本發(fā)明涉及聚氨酯樹脂制備方法領(lǐng)域，具體是一種弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂。
背景技術(shù)：
聚氨酯合成革的生產(chǎn)原料主要是聚氨酯樹脂。現(xiàn)階段合成革用PU樹脂主要為芳香族類產(chǎn)品，價(jià)格相對(duì)低廉，工藝也相對(duì)簡(jiǎn)單。但芳香族聚氨酯樹脂中一般含有N，N-二甲基甲酰胺(DMF)等強(qiáng)極性溶劑(簡(jiǎn)稱強(qiáng)溶劑)，沸點(diǎn)為153℃，高于生產(chǎn)工藝溫度(100-135℃)，合成革制造過(guò)程中，無(wú)法將有毒有害溶劑揮發(fā)干凈，同時(shí)能耗較高。另外，在紫外線照射下，芳香族PU樹脂易被氧化形成為醌亞胺結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致樹脂黃變，當(dāng)用于淺色合成革產(chǎn)品時(shí)將導(dǎo)致產(chǎn)品變色。而脂肪族PU樹脂，在紫外線的照射下能長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定。隨著人們對(duì)合成革產(chǎn)品的品質(zhì)、品種需求越來(lái)越高，綠色環(huán)保、節(jié)能降耗是大勢(shì)所趨，因此對(duì)有優(yōu)越抗紫外光功能的弱極性溶劑(簡(jiǎn)稱弱溶劑)型脂肪族樹脂的需求量也越來(lái)越大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂，以解決現(xiàn)有技術(shù)制備的強(qiáng)溶劑型芳香族聚氨酯樹脂遇光照易黃變，制造合成革時(shí)能耗高，產(chǎn)品未能達(dá)到綠色環(huán)保要求的問(wèn)題。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
一種弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂，其特征在于：其組分及各組分的重量份如下：
有機(jī)錫類或有機(jī)鉍類催化劑，添加量為多元醇化合物重量份的0.001-0.05％。
所述的一種弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂，其特征在于：所述的異氰酸酯為3-異氰酸酯基亞甲基-3,5,5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯。
所述的一種弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂，其特征在于：所述的多元醇化合物為聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇中的一種或兩種，多元醇化合物的平均分子量為1000-3000。
所述的一種弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂，其特征在于：所述的聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇的官能度為2。
所述的一種弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂，其特征在于：所述的二元醇擴(kuò)鏈劑為乙二醇，所述的二元胺擴(kuò)鏈劑為異佛爾酮二胺。
所述的一種弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂，其特征在于：所述的有機(jī)溶劑選用碳酸二甲酯溶劑和異丙醇溶液。
所述的一種弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂，其特征在于：所述的終止劑選用嗎啉終止劑。
所述的一種弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂，其特征在于：所述的多元醇化合物、異氰酸酯、二元醇擴(kuò)鏈劑、二元胺擴(kuò)鏈劑，有機(jī)溶劑的含水率均小于500ppm。
所述的一種弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂，其特征在于：制備方法按以下步驟：
