一种再生丝水性无溶剂包装用聚氨酯合成革及制备方法与流程

本发明属于合成革技术领域，特别涉及一种再生丝水性无溶剂包装用聚氨酯合成革及制备方法。

背景技术：

废弃的pet本身并无毒害作用，但其在自然环境下降解周期长，由于大量使用，废弃的pet也造成了巨大的环境污染和资源浪费。而将废弃的pet再生利用，不但可以减少环境污染，还可以变废为宝。

另，随着时代的脚步不断前进，科学发展也日新月异，并且将科学智能融入生活，电子产品已渐渐与生活必需品并驾齐驱，提高人们的生活质量，逐渐成为人们必不可少的工具与伙伴，据统计超过80％的受调查者每天使用手机、平板电脑等电子产品的时间超过4小时。而随着消费者的生活习惯及审美变化，聚氨酯合成革也逐步开始应用于数码电子产品中，与消费者发生亲密接触。常规聚氨酯合成革采用大量的有机溶剂，污染环境，易燃易爆，在储存、运输、操作上有一定的安全隐患。同时制成的合成革有溶剂残留，长期与人体接触势必影响人体健康。

传统的聚氨酯合成革比较厚重、触感细腻度差、耐磨耐刮性能差、易被日常用生活品腐蚀染色污染，长期与消费者接触体验感差，远不能满足消费者的需求。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出一种再生丝水性无溶剂包装用聚氨酯合成革，所述聚氨酯合成革从上到下依次包括水性面层聚氨酯层、水性中间聚氨酯层、聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层和pet再生丝纤维层；其中，所述聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层的制备原料按质量份数包括以下组分：聚酯二元醇与聚己内酯二元醇共混100份、扩链剂9-15份、催化剂0.05-0.5份、异氰酸酯预聚体90-130份。

进一步的，所述水性面层聚氨酯层的制备原料按质量份数包括以下组分：水性聚碳聚醚复合聚氨酯树脂100份、增稠剂0.2-2份、消泡剂0.2-2份、流平剂0.5-3份、颜料8-40份、水性固化剂1-5份。

进一步的，所述扩链剂为乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇中的一种或多种；所述催化剂为有机金属类催化剂bicat8106、bicat3228、bicat4232中的一种或多种。

进一步的，所述增稠剂为纤维素类、憎水改性丙烯酸酯类、聚氨酯类中的一种或多种；所述流平剂为有机硅类表面活性剂；所述消泡剂为聚醚改性硅酮；所述水性固化剂为开放型异氰酸酯固化剂、封闭型异氰酸酯类固化剂、碳化二亚胺类固化剂、氮丙啶类固化剂中的一种或多种。

一种再生丝水性无溶剂包装用聚氨酯合成革制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤a、在离型纸上涂布一层水性面层聚氨酯树脂，经烘干形成水性面层聚氨酯层；

步骤b、在所述水性面层聚氨酯层上涂布一层水性中间层聚氨酯树脂，经烘干形成水性中间聚氨酯层；

步骤c、在所述水性中间聚氨酯层上涂布一层聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯树脂，预反应后形成聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层；

步骤d、用压辊将pet再生丝纤维层与所述聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层贴合，烘箱熟化；

步骤e、将烘箱熟化后的所述pet再生丝纤维层和所述聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层贴合物共同打卷、再经熟化室熟化24-48h；二次熟化结束后将离型纸剥离，得到再生丝水性无溶剂包装用聚氨酯合成革。

进一步的，步骤a中所述水性面层聚氨酯树脂在25℃下的粘度为4000～8000cps，涂布厚度为0.12-0.18mm，烘干温度为70～130℃。

进一步的，步骤b中所述水性中间层聚氨酯树脂在25℃下的粘度为4000～8000cps，涂布厚度为0.12-0.2mm，烘干温度为70～130℃。

进一步的，步骤c中所述聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯树脂厚度为0.18-0.3mm，预反应条件为100～130℃下预反应2-3min。

进一步的，步骤d中烘箱熟化条件为130～150℃烘箱熟化10-15min；所述pet再生丝纤维层厚度为0.2-0.4mm。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

1.本发明制备的再生丝水性无溶剂包装用聚氨酯合成革采用100％回收pet再生丝纤维为基材，不仅可以减少环境污染，还能被废为宝，节约资源，提高工业的可持续发展；

2.本发明制备的聚氨酯合成革为四层结构，产品厚度仅有0.35-0.5mm，克重在160-300g/m²，组装在电子产品上包覆性强，轻薄、时尚；

3.本发明采用水性聚碳聚醚复合的面层及中间层聚氨酯树脂，以水为溶剂，不含有毒的有机化学溶剂，生产过程中挥发出来的主体是水蒸气，对人体、环境无危害，极大地降低环境污染；在物理性能上，具有耐水性、耐溶剂、耐磨耐刮等性能；

