專利名稱：一種水性聚氨酯合成革濕法浸漬貝斯的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚氨酯合成革技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
合成革是模擬天然皮革 的組織結(jié)構(gòu)和使用性能，并可作為天然皮革代用品的復(fù)合材料。通常以無紡布模擬網(wǎng)狀層，以微孔聚氨酯涂層模擬粒面層，所得到的合成革正、反面都與皮革十分相似，并具有一定的透氣性，比普通人造革更接近天然皮革，廣泛用于制作鞋、靴、箱包和球類等。根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示2011年人造革合成革規(guī)模以上企業(yè)(新的劃分標(biāo)準(zhǔn)年銷售收入2000萬以上企業(yè))495家，產(chǎn)量241萬噸，增長9. 57% ;工業(yè)生產(chǎn)總值925. 35億元，增長29. 55% ;利稅69. 85億元，增長32. 12% ;利潤總額47. 86億元，增長36. 15%?？傮w來看，在大的經(jīng)濟(jì)環(huán)境復(fù)蘇的情況下，我國聚氨酯合成革展現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。貝斯在合成革工業(yè)中指半成品，利用水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯，通過后續(xù)常規(guī)的加工工藝，即可生產(chǎn)各類合成革產(chǎn)品。目前，聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯的生產(chǎn)主要采用溶劑型的生產(chǎn)工藝，其基本工藝流程如下非織造布一浸潰一凝固一水洗一擠水一干燥一浸潰貝斯。這種生產(chǎn)首先讓非織造布浸潰以溶劑型聚氨酯(是PU嗎？)為主要成分的浸潰液，然后進(jìn)入二甲基甲酰胺(DMF)和H2O為主要成分組成的凝固液中，由于溶劑型PU與H2O的不相容、而DMF和H2O的無限制的互溶，使得溶劑型PU/DMF體系由于H2O的存在，DMF與H2O之間相互置換，使得DMF被&0萃取出來，最終使得溶劑型形成微孔填充體，填充在非織造布中，從而得到溶劑型聚氨酯濕法浸潰貝斯。這種生產(chǎn)方法會產(chǎn)生兩個重大的問題，其一是采用了 DMF做溶劑，力口工過程會造成DMF的溶劑污染；其二是H2O并不能完全的置換聚氨酯中的DMF，會引起產(chǎn)品的DMF殘留，最終造成產(chǎn)品安全問題。依據(jù)上述傳統(tǒng)的溶劑型聚氨酯合成革濕法貝斯的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)過程存在著嚴(yán)重的MDF環(huán)境污染問題，是一個非清潔的生產(chǎn)過程，對人體有較大的危害。所得到的聚氨酯合成革中容易出現(xiàn)DMF的殘留引起產(chǎn)品安全問題。所以，開發(fā)清潔生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)環(huán)境友好型的聚氨酯合成革是一個必然的趨勢。對于合成革清潔生產(chǎn)技術(shù)和環(huán)境友好型聚氨酯合成革生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)，目前研究是最多的是水性聚氨酯合成革技術(shù)。對于目前溶劑型聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯的生產(chǎn)來說，就是采用水性的聚氨酯代替溶劑型聚氨酯，生產(chǎn)水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯的生產(chǎn)方法，以解決目前溶劑型聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯生產(chǎn)中產(chǎn)生的DMF污染問題和合成革產(chǎn)品中DMF的殘留引起的產(chǎn)品安全問題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是I)浸潰液的制備按質(zhì)量份數(shù)依次將10 50份固含量為30%的陰離子型水性聚氨酯、5 15份填料、10 45份水混合均勻得浸潰液；2)凝固液的制備按質(zhì)量份數(shù)依次將5 10份破乳交聯(lián)劑和80 90份水混合攪拌使破乳交聯(lián)劑溶解，即得凝固液；3)水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯的生產(chǎn)首先，將非織造布通過浸潰槽，用浸潰液浸透，再通過一對軋輥，擠出非織造布中 的部分浸潰液，控制非織造布中浸潰液的含量為非織造布重量的30% 90% ；然后，帶有浸潰液的非織造布通過盛有凝固液的凝固槽，凝固液使水性聚氨酯破乳凝固后和填料一起形成多孔性的填充物，填充在非織造布中；最后，通過水洗、擠水和干燥得水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯。