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)

科研與開發(fā)

一液型鞋用高硬質(zhì)干法面層聚氨酯樹脂合成研究

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)前合成革市場中鞋用高硬質(zhì)人造革表皮層干法樹脂的合成，分析了樹脂在合成中聚酯多元醇、鏈伸長劑、異氰酸酯、溶劑各物質(zhì)比例，以及對耐屈折性、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

目前隨著國民生產(chǎn)生活需要，對鞋用尤其高硬質(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，其彈性伸長率，耐曲折性，粉末染料相容性等都與中低模量樹脂[4-6]又很大區(qū)別。迫切需要開發(fā)各方面性能滿意的產(chǎn)品，目前的工藝中存在成本高，性能差強人意，進口產(chǎn)品雖然性能優(yōu)良，但是價格高，存在貨源不足的問題。本工藝存在成本低、工藝簡單、產(chǎn)品性能優(yōu)良的特點。

1 實驗部分

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(煙臺萬華)，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 實驗方法

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3～5次稀釋，當(dāng)達到30%固含量和所需粘度時，用甲醇進行封端后，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，測其揮發(fā)性(120℃烘干時間)分別為90、82、73、62、50、40、35s。揮發(fā)時間太長會導(dǎo)致產(chǎn)物表面有殘留，不干燥；太短會導(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)量比對產(chǎn)物性能的影響

其對產(chǎn)物性能影響如圖3所示。

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

設(shè)計目標(biāo)性能要求耐曲折性5萬次以上，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)量比對產(chǎn)物性能的影響

3 結(jié)論

本實驗研究了各影響因素對產(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)移涂層樹脂對合成革吸濕透氣性能的影響因素的探討[J]．化工時刊，2007，21(1)：15-18.

[3] 謝國龍，金 樂．聚氨酯樹脂性能和用途簡介[J]．婁底師專學(xué)報，2000，10(4)：67-70.

[4] 馬 ?。湍Ａ繂谓M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．壓花服裝革樹脂的開發(fā)[J]．高師理科學(xué)刊，2006，26(2)：54-56.

(本文文獻格式：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級有機化學(xué)專業(yè)碩士；通信作者：匡少平(1972—)，男，教授，研究方向為環(huán)境材料開發(fā)與應(yīng)用，循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)化等。

TQ323.8

A

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