專利名稱：一種用于人造毛皮底布涂層的復合乳液的制備方法及應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于針織人造毛皮底布涂層乳液的制備方法及其應用，特別是涉及一種聚氨酯/丙烯酸酯復合乳液的制備方法及其應用。
背景技術：
隨著人造毛皮在服飾、服裝領域中的應用不斷擴展，要求人造毛皮具有不同的風格與性能。人造毛皮由人造毛與底布組成，不同毛條配比，不同的織法以及底布涂層等都會影響人造毛皮的性能及其風格。長期以來，作為人造毛皮底布涂層的漿料，最為常用的是聚丙烯酸酯乳液。這類漿料具有成本低、對織物定形的尺寸穩定性好等優點。但水性聚丙烯酸酯漿料的對織物的粘接性及滲透性較差，涂層后織物的脫毛較嚴重而且手感較硬，因此只能應用于一般的長毛絨玩具。對于要求較高的人造毛皮服飾服裝及玩具制品，這樣的產品性能達不到所需要求。聚氨酯具有良好的粘接性和柔韌性，尤其是在低溫環境下仍可表現良好的彈性和回彈性。但國內用于織物涂層的大多為溶劑型聚氨酯，生產過程對環境污染嚴重。
近年來隨著人們環保意識的增強，水性聚氨酯涂料的開發與應用受到了廣泛關注。本研究組已成功開發了一種用于針織人造毛皮底布涂層的聚氨酯乳液[見專利ZL02136588.1]，但在實踐中發現該種產品的確改善了所涂針織人造毛皮的性能，如脫毛量減少，懸垂性好，但還存在一定的缺陷，烘干速度較慢，涂層后毛皮底布有粘感。同時，在該水性聚氨酯的制備過程中，需用丙酮等有機溶劑降低聚氨酯反應體系的粘度，以使聚合及后期乳化能順利進行，乳化后再將有機溶劑減壓抽除。這一過程不僅增加產品的成本，而且浪費資源。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種用于人造毛皮底布涂層的聚氨酯/丙烯酸酯復合乳液的制備方法及其應用，以彌補現有技術的不足和缺陷，滿足生產和生活的需要。
為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是一種用于人造毛皮底布的復合乳液的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將聚醚在90-110℃下真空脫水1-5小時，與化學計量的二異氰酸酯在70-90℃預聚1-5小時，二異氰酸酯(NCO)與羥基(OH)的摩爾比為1.5～3∶1，降溫至40-50℃，加入降粘劑降低預聚物的粘度；(2)加入擴鏈劑進行擴鏈反應0.5-5小時；(3)加入中和劑進行中和，控制PH值為7；(4)降溫至30-40℃，加入無離子水進行自乳化；(5)加入引發劑，引發乳液聚合，得到聚氨酯/丙烯酸酯復合乳液。
作為優選的技術方案所用的擴鏈劑組分中具有如下結構；擴鏈劑的用量占聚合物總重量的重量百分數為1-15％。
R1、R2、R3為碳原子為1～3的烷基所用的擴鏈劑是含羧基的二元醇和普通的二元醇；含羧基的二元醇為二羥甲基丙酸(DMPA)、二羥甲基丁酸中的一種或幾種；普通二元醇為乙二醇、丁二醇，乙二胺、二乙基三胺、甲苯二胺、環己二胺中的一種或幾種。
所用的二異氰酸酯包括芳香族二異氰酸酯和脂肪族二異氰酸酯，為甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、異佛二酮二異氰酸酯(IPDI)、1，6-六次甲基二異氰酸酯(HDI)、二環己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)、二甲苯二異氰酸酯(XDI)、奈二異氰酸酯(NDI)中的一種或幾種。
所用的聚醚是分子量為400-4000的二官能度羥端基聚醚，是聚乙二醇、聚四氫呋喃和聚丙二醇中的一種或幾種。
所用降粘劑是丙烯酸酯類化合物，為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一種或幾種，其加入量為聚合物總重量的10～70％。
所用中和劑是帶雙鍵的叔胺化合物，為二甲基烯丙胺、甲基二烯丙胺、甲基丙烯酸-2-(二甲氨基)乙酯中的一種或幾種。
所用的引發劑為偶氮二異丁腈(AIBN)、過硫酸鉀(KPS)中的一種或幾種，其用量為降粘劑的0.1～2％。
所述的復合乳液可用于針織人造毛皮底布涂層。
本發明的有益效果是不僅優化了制備工藝，降低聚氨酯乳液的成本，減少環境污染，節約資源，同時還改善了涂層應用中所存在的烘干慢，涂層后毛皮底布有粘感等缺點。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細闡述。表1為制備復合乳液的組分及配比
實施例1在裝有攪拌器、回流冷凝器、溫度計的1000ml三口燒瓶中加入已在90℃真空脫水1小時的聚丙二醇(PPG)和二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)。在不斷攪拌下緩慢加熱，反應混合物溫度升至80℃并保持3小時后，降溫至50℃，加入占聚合物總重量的10％的甲基丙烯酸甲酯降低粘度；加入占聚合物總重量的1％的擴鏈劑DMPA和丁二醇的混合物，反應5小時后；加入中和劑二甲基烯丙胺攪拌3小時后，控制PH值為7，降溫至40℃加入無離子水進行自乳化，得到PU/MMA混合乳液；然后加入用量為降粘劑的0.1％的引發劑AIBN，攪拌均勻，升溫至90℃，引發聚合5小時，根據國標測定，得到固含量為24％、粘度為90厘泊、粒徑約為120nm的聚氨酯/丙烯酸酯復合乳液。
實施例2制備過程同實施例1，但配方中的聚醚換成等當量的聚己內酯(PCL)(40g，M＝2000)。根據國標測定，所得固含量為24％、粘度為110厘泊、粒徑為180nm的聚氨酯/丙烯酸酯復合乳液。
