速剥离型粘结层聚氨酯树脂涂层制备

李广栋，匡少平

(1.青岛科技大学 化学与分子工程学院，山东 青岛 266042；2. 青岛科技大学 环境与安全工程学院，山东 青岛 266042)

速剥离型粘结层聚氨酯树脂涂层制备

李广栋1，匡少平2

(1.青岛科技大学 化学与分子工程学院，山东 青岛 266042；2. 青岛科技大学 环境与安全工程学院，山东 青岛 266042)

制备了具有速剥离性能的人造革粘结层二液型聚氨酯树脂。选择相对分子质量不同的AA-1,4-BG型聚酯多元醇混合使用，其质量比为80∶20时；辛酸亚锡和自制架桥促进剂LDP-0626质量比为5∶100，可以达到速剥离效果；硅油添加量为树脂固含量1%，二甲苯加入量为6%，DMF加入量为17%时，可满足作业性要求。

二液型；聚氨酯；粘结层；涂层

二液型聚氨酯树脂是在1个分子中，至少有两个羟基的聚氨酯树脂，它和末端有异氰酸基的架桥剂混合涂复[1]，在涂膜内两者进行反应，取得涂膜物性。通常为了促进它的反应，和架桥促进剂并用[2]。

这类二液型聚氨酯树脂都缺乏自身凝集力[3]。在涂复后的反应过程中，架桥剂的添加量和架桥条件使皮膜物性会受到很大影响[4]。随着架桥剂添加量的增加，聚氨酯皮膜变硬，抗张力增大，伸长率下降。

聚氨酯人造革一般来说，表皮层使用一液型聚氨酯树脂[5]，粘结层使用二液型聚氨酯树脂，为使作为表皮层的聚氨酯涂层树脂充分实现其优良性能，还需要用作为粘结层的二液型聚氨酯树脂共同作用于织物，而且粘结层要求要与基布的粘结性良好[6]。并且一液型聚氨酯树脂和二液型聚氨酯树脂的本来性质要接近[7]。

本实验用TDI-80，不同分子量的聚己二酸-1,4丁二醇型组合聚酯多元醇，乙二醇和MDEA(N-甲基二乙醇胺)并用，加入一定添加剂，制备二液型人造革粘结层聚氨酯树脂，并对影响性能的因素进行了探讨。

1 实验部分

1.1 原料选择

聚酯多元醇：聚己二酸-1,4丁二醇酯二醇，Mn=1500；聚己二酸-1,4丁二醇酯二醇，Mn=600；异氰酸酯：TDI-80(巨力化学)；溶剂：甲苯，丁酮；助剂：抗氧化剂，防粘剂，辛酸亚锡，1,3-丁二醇，硅油，DMF。

1.2 实验方法

取经脱水处理的TDI-80溶解入甲苯和MEK的组合溶剂中，氮气保护下在85℃左右下反应，滴加组合聚酯多元醇CMA-654和CMA-600，然后加入扩链剂乙二醇和MDEA(N-甲基二乙醇胺)，反应3h后，加入增粘反应停止剂1,3-丁二醇，助剂硅油，DMF，二甲苯后，达到所需粘度，搅拌均匀，可的产物，固含量约为40%。

2 结果分析和讨论

2.1 溶剂和异氰酸酯的选择

图1 甲苯和MKK质量比对树脂干燥性的影响

二液型聚氨酯树脂溶剂一般是不容易溶解一液型聚氨酯树脂的低极性溶剂。能够溶解于低极性溶剂，异氰酸酯选择TDI。根据极性因素，溶解性要求，综合考虑溶液的稳定性和干燥性(120℃烘干时间/S)，选择甲苯和MEK组合溶剂。

②信息过于密集：考察杨凌农业示范区时，讲解员在“超级菜园”展馆介绍道：“本馆采用立柱栽培、架式栽培、袋栽、盆栽、槽栽等方式,展示了生菜、黄瓜、西瓜、甜瓜、彩椒、番茄等14个瓜果品种的高产高效栽培模式。”由于瞬间记忆能力不足，笔者注重抓取主要信息，概括输出为Different methods such as bag cultivation and pot cultivation are used here.Lettuce,cucumber and other 14 vegetables are planted effectively.

