(kuò)鏈劑,小分子二元醇擴(kuò)鏈劑的羥基與預(yù)聚物中的未反應(yīng)異氰酸根繼續(xù)反應(yīng);使聚合物的分子鏈增長、分子量增大,從而提高樹脂的性能。
7、引入端羥基硅烷:擴(kuò)鏈反應(yīng)結(jié)束后,將端羥基硅烷加入到反應(yīng)容器中,端羥基硅烷的羥基可以與預(yù)聚物或擴(kuò)鏈后的聚合物發(fā)生反應(yīng),將硅烷結(jié)構(gòu)引入到樹脂分子中;可以提高樹脂的附著力、耐水性和耐熱性等性。
8、添加導(dǎo)電助劑:將導(dǎo)電助劑加入到反應(yīng)容器中,加入導(dǎo)電助劑后,繼續(xù)攪拌一段時(shí)間,電助劑均勻分散在樹脂體系中;導(dǎo)電助劑的作用是賦予樹脂一定的導(dǎo)電性,使其能夠應(yīng)用于需要導(dǎo)電性能。
9、后處理:反應(yīng)完成后,通過減壓蒸餾去除未反應(yīng)的原料雜質(zhì)。以提高樹脂的純度和性能。
10、優(yōu)選的,所述親水型聚酯多元醇的制備方法由以下步驟組成:
11、s1、對(duì)脂肪族羧酸干燥處理;
12、s2、將聚乙二醇加入反應(yīng)釜中,開啟攪拌并緩慢升溫至140℃,使其充分熔融并去除存在的水分;
13、s3、在攪拌下,依次加入脂肪族羧酸和二羥甲基丙酸;加入過程要緩慢,保證局部熱量穩(wěn)定和反應(yīng)均勻;
14、s4、繼續(xù)升溫至反應(yīng)溫度180℃,同時(shí)通入氮?dú)?,隔絕反應(yīng)體系中的空氣,阻止氧化反應(yīng);
15、s5、當(dāng)反應(yīng)體系達(dá)到預(yù)定180℃溫度后,加入鈦酸四丁酯催化劑,所述催化劑的用量為原料總質(zhì)量的0.8%。
16、s6、不斷監(jiān)測(cè)反應(yīng)體系的溫度、壓力和酸值變化;酯化反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生水,通過回流冷凝管將水冷凝并排出反應(yīng)體系;反應(yīng)時(shí)間為10小時(shí),直到酸值達(dá)到要求后,停止加熱,繼續(xù)攪拌并冷卻反應(yīng)體系至室溫。
17、優(yōu)選的,所述導(dǎo)電助劑包括:聚噻吩、聚吡咯、聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯蠟和鄰苯二甲酸二辛酯;
18、所述導(dǎo)電助劑的制備方法由以下步驟組成:
19、對(duì)聚噻吩和聚吡咯進(jìn)行預(yù)干燥處理,去除材料中的水分和揮發(fā)性雜質(zhì);
20、將干燥后的聚噻吩和聚吡咯以及聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯蠟和鄰苯二甲酸二辛酯加入到密煉機(jī)中,逐漸升高溫度至兩者的熔點(diǎn)以上,材料處于熔融狀態(tài);密煉機(jī)溫度設(shè)置在220℃,共混的時(shí)間為30分鐘;
21、在共混過程中,需要對(duì)物料進(jìn)行充分的混合攪拌,確保聚噻吩和聚吡咯能夠均勻地分散在共混物中;
22、將共混后的物料從共混設(shè)備中取出,進(jìn)行水冷成型;冷卻后制成顆粒形態(tài)。
23、聚吡咯具有較高的電導(dǎo)率,并且在空氣中的穩(wěn)定性較好;聚噻吩電導(dǎo)率高,熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好。通過聚噻吩和聚吡咯熔融共混綜合各組分的優(yōu)點(diǎn),提高材料的導(dǎo)電性能和其他性能,更高電導(dǎo)率和更好穩(wěn)定性。同時(shí)降低制造成本,對(duì)制備工藝的精度要求低。
24、優(yōu)選的,所述對(duì)脂肪族羧酸進(jìn)行干燥處理步驟如下:
25、將脂肪族羧酸放置在玻璃器皿容器中,把玻璃器皿容器放入烘箱中;
26、設(shè)置溫度70℃進(jìn)行加熱,加熱過程中要注意通風(fēng),同時(shí)間隔30min攪拌羧酸,干燥時(shí)間為12小時(shí)。