所述的陰離子型水性聚氨酯采用親水性基團(tuán)為羧酸根或磺酸根的陰離子型水性聚氨酯。所述的填料為粒徑大于400目的輕質(zhì)碳酸鈣、木質(zhì)粉、硅藻土中的一種或一種以上任意比例的混合物。所述的破乳交聯(lián)劑為硫酸鋁、十二水硫酸鋁鉀、氯化鋁、堿式甲酸鋁、堿式醋酸鋁、硫酸鋯、氯化鋯、硝酸鋯、硫酸鈦、氯化鐵、硫酸鐵、硫酸鉻、堿式硫酸鉻或甲酸鉻中的一種或一種以上任意比例的混合物。步驟3中浸潰液溫度為20 45°C，凝固液溫度為20 60°C，水洗至pH為6 7。本發(fā)明和目前的溶劑型聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯生產(chǎn)方法相比有以下的優(yōu)勢。其一，本法明利用陰離子型水性聚氨酯代替了溶劑型聚氨酯，生產(chǎn)過程中不會使用任何溶齊U，能夠完全解決目前溶劑型聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯生產(chǎn)中產(chǎn)生的DMF污染問題；其二，本發(fā)明生產(chǎn)的水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯，產(chǎn)品中不含DMF，能夠完全解決目前溶劑型聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯中由于DMF殘留引起的安全問題；其三，由于不使用DMF，和溶劑型聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯的生產(chǎn)相比，省去DMF回收過程，整個生產(chǎn)工藝節(jié)能降耗；其四，整個生產(chǎn)過程中不會使用任何溶劑，能夠提供一個安全的生產(chǎn)環(huán)境，有益于工人的身體健康；其五，所得到的水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯與溶劑型聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯相比，具有極為相似的連通的微孔結(jié)構(gòu)，更加良好的物理機(jī)械性能、透氣性、透水汽性、吸濕排濕性和手感特性。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不只限于這些例子。實施例I :I)浸潰液的制備按質(zhì)量份數(shù)依次將10份固含量為30%的親水性基團(tuán)為羧酸根的陰離子型水性聚氨酯、8份粒徑大于400目的輕質(zhì)碳酸鈣、20份水混合均勻得浸潰液；2)凝固液的制備按質(zhì)量份數(shù)依次將5份破乳交聯(lián)劑硫酸鋁和80份水混合攪拌使破乳交聯(lián)劑溶解，即得凝固液；3)水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯的生產(chǎn)首先，將非織造布通過浸潰槽，用溫度為20°C的浸潰液浸透，再通過一對軋輥，擠出非織造布中的部分浸潰液，控制非織造布中浸潰液的含量為非織造布重量的50% ；然后，帶有浸潰液的非織造布通過盛有溫度為30°C凝固液的凝固槽，凝固液使水性聚氨酯破乳凝固后和填料一起形成多孔性的填充物，填充在非織造布中；最后，通過水洗至pH為6、擠水和干燥得水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯?！