由图1可看出组合溶剂质量比对树脂干燥性的影响趋势，随着MEK质量分数的增加，干燥性越来越好，但是当干燥性达到一定程度时，再提高，就会出现树脂涂层性能下降的不利现象；而且当MEK质量分数增加到超过50%时，树脂体系会出现析出；综合稳定性和干燥性考虑，选择甲苯和MEK质量比为55∶45。

2.2 聚酯多元醇对树脂耐屈折性和耐加水分解性的影响

二液型聚氨酯树脂用于制鞋人造革较多，要求对出汗等要有一定耐候性，对耐加水分解性有一定要求。以下为聚酯多元醇CMA-654(AA-1,4-BG型，相对分子质量1500)和CMA-600(AA-1,4-BG型，相对分子质量600)质量比对树脂耐加水分解性的测试。

图2 聚酯多元醇质量比对树脂耐屈折性和耐加水分解性的影响

如图2所示，随着相对分子质量为600的聚酯多元醇质量比例的减小，聚氨酯树脂的力学性能拉伸强度随之上升。根据设计要求，树脂抗张力在300 kg/cm2以上，即拉伸强度在29.4MPa以上，同时耐屈折性在5万次以上；同时树脂的耐加水分解性要求70℃下95%(RH)相对湿度条件下，抗张力高于150 kg/cm2，拉伸强度σ为14.7MPa以上，相对分子质量为1500的聚酯多元醇质量分数80%以上可实现设计要求，故选择聚酯多元醇相对分子质量为1500和600的质量比为80∶20。

2.3 添加剂对作业性的影响

为提高生产效率，提高树脂作业性，而且为防止向基布浸透需要加入一定助剂：DMF，硅油和二甲苯。但是要在满足作业性要求情况下，各物质添加量尽可能控制在最少量。

图3 二甲苯和DMF添加量对树脂作业性的影响

2.4 架桥促进剂对架桥反应时间的影响

架桥促进剂并不能直接促进架桥反应速度，需要和触媒共同作用。

图4 LDP-0626和触媒辛酸亚锡质量比对架桥反应时间的影响

由图4可看出随着辛酸亚锡使用量的增加，架桥时间越来越短，说明触媒辛酸亚锡能够明显极大促进架桥剂LDP-0626的架桥效果。

2.5 综合链扩展剂对架桥反应时间的影响

图5 辛酸亚锡和MDEA对树脂架桥反应时间的影响

图5中1%，2%，3%，4%，5%五条曲线分别为辛酸亚锡使用量为自制架桥剂LDP-0626质量分数1%，2%，3%，4%，5%的架桥时间曲线。可看出同时加入触媒辛酸亚锡和MDEA，可大大降低架桥反应时间。按照设计性能要求架桥反应时间低于3min，选择辛酸亚锡使用量为LDP-0626质量的5%；聚酯多元醇与MDEA质量比为100∶6。

2.6 树脂的热分解TGA曲线

图6 树脂热分解TGA曲线

如图6所示树脂从285℃时开始失重，说明此温度下开始分解，365℃时硬链段失重完成，失重率为23.3%；软段开始分解，在425℃时，失重速率达到最大，在502℃时，分解完成，失重率为95.3%，这说明此涂层树脂在285℃前具有良好的热稳定性。

3 结论

本实验制备了具有速剥离性能的人造革粘结层二液型聚氨酯树脂，研究了各组分，添加剂对树脂性能的影响，并通过红外光谱，力学性能分析，热分析等手段对溶剂干燥性，耐加水分解性，架桥反应时间等的研究，结果表明使用相对分子质量分别为1500 和600的聚己二酸-1,4-丁二醇型聚酯多元醇，并且其质量比为80∶20时，耐 加水分解性，耐屈折性等性能达到设计要求；当辛酸亚锡和自制架桥促进剂LDP-0626质量比为5∶100；MDEA添加量为相当于聚酯多元醇总质量的6%时，可以达到速剥离效果； 硅油添加量为树脂固含量1%，二甲苯加入量为树脂固含量6%，DMF加入量为17%时，可以满足作业性要求。

[1] 张 丽. 软包装用聚氨酯胶粘剂发展态势分析[J]. 化学工业,2016,34(4): 24-27.

[2] 张 晨,冯圣玉. 填料对聚氨酯性能的影响[J]. 化工进展,2004,23(4):418-420.

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(本文文献格式：李广栋，匡少平.速剥离型粘结层聚氨酯树脂涂层制备[J].山东化工,2017,46(11):13-14,17.)

Preparation of Polyurethane Resin Coatings for Stripping Layer

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)

An artificial leather adhesive layer two-component polyurethane resin with quick release properties was prepared. The rusult show that polyester polyols were polybutylene adipate 1,4-butanediol diol，respectively,and its mass ratio is 80∶20; the mass ratio of stannous octoate and self-made bridging accelerator LDP-0626 was 5g∶100,the speed peeling effect can be achieved;When the addition amount of silicone resin solids content of 1%,the amount of xylene was added 6%,DMF was added in an amount of 17% to meet job requirements.

two liquid type; polyurethane;adhesive layer;coating

2017-04-11

李广栋(1986—)，男，山东滕州人，青岛科技大学2014级有机化学专业硕士；通讯作者：匡少平，男，青岛科技大学环境与安全工程学院教授，研究方向为环境材料开发与应用等。

TQ323.4

A

1008-021X(2017)11-0013-02