4.本发明采用的聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯树脂赋予了产品优异的耐水解性、高耐磨性能、优异的耐化学品性能，可满足于高档的电子包装材料的要求；

5.本发明采用的水性与无溶剂结合的工艺制备，且制备方法与设备较为先进，可以简化生产工序，具有高效率、低能耗的优势，减少了有机溶剂的挥发及残留问题(dmf≤5ppm)，符合合成革行业绿色环保的发展趋势。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例中再生丝水性无溶剂包装用聚氨酯合成革结构示意图。

图中：1-水性面层聚氨酯层、2-水性中间聚氨酯层、3-聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层、4-pet再生丝纤维层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明结合回收pet再生纤维，与水性聚氨酯无污染的优势，同时利用无溶剂的耐化学品、耐磨、强度高的性能，开发一种高性能的环保型电子包装用聚氨酯合成革。

本发明公开一种再生丝水性无溶剂包装用聚氨酯合成革，聚氨酯合成革从上到下依次包括水性面层聚氨酯层1、水性中间聚氨酯层2、聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层3和pet再生丝纤维层4。

示例性的，pet再生丝纤维层4为薄型100％回收pet再生丝纤维，具有grs再生材料认证资格。

示例性的，pet再生丝纤维层4为厚度规格0.30mm再生丝。

聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层3的制备原料按质量份数包括以下组分：聚酯二元醇与聚己内酯二元醇共混100份、扩链剂9-15份、催化剂0.05-0.3份、异氰酸酯预聚体90-130份。

示例性的，扩链剂是提高聚氨酯树脂中的硬段含量，提高聚氨酯树脂的强度；催化剂是为了提高无溶剂ab料的反应速度及熟化效果；异氰酸酯预聚体是无溶剂b料，与聚碳酸二甲酯二元醇反应生成聚氨酯。

示例性的，聚酯二元醇与聚己内酯二元醇共混平均分子量为1000-4000g/mol；扩链剂为乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇中的一种或多种；催化剂为有机金属类催化剂bicat8106、bicat3228、bicat4232中的一种或多种；异氰酸酯预聚体为异氰酸酯封端的聚氨酯树脂预聚体，在25℃下粘度为3000-6000cps。

水性面层聚氨酯层1的制备原料按质量份数包括以下组分：水性聚碳聚醚复合聚氨酯树脂100份、增稠剂0.2-2份、消泡剂0.2-2份、流平剂0.5-3份、颜料8-40份、水性固化剂1-5份。

示例性的，增稠剂是为了调整水性配方的粘度；消泡剂是为了消除水性配方在搅拌过程中产生的气泡，减轻气孔的产生；流平剂是为了降低水性材料的表面张力，提高水性材料在离型纸的涂饰流平，避免鱼眼扩散问题；水性固化剂是为了提高水性树脂烘干后的分子间作用力，提高成膜强度。

水性中间聚氨酯层2的制备原料按质量份数包括以下组分：水性聚碳聚醚复合聚氨酯树脂100份、增稠剂0.2-2份、消泡剂0.2-2份、流平剂0.6-3份、颜料8-40份、水性固化剂1-5份。

示例性的，水性聚碳聚醚复合聚氨酯树脂100％模量为30-90kg/cm²，水性聚碳聚醚复合聚氨酯树脂的固含量为30-50％；增稠剂为纤维素类、憎水改性丙烯酸酯类、聚氨酯类中的一种或多种；流平剂为有机硅类表面活性剂；消泡剂为聚醚改性硅酮；水性固化剂为开放型异氰酸酯固化剂、封闭型异氰酸酯类固化剂、碳化二亚胺类固化剂、氮丙啶类固化剂中的一种或多种；颜料为水性色浆。

示例性的，水性聚碳聚醚复合聚氨酯树脂型号为合肥安利聚氨酯新材料有限公司(wt-13)；增稠剂型号为烟台万华生产u-605；消泡剂型号为毕克化工byk-141；流平剂型号为毕克化工byk-300；水性固化剂型号为帝斯曼cx-100；异氰酸酯预聚体型号为合肥安利聚氨酯新材料有限公司(al-5050b)。

一种再生丝水性无溶剂包装用聚氨酯合成革制备方法，方法包括以下步骤：

步骤a、在离型纸上涂布一层水性面层聚氨酯树脂，经烘干形成水性面层聚氨酯层1；

其中：水性面层聚氨酯层1的制备原料按质量份数包括以下组分：水性聚碳聚醚复合聚氨酯树脂100份、增稠剂0.2-2份、消泡剂0.2-2份、流平剂0.5-3份、颜料8-40份、水性固化剂1-5份；