實施例3制備過程同實例1，但配方中的聚醚換成等當量的PEG(40g，M＝2000)。根據國標測定，所得固含量為24％、粘度為70厘泊、粒徑為100nm的聚氨酯/丙烯酸酯復合乳液。
實施例4制備過程同實例1，但配方中的甲基丙烯酸甲酯(MMA)換成等重量的MMA和苯乙烯St(MMA∶St＝9∶1)混合液。根據國標測定，所得固含量為24％、粘度為95厘泊、粒徑為150nm的聚氨酯/丙烯酸酯復合乳液。
實施例5制備過程同實例1，但配方中異氰酸酯換成等當量的甲苯二異氰酸酯TDI-80(8.38g，M＝174.5)。根據國標測定，所得固含量為24％、粘度為75厘泊、粒徑為148nm的聚氨酯/丙烯酸酯復合乳液。
實施例6制備過程同實例1，但配方中的偶氮二異丁腈(AIBN)換成等重量的過硫酸鉀(KPS)。根據國標測定，所得固含量為24％、粘度為70厘泊、粒徑為177nm的聚氨酯/丙烯酸酯復合乳液。
實施例7制備過程同實例1，但配方中的ABIN換成等重量的KPS和AIBN(KPS∶AIBN＝3∶1的混合物。根據國標測定，所得固含量為24％、粘度為70厘泊、粒徑為165nm的聚氨酯/丙烯酸酯復合乳液。
實施例8用所制得的聚氨酯/丙烯酸酯乳液進行底布涂層，烘干溫度為130℃，烘干時間為8分鐘。制得的人造毛皮的脫毛率(依據FZ/T 72002-1993標準測試)為2.0毫克/100平方厘米，底布無粘感。
比較例1坯布與加工工藝完全與實例8相同，采用專利[ZL02136588.1]中制備的聚氨酯乳液進行涂層，烘干溫度為130℃，烘干時間為12分鐘。(依據FZ/T72002-1993標準測試)，所得的人造毛皮的脫毛率為2.2毫克/100平方厘米，底布存在粘感。
權利要求
1.一種用于人造毛皮底布涂層的復合乳液的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將聚醚在90-110℃下真空脫水1-5小時，與化學計量的二異氰酸酯在70-90℃預聚1-5小時，二異氰酸酯與羥基的摩爾比為1.5～3∶1，降溫至40-50℃，加入降粘劑降低預聚物的粘度；(2)加入擴鏈劑進行擴鏈反應0.5-5小時；(3)加入中和劑進行中和，控制PH值為6.5-7.5；(4)降溫至30-40℃，加入無離子水進行自乳化；(5)加入引發劑，引發乳液聚合，得到聚氨酯/丙烯酸酯復合乳液。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所用的擴鏈劑組分中具有如下結構；擴鏈劑的用量占聚合物總重量的重量百分數為1-15％， R1、R2、R3為碳原子為1～3的烷基。
3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于所用的擴鏈劑是含羧基的二元醇和普通的二元醇；含羧基的二元醇為二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸中的一種或幾種；普通二元醇為乙二醇、丁二醇，乙二胺、二乙基三胺、甲苯二胺、環己二胺中的一種或幾種。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所用的二異氰酸酯包括芳香族二異氰酸酯和脂肪族二異氰酸酯，為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛二酮二異氰酸酯、1，6-六次甲基二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯、奈二異氰酸酯中的一種或幾種。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所用的聚醚是分子量為400-4000的二官能度羥端基聚醚，是聚乙二醇、聚四氫呋喃和聚丙二醇中的一種或幾種。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所用降粘劑是丙烯酸酯類化合物，為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一種或幾種，其加入量為聚合物總重量的10～70％。
7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所用中和劑是帶雙鍵的叔胺化合物，為二甲基烯丙胺、甲基二烯丙胺、甲基丙烯酸-2-乙酯中的一種或幾種。
8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所用的引發劑為偶氮二異丁腈、過硫酸鉀中的一種或幾種，其用量為降粘劑的0.1～2％。
9.一種如權利要求1、2、4、5、6、7、8中的任意一項所述的復合乳液的應用，其特征在于可用于針織人造毛皮底布涂層。
全文摘要
本發明公開了一種用于人造毛皮底布涂層的復合乳液的制備方法，包括如下步驟(1)將聚醚在90－110℃下真空脫水1－5小時，與二異氰酸酯在70－90℃預聚1－5小時，NCO的與OH的摩爾比為1.5～3∶1，降溫，加入降粘劑降低預聚物的粘度；(2)加入擴鏈劑進行擴鏈反應0.5～5小時；(3)加入中和劑進行中和，控制pH值為7；(4)降溫，加入無離子水進行自乳化；(5)加入引發劑，引發乳液聚合，得到聚氨酯/丙烯酸酯復合乳液；這種復合乳液可用于針織人造毛皮底布涂層。本發明不僅優化了制備工藝，降低聚氨酯乳液的成本，減少環境污染，節約資源，同時還改善了涂層應用中所存在的烘干慢，涂層后毛皮底布有粘感等缺點。
文檔編號D06N3/12GK1772784SQ20051003037
公開日2006年5月17日 申請日期2005年10月11日 優先權日2005年10月11日
發明者陳大俊, 潘紅霞, 張紅, 張清華, 羅偉強 申請人:東華大學