嵤├? I)浸潰液的制備按質(zhì)量份數(shù)依次將50份固含量為30%的親水性基團(tuán)為磺酸根的陰離子型水性聚氨酯、12份粒徑大于400目的木質(zhì)粉、45份水混合均勻得浸潰液；2)凝固液的制備按質(zhì)量份數(shù)依次將10份破乳交聯(lián)劑硫酸鋁與十二水硫酸鋁鉀的混合物和88份水混合攪拌使破乳交聯(lián)劑溶解，即得凝固液；3)水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯的生產(chǎn)首先，將非織造布通過浸潰槽，用溫度為30°C的浸潰液浸透，再通過一對軋輥，擠出非織造布中的部分浸潰液，控制非織造布中浸潰液的含量為非織造布重量的80% ；然后，帶有浸潰液的非織造布通過盛有溫度為50°C凝固液的凝固槽，凝固液使水性聚氨酯破乳凝固后和填料一起形成多孔性的填充物，填充在非織造布中；最后，通過水洗至pH為7、擠水和干燥得水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯。實施例3 I)浸潰液的制備按質(zhì)量份數(shù)依次將30份固含量為30%的親水性基團(tuán)為羧酸根的陰離子型水性聚氨酯、10份粒徑大于400目的硅藻土、30份水混合均勻得浸潰液；2)凝固液的制備按質(zhì)量份數(shù)依次將8份破乳交聯(lián)劑十二水硫酸鋁鉀、氯化鋁與堿式甲酸鋁的混合物和90份水混合攪拌使破乳交聯(lián)劑溶解，即得凝固液；3)水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯的生產(chǎn)首先，將非織造布通過浸潰槽，用溫度為40°C的浸潰液浸透，再通過一對軋輥，擠出非織造布中的部分浸潰液，控制非織造布中浸潰液的含量為非織造布重量的30% ；然后，帶有浸潰液的非織造布通過盛有溫度為20°C凝固液的凝固槽，凝固液使水性聚氨酯破乳凝固后和填料一起形成多孔性的填充物，填充在非織造布中；最后，通過水洗至pH為6. 5、擠水和干燥得水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯。實施例4:I)浸潰液的制備按質(zhì)量份數(shù)依次將20份固含量為30%的親水性基團(tuán)為磺酸根的陰離子型水性聚氨酯、5份粒徑大于400目的輕質(zhì)碳酸鈣與木質(zhì)粉的混合物、10份水混合均勻得浸潰液；2)凝固液的制備按質(zhì)量份數(shù)依次將6份破乳交聯(lián)劑堿式醋酸鋁和83份水混合攪拌使破乳交聯(lián)劑溶解，即得凝固液；3)水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯的生產(chǎn)首先，將非織造布通過浸潰槽，用溫度為45°C的浸潰液浸透，再通過一對軋輥，擠出非織造布中的部分浸潰液，控制非織造布中浸潰液的含量為非織造布重量的90% ；然后，帶有浸潰液的非織造布通過盛有溫度為40°C凝固液的凝固槽，凝固液使水性聚氨酯破乳凝固后和填料一起形成多孔性的填充物，填充在非織造布中；
最后，通過水洗至pH為6. 3、擠水和干燥得水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯。實施例5 I)浸潰液的制備按質(zhì)量份數(shù)依次將40份固含量為30%的親水性基團(tuán)為羧酸根的陰離子型水性聚氨酯、15份粒徑大于400目的輕質(zhì)碳酸鈣、木質(zhì)粉與硅藻土的混合物、35份水混合均勻得浸潰液；2)凝固液的制備按質(zhì)量份數(shù)依次將9份破乳交聯(lián)劑堿式醋酸鋁、氯化鋯、氯化鐵與甲酸鉻的混合物和85份水混合攪拌使破乳交聯(lián)劑溶解，即得凝固液；3)水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯的生產(chǎn)首先，將非織造布通過浸潰槽，用溫度為35 V的浸潰液浸透，再通過一對軋輥，擠出非織造布中的部分浸潰液，控制非織造布中浸潰液的含量為非織造布重量的60% ；然后，帶有浸潰液的非織造布通過盛有溫度為60°C凝固液的凝固槽，凝固液使水性聚氨酯破乳凝固后和填料一起形成多孔性的填充物，填充在非織造布中；最后，通過水洗至pH為6. 8、擠水和干燥得水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯。本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)和原理有以下幾點在帶有浸潰液的非織造布浸入凝固液以后，一方面，這些破乳交聯(lián)劑會發(fā)生水解產(chǎn)生酸(H+)，將陰離子型水性聚氨酯中的親水性基團(tuán)羧酸根離子(-C00_)和磺酸根離子(-SO3-)轉(zhuǎn)化為羧酸根(-C00H)和磺酸根(-SO3H)。由于-COOH或者-SO3H的親水性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于_0)0_和_S03_，所以陰離子型水性聚氨酯在水溶液中的穩(wěn)定性極具下降，產(chǎn)生破乳作用；另一方面，這些破乳交聯(lián)劑的陽離子，即三價鋁離子(Al3+)、四價鋯離子(Zr4+)、三價鐵離子(Fe3+)、三價鉻離子(Cr3+)會進(jìn)一步的和羧酸根于-C00—和_S03_發(fā)生配位反應(yīng)，并產(chǎn)生交聯(lián)作用。