水性面层聚氨酯树脂在25℃下的粘度为4000～8000cps，涂布厚度为0.12-0.18mm；烘干温度为70～130℃；

步骤b、在所述水性面层聚氨酯层1上涂布一层水性中间层聚氨酯树脂，经烘干形成水性中间聚氨酯层2；

其中：水性中间聚氨酯层的制备原料按质量份数包括以下组分：水性聚碳聚醚复合聚氨酯树脂100份、增稠剂0.2-2份、消泡剂0.2-2份、流平剂0.5-3份、颜料8-40份、水性固化剂1-5份；

水性中间层聚氨酯树脂在25℃下的粘度为4000～8000cps，涂布厚度为0.12-0.2mm，烘干温度为70～130℃；

步骤c、在所述水性中间聚氨酯层2上涂布一层聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯树脂，预反应后形成聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层3；

其中：聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层3的制备原料按质量份数包括以下组分：聚酯二元醇与聚己内酯二元醇共混100份、扩链剂9-15份、催化剂0.05-0.3份、异氰酸酯预聚体90-130份；

聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯树脂厚度为0.18-0.3mm，预反应条件为100～130℃下预反应2-3min；

步骤d、用压辊将pet再生丝纤维层4与所述聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层3贴合，烘箱熟化；烘箱熟化条件为130～150℃烘箱熟化10-15min；pet再生丝纤维层4厚度为0.2-0.4mm；

步骤e、将烘箱熟化后的所述pet再生丝纤维层和所述聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层贴合物共同打卷、再经熟化室熟化24-48h，熟化温度为70℃；二次熟化结束后将离型纸剥离，得到再生丝水性无溶剂包装用聚氨酯合成革。

下面通过三个具体的实施例对本发明作进一步的说明，但需要指出的是本发明的实施例中所描述的具体的物料配比、工艺条件及结果等仅用于说明本发明，并不能以此限制本发明的保护范围，凡是根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围内。

实施例一

一种再生丝水性无溶剂包装用聚氨酯合成革制备方法，方法包括以下步骤：

步骤a、在离型纸上涂布一层水性面层聚氨酯树脂，经烘干形成水性面层聚氨酯层1；

其中：水性面层聚氨酯层1的制备原料按质量份数包括以下组分：水性聚碳聚醚复合聚氨酯树脂100份、增稠剂0.5份、消泡剂0.5份、流平剂0.7份、颜料10份、水性固化剂2份；

水性面层聚氨酯树脂在25℃下的粘度为5000cps，涂布厚度为0.13mm；烘干温度为120℃；

步骤b、在所述水性面层聚氨酯层1上涂布一层水性中间层聚氨酯树脂，经烘干形成水性中间聚氨酯层2；

其中：水性中间聚氨酯层的制备原料按质量份数包括以下组分：水性聚碳聚醚复合聚氨酯树脂100份、增稠剂0.5份、消泡剂0.5份、流平剂0.7份、颜料10份、水性固化剂2份；

水性中间层聚氨酯树脂在25℃下的粘度为5000cps，涂布厚度为0.15mm，烘干温度为130℃；

步骤c、在所述水性中间聚氨酯层2上涂布一层聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯树脂，预反应后形成聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层3；

其中：聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层3的制备原料按质量份数包括以下组分：聚酯二元醇与聚己内酯二元醇共混100份、乙二醇9份、催化剂(bicat8106)0.1份、异氰酸酯预聚体90份；

聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯树脂厚度为0.2mm，预反应条件为110℃下预反应3min；

步骤d、用压辊将pet再生丝纤维层4与所述聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层3贴合，烘箱熟化；烘箱熟化条件为140℃烘箱熟化10；pet再生丝纤维层4厚度规格为0.3mm；

步骤e、将烘箱熟化后的所述pet再生丝纤维层和所述聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层贴合物共同打卷、再经熟化室熟化24，熟化温度为70℃；二次熟化结束后将离型纸剥离，得到再生丝水性无溶剂包装用聚氨酯合成革。

实施例二

一种再生丝水性无溶剂包装用聚氨酯合成革制备方法，方法包括以下步骤：

步骤a、在离型纸上涂布一层水性面层聚氨酯树脂，经烘干形成水性面层聚氨酯层1；

其中：水性面层聚氨酯层1的制备原料按质量份数包括以下组分：水性聚碳聚醚复合聚氨酯树脂100份、增稠剂0.4份、消泡剂0.3份、流平剂0.8份、颜料15份、水性固化剂4份；