(1)、將多元醇化合物、抗氧劑、二元醇擴(kuò)鏈劑、異氰酸酯加在一起，攪拌混合均勻后加入有機(jī)錫類或有機(jī)鉍類催化劑，在75～85℃溫度條件下本體聚合反應(yīng)2-3小時(shí)，生成異氰酸酯基在兩端的預(yù)聚體，然后降溫至50℃以下；
(2)、向步驟(1)合成的預(yù)聚體中加入35～45％的碳酸二甲酯溶劑，并將溫度進(jìn)一步降低至30℃以下，然后一次性加入碳酸二甲酯溶劑稀釋的異佛爾酮二胺溶液，其中碳酸二甲酯溶劑與異佛爾酮二胺質(zhì)量比為10:1，然后繼續(xù)在30℃以下溫度反應(yīng)30分鐘；
(3)、向步驟(2)合成的預(yù)聚體中一次性補(bǔ)加碳酸二甲酯稀釋的異佛爾酮二胺溶液，其中碳酸二甲酯溶劑與異佛爾酮二胺質(zhì)量比為15:1，然后繼續(xù)在30℃以下溫度反應(yīng)30分鐘；
(4)、對(duì)步驟(3)合成的預(yù)聚體進(jìn)行增粘擴(kuò)鏈反應(yīng)，采用異佛爾酮二胺/碳酸二甲酯溶劑按比例3/4的濃度向反應(yīng)釜中滴加異佛爾酮二胺溶液，滴加速度控制在0.2～0.3Kg/min，當(dāng)電流上漲至要求值以下2A/噸時(shí)，減小滴加速度至0.1～0.2Kg/min，，要求異佛爾酮二胺溶液滴加一直保持不能停，溶液滴加完之前要提前配制溶液，并比上次濃度降低1倍以上；
(5)、電流上漲至要求值前0.5A/噸，停止滴加異佛爾酮二胺溶液，根據(jù)電流情況，加入適量嗎啉終止劑，結(jié)束反應(yīng)；
(6)、加入剩余的碳酸二甲酯溶劑和異丙醇溶液，固含量控制在15～18％，粘度2～4Pa·s/25℃，加入硅油助劑，攪拌均勻后，在反應(yīng)釜中放置12H后，觀察粘度穩(wěn)定時(shí)，卸料，包裝，入庫(kù)。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
本發(fā)明制備的弱溶劑型脂肪族聚氨酯樹脂解決了現(xiàn)有的強(qiáng)溶劑型芳香族聚氨酯樹脂存在的幾個(gè)問(wèn)題：1)在紫外線照射下，芳香族PU樹脂易被氧化形成為醌亞胺結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致樹脂黃變，當(dāng)用于淺色合成革產(chǎn)品時(shí)將導(dǎo)致產(chǎn)品變色。而脂肪族PU樹脂，在紫外線的照射下能長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定；2)芳香族聚氨酯樹脂中一般含有N，N-二甲基甲酰胺(DMF)等強(qiáng)極性溶劑(簡(jiǎn)稱強(qiáng)溶劑)，沸點(diǎn)為153℃，高于生產(chǎn)工藝溫度(100-135℃)，烘干聚氨酯涂層需要更高的熱能，而本體系中使用的弱溶劑，碳酸二甲酯和異丙醇等沸點(diǎn)在80～90℃，烘干涂層需要的熱能更少，達(dá)到了節(jié)能降耗的目標(biāo)；3)兩個(gè)體系中使用的溶劑沸點(diǎn)相差60℃以上，弱溶劑更多更容易揮發(fā)干凈，合成革中殘留的有機(jī)溶劑更少，環(huán)保性能更高，產(chǎn)品檔次高，具有更大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
具體實(shí)施方式
下面給出實(shí)施例以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，有必要在此指出的是以下實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容對(duì)本發(fā)明做出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1：
一種弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂，主要是由以下組分按重量比制備而成：
表1弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂組分表一
本實(shí)施例的弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂的制備步驟如下：
(1)、將聚碳酸酯多元醇，聚酯多元醇進(jìn)行脫水處理；
(1)、將聚碳酸酯多元醇、聚酯多元醇、抗氧劑、二元醇擴(kuò)鏈劑、全部異氰酸酯加在一起，攪拌混合均勻后加入有機(jī)錫類或有機(jī)鉍類催化劑，于75～85℃本體聚合反應(yīng)2-3小時(shí)，生成異氰酸酯基在兩端的預(yù)聚體，然后開始降溫至50℃以下。