27、優(yōu)選的,所述擴(kuò)鏈反應(yīng)中,擴(kuò)鏈反應(yīng)的溫度與預(yù)聚反應(yīng)溫度相同為80℃,反應(yīng)時(shí)間為1.5小時(shí)。
28、優(yōu)選的,所述入料控制系統(tǒng)包括入料斗、環(huán)境采集模塊和數(shù)據(jù)處理反饋模塊;
29、所述入料斗用于盛放小分子二元醇擴(kuò)鏈劑,并將小分子二元醇擴(kuò)鏈劑根據(jù)反應(yīng)快慢定量送入反應(yīng)容器;
30、所述環(huán)境采集模塊包括濃度傳感器和溫度傳感器;通過濃度傳感器采集反應(yīng)容器中擴(kuò)鏈反應(yīng)過程中溶液濃度;通過溫度傳感器采集加入小分子二元醇擴(kuò)鏈劑后擴(kuò)鏈反應(yīng)實(shí)時(shí)溫度;
31、所述數(shù)據(jù)處理反饋模塊根據(jù)采集擴(kuò)鏈反應(yīng)濃度和實(shí)時(shí)溫度值,設(shè)定填料閾值,通過擴(kuò)鏈反應(yīng)情況與填料閾值對(duì)比后調(diào)整小分子二元醇填料量。通過傳感器精準(zhǔn)定量分配小分子二元醇添加量,避免擴(kuò)鏈反應(yīng)過于劇烈導(dǎo)致體系溫度過高或產(chǎn)生凝膠,提高反應(yīng)速率。
32、優(yōu)選的,擴(kuò)鏈反應(yīng)情況與填料閾值對(duì)比后調(diào)整小分子二元醇填料量的方法由以下步驟組成:
33、步驟一、根據(jù)擴(kuò)鏈反應(yīng)總填料配比計(jì)算反應(yīng)后最終濃度值為a,擴(kuò)鏈反應(yīng)中濃度傳感器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)為b;
34、步驟二、溫度傳感器監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)擴(kuò)鏈反應(yīng)溫度閾值溫度設(shè)置為82℃,溫度傳感器實(shí)時(shí)采集溫度為c;
35、步驟三、當(dāng)采集值b-濃度值a≤0,并且,采集溫度c-82℃≤0時(shí),將采集信息反饋給入料斗周期性加入定量小分子二元醇擴(kuò)鏈劑,每次添加小分子二元醇擴(kuò)鏈劑為1質(zhì)量份。
36、本發(fā)明提供了一種合成革用抗靜電面層樹脂。具備以下有益效果:通過將干燥后的聚噻吩和聚吡咯以及聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯蠟和鄰苯二甲酸二辛酯加入到密煉機(jī)中,逐漸升高溫度至兩者的熔點(diǎn)以上,材料處于熔融狀態(tài);在共混過程中,需要對(duì)物料進(jìn)行充分的混合攪拌,確保聚噻吩和聚吡咯能夠均勻地分散在共混物中;將共混后的物料從共混設(shè)備中取出,進(jìn)行水冷成型;冷卻后制成顆粒形態(tài)。聚吡咯具有較高的電導(dǎo)率,并且在空氣中的穩(wěn)定性較好;聚噻吩電導(dǎo)率高,熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好。通過聚噻吩和聚吡咯熔融共混綜合各組分的優(yōu)點(diǎn),提高材料的導(dǎo)電性能和其他性能,更高電導(dǎo)率和更好穩(wěn)定性。同時(shí)降低制造成本,對(duì)制備工藝的精度要求低。賦予面料優(yōu)異的手感、防水透濕及抗靜電的效果。有著優(yōu)異的物理性能,手感柔軟厚實(shí),作為服裝面料在低溫情況下依舊有著優(yōu)異的手感及抗靜電的效果;同時(shí)由于使用了聚醚多元醇使得服裝面料具備了防水透濕的功能。
37、通過傳感器精準(zhǔn)定量分配小分子二元醇添加量,入料控制系統(tǒng)通過精準(zhǔn)計(jì)算溫度差和濃度差來控制每次小分子二元醇的添加情況,避免擴(kuò)鏈反應(yīng)過于劇烈導(dǎo)致體系溫度過高或產(chǎn)生凝膠,提高反應(yīng)效率。