一液型鞋用高硬質(zhì)干法面層聚氨酯樹(shù)脂合成研究

李廣棟，匡少平

(1.青島科技大學(xué) 化學(xué)與分子工程學(xué)院，山東 青島 266042；2.青島科技大學(xué) 環(huán)境與安全工程學(xué)院，山東 青島 266042)

科研與開(kāi)發(fā)

一液型鞋用高硬質(zhì)干法面層聚氨酯樹(shù)脂合成研究

李廣棟1，匡少平2

(1.青島科技大學(xué) 化學(xué)與分子工程學(xué)院，山東 青島 266042；2.青島科技大學(xué) 環(huán)境與安全工程學(xué)院，山東 青島 266042)

介紹了當(dāng)前合成革市場(chǎng)中鞋用高硬質(zhì)人造革表皮層干法樹(shù)脂的合成，分析了樹(shù)脂在合成中聚酯多元醇、鏈伸長(zhǎng)劑、異氰酸酯、溶劑各物質(zhì)比例，以及對(duì)耐屈折性、抗張力、揮發(fā)性和耐熱性等產(chǎn)品性能的影響。

聚氨酯；高硬質(zhì)；一液型；干法面層

目前隨著國(guó)民生產(chǎn)生活需要，對(duì)鞋用尤其高硬質(zhì)[1]干法面層人造革性能要求隨之提高[2-3]，而隨著硬度的提高，其彈性伸長(zhǎng)率，耐曲折性，粉末染料相容性等都與中低模量樹(shù)脂[4-6]又很大區(qū)別。迫切需要開(kāi)發(fā)各方面性能滿意的產(chǎn)品，目前的工藝中存在成本高，性能差強(qiáng)人意，進(jìn)口產(chǎn)品雖然性能優(yōu)良，但是價(jià)格高，存在貨源不足的問(wèn)題。本工藝存在成本低、工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品性能優(yōu)良的特點(diǎn)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料選擇

聚酯多元醇：CMA-1044(聚己二酸-1,4丁二醇酯二醇，Mn=1000),CMA-600(聚己二酸-1,4丁二醇酯二醇，Mn=600)；異氰酸酯：MDI(煙臺(tái)萬(wàn)華)，TDI(巨力化學(xué))；溶劑：DMF，丁酮；助劑：抗氧化劑，防粘劑，SAN(苯乙烯-丙烯腈共聚物)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

在2 L三口燒瓶中投入一定比例的聚酯多元醇，異氰酸酯，抗氧化劑，溶劑，前期固含量50%，在80～85℃下反應(yīng)2 h，經(jīng)過(guò)3～5次稀釋，當(dāng)達(dá)到30%固含量和所需粘度時(shí)，用甲醇進(jìn)行封端后，加入抗氧化劑，防粘劑，SAN填充料后，攪拌均勻，可得產(chǎn)物。

2 結(jié)果分析和討論

2.1 溶劑比對(duì)揮發(fā)性的影響

分別取DMF：MEK質(zhì)量比比例為85∶15；80∶20；75∶25；70∶30；65∶35；60∶40；55∶45，測(cè)其揮發(fā)性(120℃烘干時(shí)間)分別為90、82、73、62、50、40、35s。揮發(fā)時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)物表面有殘留，不干燥；太短會(huì)導(dǎo)致表面不平整，綜合考慮選擇65∶35。溶劑比例和揮發(fā)性關(guān)系如圖1。

圖1 DMF和MEK質(zhì)量比對(duì)揮發(fā)性的影響

2.2 聚酯多元醇和1,4-丁二醇質(zhì)量比對(duì)耐熱性(軟化溫度)的影響

聚酯多元醇和1,4-丁二醇的質(zhì)量比分別選擇100∶8.5；100∶9；100∶9.5；100∶9.7；100∶10；100∶10.3；100∶10.8；產(chǎn)物耐熱性分別為126、136、145、150、158、166、170℃，要求耐熱性達(dá)到150℃即可，雖然耐熱性更好，但是結(jié)合成本考慮，選擇100∶9.7，如圖2所示。

圖2 聚酯多元醇和1,4丁二醇質(zhì)量比對(duì)產(chǎn)物耐熱性的影響

2.3 聚酯多元醇CMA-1044和CMA-600質(zhì)量比對(duì)產(chǎn)物性能的影響

其對(duì)產(chǎn)物性能影響如圖3所示。

圖3 CMA-1044和CMA-600質(zhì)量比對(duì)產(chǎn)物性能的影響

設(shè)計(jì)目標(biāo)性能要求耐曲折性5萬(wàn)次以上，抗張力300 kg/cm2以上，故選擇CMA-1044和CMA-600質(zhì)量比為60∶40。

表1 CMA-1044和CMA-600質(zhì)量比對(duì)產(chǎn)物性能的影響

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究了各影響因素對(duì)產(chǎn)物性能指標(biāo)的影響，確定最佳工藝方案如表2。

表2 最佳工藝方案

[1] 王學(xué)川，張 哲，強(qiáng)濤濤，等．水性聚氨酯在合成革中干法加工中的應(yīng)用技術(shù)探討[J]．中國(guó)皮革，2013，42(11)：38-41.

[2] 張衛(wèi)昌，肖 波，章于川，等．聚氨酯干法轉(zhuǎn)移涂層樹(shù)脂對(duì)合成革吸濕透氣性能的影響因素的探討[J]．化工時(shí)刊，2007，21(1)：15-18.

[3] 謝國(guó)龍，金 樂(lè)．聚氨酯樹(shù)脂性能和用途簡(jiǎn)介[J]．婁底師專學(xué)報(bào)，2000，10(4)：67-70.

[4] 馬 俊．低模量單組份聚氨酯密封膠的研制[J]．合成材料和老化，2012，41(4)：29-32.

[5] 李桂妃，王宇旋，吳朝森．低模量高觸變單組分聚氨酯密封膠的研制和應(yīng)用[J]．建筑接縫密封與防水，2010，14(3)：20-24.

[6] 何英倫，崔寶君，潘朝東，等．壓花服裝革樹(shù)脂的開(kāi)發(fā)[J]．高師理科學(xué)刊，2006，26(2)：54-56.

(本文文獻(xiàn)格式：李廣棟，匡少平.一液型鞋用高硬質(zhì)干法面層聚氨酯樹(shù)脂合成研究[J].山東化工,2017,46(3):1-2.)

Synthesis Process Study of High Rigid and Dry Surface Polyurethane in Use of Shoes

LiGuangdong1,KuangShaoping2

(1.College of Chemistry and Molecular Engineering,Qingdao University of Science&Technology,Qingdao 266042,China;2.College of Environment and Safety Engineering,Qingdao University of Science&Technology,Qingdao 266042,China)

Introduce the synthesis process study of of high rigid and dry surface Polyurethane in use of shoes in the market of Synthetic leather,analysis the proportion of polyester polyols,the chain extension agent,isocyanate,solvent,and the influence to the properties of products for example of bending resistance,resistance to tension,volatile,and heat resistance

polyurethane;high rigid;one liquid;dry surface

2016-12-19

李廣棟(1986—)，男，山東滕州人，2014級(jí)有機(jī)化學(xué)專業(yè)碩士；通信作者：匡少平(1972—)，男，教授，研究方向?yàn)榄h(huán)境材料開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)化等。

TQ323.8

A

1008-021X(2017)03-0001-02