(2)、向步驟1)合成的預(yù)聚體中加入35～45％的碳酸二甲酯溶劑，料溫進(jìn)一步降低至30℃以下，一次性加入碳酸二甲酯溶劑稀釋的異佛爾酮二胺溶液，其中碳酸二甲酯溶劑與異佛爾酮二胺質(zhì)量比為10:1，繼續(xù)在30℃以下溫度反應(yīng)30分鐘。
(3)、向步驟2)合成的預(yù)聚體中一次性補(bǔ)加碳酸二甲酯稀釋的異佛爾酮二胺溶液，其中碳酸二甲酯溶劑與異佛爾酮二胺質(zhì)量比為15:1，繼續(xù)在30℃以下溫度反應(yīng)30分鐘。
(4)、對(duì)步驟3)合成的預(yù)聚體進(jìn)行增粘擴(kuò)鏈反應(yīng)，采用IPDA/DMC按比例3/4濃度向反應(yīng)釜中滴加IPDA溶液?？刂频渭铀俣?.2～0.3Kg/min。當(dāng)電流上漲至要求值以下2A/噸(5噸料10A，10噸料20A)減小滴加速度至0.1～0.2Kg/min。IPDA溶液滴加，要求一直保持不能停，溶液滴加完之前要提前配制溶液，并比上次濃度降低1倍以上。
(5)電流上漲至要求值前0.5A/噸，停止滴加IPDA溶液，根據(jù)電流情況，加入適量嗎啉終止劑。結(jié)束反應(yīng)。
(6)加入剩余的溶劑，DMC和IPA，固含量控制在15～18％，粘度2～4Pa·s/25℃，加入硅油助劑，攪拌均勻后，在反應(yīng)釜中放置12H后，觀察粘度穩(wěn)定時(shí)，卸料，包裝，入庫(kù)。
其中，上述的聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、3-異氰酸酯基亞甲基-3,5,5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯(IPDI)、二元醇擴(kuò)鏈劑、二元胺擴(kuò)鏈劑、DMC和IPA溶劑的含水率均小于500ppm。
實(shí)施例2：
一種弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂，主要是由以下組分按重量比制備而成：
表2弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂組分表二
本實(shí)施例的弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂的制備步驟如下：
(1)、將聚碳酸酯多元醇，聚醚多元醇進(jìn)行脫水處理；
(1)、將聚碳酸酯多元醇、聚醚多元醇、抗氧劑、二元醇擴(kuò)鏈劑、全部異氰酸酯加在一起，攪拌混合均勻后加入有機(jī)錫類或有機(jī)鉍類催化劑，于75～85℃本體聚合反應(yīng)2-3小時(shí)，生成異氰酸酯基在兩端的預(yù)聚體，然后開始降溫至50℃以下。
(2)、向步驟1)合成的預(yù)聚體中加入35～45％的碳酸二甲酯溶劑，料溫進(jìn)一步降低至30℃以下，一次性加入碳酸二甲酯稀釋的異佛爾酮二胺溶液，其中碳酸二甲酯溶劑與異佛爾酮二胺質(zhì)量比為10:1，繼續(xù)在30℃以下溫度反應(yīng)30分鐘。
(3)、向步驟2)合成的預(yù)聚體中一次性補(bǔ)加碳酸二甲酯稀釋的異佛爾酮二胺溶液，其中碳酸二甲酯溶劑與異佛爾酮二胺質(zhì)量比為15:1，繼續(xù)在30℃以下溫度反應(yīng)30分鐘。
(4)、對(duì)步驟3)合成的預(yù)聚體進(jìn)行增粘擴(kuò)鏈反應(yīng)，采用IPDA/DMC按比例3/4濃度向反應(yīng)釜中滴加IPDA溶液?？刂频渭铀俣?.2～0.3Kg/min。當(dāng)電流上漲至要求值以下2A/噸(5噸料10A，10噸料20A)減小滴加速度至0.1～0.2Kg/min。IPDA溶液滴加，要求一直保持不能停，溶液滴加完之前要提前配制溶液，并比上次濃度降低1倍以上。
(5)電流上漲至要求值前0.5A/噸，停止滴加IPDA溶液，根據(jù)電流情況，加入適量嗎啉終止劑。結(jié)束反應(yīng)。
(6)加入剩余的溶劑，DMC和IPA，固含量控制在15～18％，粘度2～4Pa·s/25℃，加入硅油助劑，攪拌均勻后，在反應(yīng)釜中放置12H后，觀察粘度穩(wěn)定時(shí)，卸料，包裝，入庫(kù)。
其中，上述的聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、3-異氰酸酯基亞甲基-3,5,5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯(IPDI)、二元醇擴(kuò)鏈劑、二元胺擴(kuò)鏈劑、DMC和IPA溶劑的含水率均小于500ppm。