在破乳交聯(lián)劑的破乳和交聯(lián)的雙重作用下，陰離子型水性聚氨酯失去在水中的溶解或分散能力，從而發(fā)生破乳凝固，形成具有微孔結(jié)構(gòu)的聚氨酯凝固體。與常用的溶劑型聚氨酯濕法浸潰貝斯生產(chǎn)方法相比，用陰離子型水性聚氨酯代替了溶劑型聚氨酯，用破乳交聯(lián)劑和水組成的凝固液代替了 DMF (二甲基甲酰胺)和水組成的凝固液，消除了 DMF的使用和污染問題，也消除了溶劑型聚氨酯合成革濕法貝斯中因為DMF殘留而引起的產(chǎn)品安全問題。水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯與溶劑型聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯相比，具有極為相似的連通的微孔結(jié)構(gòu)，更加良好的物理機(jī)械性能、透氣性、透水汽性、吸濕排濕性和手感特性?；拘阅軐Ρ热绫鞩所示。表I兩種聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯的基本性能對比
權(quán)利要求
1.一種水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟 1)浸潰液的制備 按質(zhì)量份數(shù)依次將10 50份固含量為30%的陰離子型水性聚氨酯、5 15份填料、10 45份水混合均勻得浸潰液； 2)凝固液的制備 按質(zhì)量份數(shù)依次將5 10份破乳交聯(lián)劑和80 90份水混合攪拌使破乳交聯(lián)劑溶解，即得凝固液； 3)水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯的生產(chǎn) 首先，將非織造布通過浸潰槽，用浸潰液浸透，再通過一對軋輥，擠出非織造布中的部分浸潰液，控制非織造布中浸潰液的含量為非織造布重量的30% 90% ； 然后，帶有浸潰液的非織造布通過盛有凝固液的凝固槽，凝固液使水性聚氨酯破乳凝固后和填料一起形成多孔性的填充物，填充在非織造布中； 最后，通過水洗、擠水和干燥得水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的陰離子型水性聚氨酯采用親水性基團(tuán)為羧酸根或磺酸根的陰離子型水性聚氨酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的填料為粒徑大于400目的輕質(zhì)碳酸鈣、木質(zhì)粉、硅藻土中的一種或一種以上任意比例的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的破乳交聯(lián)劑為硫酸鋁、十二水硫酸鋁鉀、氯化鋁、堿式甲酸鋁、堿式醋酸鋁、硫酸鋯、氯化鋯、硝酸鋯、硫酸鈦、氯化鐵、硫酸鐵、硫酸鉻、堿式硫酸鉻或甲酸鉻中的一種或一種以上任意比例的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種水性聚氨酯合成革濕法浸潰貝斯的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟3)中浸潰液溫度為20 45°C，凝固液溫度為20 60°C，水洗至pH為6 7。
全文摘要
本發(fā)明提供一種水性聚氨酯合成革濕法浸漬貝斯的生產(chǎn)方法，包括用水性聚氨酯、填料、水制得的浸漬液；用破乳交聯(lián)劑、水混合制得的凝固液；將非織造布通過浸漬槽，用浸漬液浸透，再通過一對軋輥，擠出非織造布中的部分浸漬液；帶有浸漬液的非織造布通過盛有凝固劑的凝固槽，凝固劑使水性聚氨酯破乳凝固后和填料一起形成多孔性的填充物，填充在非織造布中；通過水洗、擠水和干燥，即得水性聚氨酯合成革濕法浸漬貝斯。本法制得產(chǎn)品具有極為相似的微孔結(jié)構(gòu)，更加良好的物理機(jī)械性能、透水汽性能和手感特性。該方法能夠解決溶劑型聚氨酯濕法浸漬貝斯生產(chǎn)中，DMF的溶劑污染問題和DMF的殘留引起的產(chǎn)品安全問題。
文檔編號D06M15/564GK102877323SQ20121039133
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月11日
發(fā)明者施凌山, 馬興元, 牛建民, 張曉鐳 申請人:福建可利達(dá)合成纖維有限公司