水性面层聚氨酯树脂在25℃下的粘度为4500cps，涂布厚度为0.15mm；烘干温度为110℃；

步骤b、在所述水性面层聚氨酯层1上涂布一层水性中间层聚氨酯树脂，经烘干形成水性中间聚氨酯层2；

其中：水性中间聚氨酯层的制备原料按质量份数包括以下组分：水性聚碳聚醚复合聚氨酯树脂100份、增稠剂0.4份、消泡剂0.3份、流平剂0.8份、颜料15份、水性固化剂4份；

水性中间层聚氨酯树脂在25℃下的粘度为4500cps，涂布厚度为0.18mm，烘干温度为130℃；

步骤c、在所述水性中间聚氨酯层2上涂布一层聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯树脂，预反应后形成聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层3；

其中：聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层3的制备原料按质量份数包括以下组分：聚酯二元醇与聚己内酯二元醇共混100份、乙二醇12份、催化剂(bicat3228)0.1份、异氰酸酯预聚体110份；

聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯树脂厚度为0.18mm，预反应条件为100℃下预反应3min；

步骤d、用压辊将pet再生丝纤维层4与所述聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层3贴合，烘箱熟化；烘箱熟化条件为130烘箱熟化10min；pet再生丝纤维层4厚度为0.35mm；

步骤e、将烘箱熟化后的所述pet再生丝纤维层和所述聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层贴合物共同打卷、再经熟化室熟化24h，熟化温度为70℃；二次熟化结束后将离型纸剥离，得到再生丝水性无溶剂包装用聚氨酯合成革。

实施例三

一种再生丝水性无溶剂包装用聚氨酯合成革制备方法，方法包括以下步骤：

步骤a、在离型纸上涂布一层水性面层聚氨酯树脂，经烘干形成水性面层聚氨酯层1；

其中：水性面层聚氨酯层1的制备原料按质量份数包括以下组分：水性聚碳聚醚复合聚氨酯树脂100份、增稠剂0.8份、消泡剂0.4份、流平剂0.8份、颜料20份、水性固化剂5份；

水性面层聚氨酯树脂在25℃下的粘度为7000cps，涂布厚度为0.16mm；烘干温度为130℃；

步骤b、在所述水性面层聚氨酯层1上涂布一层水性中间层聚氨酯树脂，经烘干形成水性中间聚氨酯层2；

其中：水性中间聚氨酯层的制备原料按质量份数包括以下组分：水性聚碳聚醚复合聚氨酯树脂100份、增稠剂0.8份、消泡剂0.4份、流平剂0.8份、颜料20份、水性固化剂5份；

水性中间层聚氨酯树脂在25℃下的粘度为7000cps，涂布厚度为0.2mm，烘干温度为130℃；

步骤c、在所述水性中间聚氨酯层2上涂布一层聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯树脂，预反应后形成聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层3；

其中：聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层3的制备原料按质量份数包括以下组分：聚酯二元醇与聚己内酯二元醇共混100份、乙二醇12份、催化剂(bicat3228)0.1份、异氰酸酯预聚体110份；

聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯树脂厚度为0.25mm，预反应条件为110℃下预反应2min；

步骤d、用压辊将pet再生丝纤维层4与所述聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层3贴合，烘箱熟化；烘箱熟化条件为150℃烘箱熟化10min；pet再生丝纤维层4厚度为0.25mm；

步骤e、将烘箱熟化后的所述pet再生丝纤维层和所述聚酯聚己内酯共混型无溶剂聚氨酯层贴合物共同打卷、再经熟化室熟化24，熟化温度为70℃；二次熟化结束后将离型纸剥离，得到再生丝水性无溶剂包装用聚氨酯合成革。

为验证本发明的效果，将上述实施例1-3制得的试样进行检测试验：在25℃下曲挠10万次未开裂；进行taber测试的cs-10，负重1kg,200转；恒温恒湿箱70℃下，湿度为95％的条件下放置7周，革面不粉化不开裂；化学品检测：汗液、香水、酒精等涂抹在革面上在70℃*95％rh*72h条件下革面无明显变化；对实施例1-3的dmf含量进行检测，实施例1中含量为3ppm，实施例2中含量为2ppm，实施例3中含量为4ppm，均符合行业要求。

本发明制备的一种再生丝水性无溶剂电子包装用聚氨酯合成革材料，加工过程中不添加不使用任何有机溶剂，同时高耐磨耐刮性、耐化学品性能优异；本发明主要用于高端电子保护套产品中，可满足电子包装产品模切、塑型等成型工艺。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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