實(shí)施例3：
一種弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂，主要是由以下組分按重量比制備而成：
表3弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂組分表三
本實(shí)施例的弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂的制備步驟如下：
(1)、將兩種聚碳酸酯多元醇進(jìn)行脫水處理；
(1)、將兩種聚碳酸酯多元醇、抗氧劑、二元醇擴(kuò)鏈劑、全部異氰酸酯加在一起，攪拌混合均勻后加入有機(jī)錫類或有機(jī)鉍類催化劑，于75～85℃本體聚合反應(yīng)2-3小時(shí)，生成異氰酸酯基在兩端的預(yù)聚體，然后開始降溫至50℃以下。
(2)、向步驟1)合成的預(yù)聚體中加入35～45％的碳酸二甲酯溶劑，料溫進(jìn)一步降低至30℃以下，一次性加入碳酸二甲酯稀釋的異佛爾酮二胺溶液，其中碳酸二甲酯溶劑與異佛爾酮二胺質(zhì)量比為10:1，繼續(xù)在30℃以下溫度反應(yīng)30分鐘。
(3)、向步驟2)合成的預(yù)聚體中一次性補(bǔ)加碳酸二甲酯稀釋的異佛爾酮二胺溶液，其中碳酸二甲酯溶劑與異佛爾酮二胺質(zhì)量比為15:1，繼續(xù)在30℃以下溫度反應(yīng)30分鐘。
(4)、對(duì)步驟3)合成的預(yù)聚體進(jìn)行增粘擴(kuò)鏈反應(yīng)，采用IPDA/DMC按比例3/4濃度向反應(yīng)釜中滴加IPDA溶液。控制滴加速度0.2～0.3Kg/min。當(dāng)電流上漲至要求值以下2A/噸(5噸料10A，10噸料20A)減小滴加速度至0.1～0.2Kg/min。IPDA溶液滴加，要求一直保持不能停，溶液滴加完之前要提前配制溶液，并比上次濃度降低1倍以上。
(5)電流上漲至要求值前0.5A/噸，停止滴加IPDA溶液，根據(jù)電流情況，加入適量嗎啉終止劑。結(jié)束反應(yīng)。
(6)加入剩余的溶劑，DMC和IPA，固含量控制在15～18％，粘度2～4Pa·s/25℃，加入硅油助劑，攪拌均勻后，在反應(yīng)釜中放置12H后，觀察粘度穩(wěn)定時(shí)，卸料，包裝，入庫(kù)。
其中，上述的聚碳酸酯多元醇、3-異氰酸酯基亞甲基-3,5,5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯(IPDI)、二元醇擴(kuò)鏈劑、二元胺擴(kuò)鏈劑、DMC和IPA溶劑的含水率均小于500ppm。
驗(yàn)證效果方案：
為了驗(yàn)證本發(fā)明所述的弱溶劑型脂肪族面層用聚氨酯樹脂具有更高的環(huán)保性能，制成合成革后，成品中有機(jī)化合物揮發(fā)含量低，把上述實(shí)施方案1，2，3所制備的樹脂和強(qiáng)溶劑型面層樹脂對(duì)比，按如下配方制成合成革，具體制革配方如下：
面層：樹脂 160；
1A70色粉 1；
粘結(jié)層：無(wú)溶劑發(fā)泡料 150；
貼合布基
其中，1A70色粉為佛山市順德區(qū)寶斯特顏料有限公司的產(chǎn)品。
工藝及檢測(cè)結(jié)果具體見(jiàn)下表：
表4工藝及檢測(cè)結(jié)果表
用上述配方制成的聚氨酯合成革，測(cè)試DMF含量，弱溶劑型脂肪族面層體系DMF含量能控制在10㎎/㎏以內(nèi)，符合宜家客戶要求的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)；而普通強(qiáng)溶劑型面層體系DMF含量遠(yuǎn)超過(guò)10㎎/㎏，無(wú)法達(dá)到客戶要求的高環(huán)保要求；同時(shí)采用弱溶劑脂肪族面層體系，生產(chǎn)合成革時(shí)能耗大大降低，符合綠色環(huán)保的要求；另外脂肪族面層樹脂較芳香族面層樹脂耐紫外光照射能力大大提高，能長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定而不會(huì)產(chǎn)生黃變。
本說(shuō)明書及本申請(qǐng)的權(quán)利要求書中，所謂體系，是指整個(gè)反應(yīng)體系，就是所有物質(zhì)的總量。上述實(shí)施方案和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其同物界定。