[发明专利]一种聚氨酯树脂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯合成材料技术领域，具体涉及一种聚氨酯树脂及其制备方法和应用。

背景技术

聚氨酯是一种新型的合成材料，由于其特殊的分子结构，兼具了橡胶的高弹性和塑料的高强度，因而近几十年无论在应用范围还是使用数量上都得到了快速的发展。

超细纤维合成革是一类通过特殊工艺加工而成束状超细纤维和聚氨酯复合的人造合成革。目前生产超细纤维最为常用工艺为：首先通过两组分共混纺丝，利用其熔点与粘度的差异形成特殊的流体，经特殊喷丝板喷丝后在一定的温度下冷却，利用它们的熔点、粘度及结晶取向不同形成海岛结构，将纤维经过无纺布设备制成无纺布，再含浸入聚氨酯树脂并凝固、水洗，再经溶剂(一般为甲苯)或碱液抽出海的成分，最后经过高温(120-150℃)烘干即可制得酷似真皮的超细纤维合成革。

超细纤维合成革以其优异的物理性能(高剥离强度、高耐磨性以及高耐久性)和良好的穿着舒适性(高透湿透气性等)，快速抢占真皮以及合成革市场的份额，自2004年始到现在，国内超细纤维合成革的产销总量每年都以远高于10%的速度快速增长。目前，超细纤维合成革主要产品为：运动鞋革、沙发革、休闲鞋革以及手套革等，所有上述产品都具有相同的特征：良好的回弹性。真皮之于合成革较大的一个区别在于其较好的悬垂感。超细纤维合成革的两大组份为：尼龙6超细纤维和聚氨酯树脂发泡体，其中尼龙6超细纤维的主要作用为赋予合成革高的物理性能，而聚氨酯发泡体则为合成革提供支撑，并使合成革具有类似于真皮的肉感。恰恰由于聚氨酯较好的回弹性，使得超细纤维合成革丧失了真皮的悬垂感。

服装革，作为合成革的重要领域之一，悬垂感是其最为重要的参考指标。国内，超细纤维合成革在服装上的应用几乎为零，究其根本原因，在于悬垂感的缺失。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的第一个目的是提供一种软质低回弹耐水解聚氨酯树脂，使其具有慢回弹、耐水解以及耐热甲苯等特点。本发明的第二个目的是提供该聚氨酯树脂的制备方法。本发明的另一目的是提供上述软质慢回弹耐水解聚氨酯树脂在超细纤维合成革上的应用，使所制备的超细纤维合成革具有较好的垂感，能够应用于服装上。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种聚氨酯树脂，由以下组分制成，其中各组分质量百分比分别为：多元醇组合物20～24%、小分子扩链剂1.1～1.5%、异氰酸酯6.6～8.7%、溶剂66～70%、封端剂0.04～0.05%和助剂0.07～0.16%。

所述多元醇组合物包括聚四氢呋喃二元醇(PTMG)和聚酯二元醇，所述聚酯二元醇为二元酸和二元醇通过高温脱水缩聚而成的一种线性高分子聚合物，其中四氢呋喃二元醇(PTMG)与聚酯二元醇的含量均不低于多元醇组合物总重量的30%，聚酯二元醇的分子量为1500～3000。其中PTMG的含量不低于组合物总重量的30%，不在范围内耐水解性能无法达到应用要求；含侧链的特殊聚酯二元醇的含量不低于组合物总重量的30%，不在范围内无法满足低回弹的要求。所述聚酯二元醇为二元酸和二元醇通过高温脱水缩聚而成的一种线性高分子聚合物，分子链两端均为可与异氰酸酯反应的羟基。

二元酸及二元醇的比例由最终二元醇的分子量的大小或羟值确定。

所述聚酯二元醇的分子量均在1500～3000之间，优选的在1800～2500之间，分子量低于1500，会造成聚氨酯树脂的耐热甲苯性能过低，不适应加工工艺，分子量高于3000，会造成聚氨酯树脂的结晶性过强，手感变硬。

所述多元醇组合物还包括聚碳酸酯二元醇(PCD)、聚己内酯二元醇(PCL)、PTMG/己内酯共聚物(PTCL)以及聚酯多元醇(PE)中的一种或几种。

所述二元酸为己二酸、丁二酸及分子量低于300的脂肪族或芳香族二元羧酸，所述二元醇为含有一个或多个侧链且有一个或多个侧链的碳链长度大于2的二元醇。所述二元醇为2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇。

所述小分子扩链剂为乙二醇(EG)、所述异氰酸酯为4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、所述封端剂为甲醇、所述助剂为DS-11和NO.10。其中DS-11为阴离子型乳化剂，其作用为加快聚氨酯树脂的凝固速度，增大凝固后聚氨酯树脂的泡孔，NO.10为改性有机硅，其作用为：使聚氨酯在加工为超细纤维合成革后，降低聚氨酯树脂与尼龙6纤维之间的摩擦阻力，增加产品的柔软度。DS-11和NO.10为市售的通用商品名。

使用含侧链的二元醇的目的为：