[发明专利]一种基于自修复水性聚氨酯的皮革/合成革及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于自修复水性聚氨酯的皮革/合成革及其制备方法，属于皮革制造领域。自修复水性聚氨酯皮革/合成革由具有自修复功能的水性聚氨酯作为涂层面层，合成该聚氨酯原料包括：二元醇、内交联剂、异氰酸酯、含二硫键的扩链剂、硅烷偶联剂等，采用预聚体法合成具有自修复功能的水性聚氨酯乳液，根据干法皮革/合成革转移涂层工艺制备具有自修复功能的皮革/合成革；本发明制备的自修复皮革/合成革无需任何外添加剂，给予一定的温度即可实现破损涂层的自修复，所需条件温和，修复效率高，且在同一部位可以实现多次修复，可有效解决皮革/合成革在使用过程中的刮擦破损问题，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及一种基于自修复水性聚氨酯的皮革/合成革及其制备方法，属于皮革/合成革制造领域。

背景技术

皮革/合成革是将聚氨酯树脂形成的涂层与基布结合获得的一种片状复合材料，由于其具有优异的耐磨性、良好的抗撕裂强度和伸长率，及表面自然、手感丰满、回复性良好、价格适中等特性，因此皮革/合成革不但替代了很多原来价格昂贵的天然皮制品，而且也逐渐取代了低价的PVC人造革，已成为人们日常生活中不可或缺的一种消费品。

传统的皮革/合成革生产过程中所使用的聚氨酯均为溶剂型，在皮革/合成革生产及使用过程中排放大量的废气，造成了严重的环境污染和资源浪费。目前以水性聚氨酯替代溶剂型聚氨酯，不仅消除了溶剂型聚氨酯生产、贮运和使用过程中易燃易爆等危险，而且满足皮革/合成革制备及使用过程中健康、环保的要求，同时用水性聚氨酯涂饰后的皮革/合成革手感丰满、使用舒适，能大大提高成革的环保等级和扩大应用范围。

对于皮革/合成革制品，要求其具有良好的耐磨耐刮、耐低温曲挠、耐黄变、抗热黏等性能。其中耐刮性是衡量革制品品质的重要指标之一，这是因为箱包、鞋、服装等革制品在使用过程中经常会受到刮擦而造成涂层破损，影响产品的美感从而降低产品的使用寿命。为了提高产品的耐刮性，一方面通过提高交联度或硬段含量来增大聚氨酯的力学强度，来增强其抵御外力的能力；另一方面通过提高聚氨酯树脂的回弹性及韧性，当涂层受到外界刮擦时能发生形变从而化解其破坏力，提高聚氨酯涂层的耐刮性。虽然上述方法能有效改善涂层的耐刮性，但当外界刮擦力足够大时，涂层还是会不可避免的发生不可逆的破损。

在以往的文献及专利中有些关于聚氨酯自修复的报道，但大多是溶剂型聚氨酯，对于利用自修复水性聚氨酯用来制备自修复皮革、合成革（含超纤革）的研究未见相关报道。由于作为皮革/合成革的涂层需要具备较好的耐磨耐刮、耐黄变、耐热黏、手感丰满、较好的力学强度等特性，目前还没有能满足皮革/合成革应用需求的自修复水性聚氨酯，本发明合成了一种满足皮革/合成革应用要求的自修复水性聚氨酯，进而以此为涂层制备了一种具有自修复功能的皮革/合成革，用以解决皮革/合成革在使用过程中涂层的刮擦破损问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种基于自修复水性聚氨酯皮革/合成革，由具有自修复功能的水性聚氨酯涂层作为面层，受外力破损的涂层在一定的条件下可以实现自我修复，从而提高皮革/合成革的耐刮性，具体通过如下工艺步骤制备，所用物料的份数均为重量份数：

（1）自修复水性聚氨酯的制备：将60~70份二元醇及0~1份内交联剂，在120℃的条件下真空脱水2~3小时，待降温至50~60℃后加入20~30份异氰酸酯和0~0.2份有机铋催化剂，再升温至80~90℃搅拌反应1~2小时，然后将用N-乙基吡咯烷酮溶解的2~5份亲水扩链剂二羟甲基丙酸加入反应器中反应3~4小时，再将上述预聚体降温至50~60℃加入1~2份含二硫键的扩链剂反应1.5~2小时，然后将预聚体冷却至45℃以下加入2~3份中和剂三乙胺，中和反应5~10分钟后，加入蒸馏水强力搅拌乳化分散，最后加入0.3~0.5份硅烷偶联剂进行后交联，减压蒸馏脱去溶剂得到自修复水性聚氨酯乳液；