一种完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及热塑性发泡人造皮材料领域，特别是涉及一种完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料及其制备方法。

背景技术：

2.热塑性聚氨酯价格昂贵，经过挤出发泡，其制品密度可以大大降低，常用于皮革生产，不仅可以增加柔软度，还可以降低使用成本。目前采用超临界二氧化碳作为发泡剂，生产发泡热塑性聚氨酯多为釜压法生产发泡珠粒后再模塑成型得到制品。
3.从绿、生态以及环保等角度来看，热塑性聚氨酯应用到皮革生产中，取得了较大的进步，但是就目前形势而言，皮革生产中大多使用溶剂型热塑性聚氨酯材料，并未从根本上解决环境污染的问题，因此，亟需一种完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料。

技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供一种解决环境污染问题的完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料。
5.本发明还提供一种完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料的制备方法，工艺简单便捷。
6.本发明采用如下技术方案：
7.一种完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料的制备方法，包括如下步骤：
8.s1、将聚醚多元醇和多异氰酸酯加入装有温度计、冷凝管及搅拌装置的500ml三口瓶中，水浴加热至90℃，不高于90℃的温度下反应1-2h，然后降温至80℃，加入二羧甲基丙酸、三羧甲基丙烷继续反应1-2h，之后降温至70℃，加入催化剂，保温2h，最好降温至50℃以下分散乳化，蒸馏后得到水性pu乳液；
9.s2、将牛皮碎屑置于粉碎机中粉碎1h取出，使用过滤网过滤，将过滤后的粉体在水中浸泡10-20h，加入分散助剂，搅拌均匀后在高速剪切乳化机中剪切60-80min，得到超微皮革填料；
10.s3、在步骤s1中的水性pu乳液加入发泡剂、稳泡剂，机械起泡至起泡倍率为100％时，加入步骤s2的超微皮革填料，在慢速搅拌35-50min使得二者混合均匀，得到发泡浆料；
11.s4、将皮胚进行浸渍预处理，然后熨烫压平，再在处理后的皮胚的表面涂覆发泡浆料，并经过烘干定型、冷却、收卷，得到完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料。
12.对上述技术方案的进一步改进为，在步骤s1中，所述聚醚多元醇为cma-44、cma-244中的一种或两种。
13.对上述技术方案的进一步改进为，在步骤s1中，所述水性pu乳液的固含量为30-35％。
14.对上述技术方案的进一步改进为，在步骤s2中，所述牛皮碎屑由皮革厂削匀、磨革及成品革车间取得。
15.对上述技术方案的进一步改进为，在步骤s2中，所述超微皮革填料的平均粒径为19-25μm。
16.对上述技术方案的进一步改进为，在步骤s2中，所述高速剪切乳化机的转速为4000-6000转/分钟。
17.对上述技术方案的进一步改进为，在步骤s3中，所述发泡剂为磺基琥珀酸单酰胺盐、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯的一种。
18.对上述技术方案的进一步改进为，在步骤s3中，所述稳泡剂为硬脂酸铵、羧基纤维素、可溶性淀粉和改性瓜尔胶中的一种。
19.对上述技术方案的进一步改进为，在步骤s4中，所述烘干的温度为50-140℃，烘干时间为7-30min。
20.一种完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料，所述完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料使用上述的制备方法制得。
21.本发明的有益效果为：
22.本发明通过聚醚多元醇和多异氰酸酯，制得的水性聚氨酯具备无毒低污染、绿环保等特点，应用到皮革生产中，实现可回收、环保的特性；采用牛皮碎屑制得超微皮革填料，一来提高了本发明的真皮感，二来有效对皮革废料进行回收再利用，解决皮革废料的环境污染问题。
具体实施方式
23.下面结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
24.一种完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料的制备方法，包括如下步骤：
25.s1、将聚醚多元醇和多异氰酸酯加入装有温度计、冷凝管及搅拌装置的500ml三口瓶中，水浴加热至90℃，不高于90℃的温度下反应1-2h，然后降温至80℃，加入二羧甲基丙酸、三羧甲基丙烷继续反应1-2h，之后降温至70℃，加入催化剂，保温2h，最好降温至50℃以下分散乳化，蒸馏后得到水性pu乳液；
26.s2、将牛皮碎屑置于粉碎机中粉碎1h取出，使用过滤网过滤，将过滤后的粉体在水中浸泡10-20h，加入分散助剂，搅拌均匀后在高速剪切乳化机中剪切60-80min，得到超微皮革填料；
27.s3、在步骤s1中的水性pu乳液加入发泡剂、稳泡剂，机械起泡至起泡倍率为100％时，加入步骤s2的超微皮革填料，在慢速搅拌35-50min使得二者混合均匀，得到发泡浆料；
28.s4、将皮胚进行浸渍预处理，然后熨烫压平，再在处理后的皮胚的表面涂覆发泡浆料，并经过烘干定型、冷却、收卷，得到完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料。
29.进一步地，在步骤s1中，所述聚醚多元醇为cma-44、cma-244中的一种或两种。
30.进一步地，在步骤s1中，所述水性pu乳液的固含量为30-35％。
31.进一步地，在步骤s2中，所述牛皮碎屑由皮革厂削匀、磨革及成品革车间取得。
32.进一步地，在步骤s2中，所述超微皮革填料的平均粒径为19-25μm。
33.进一步地，在步骤s2中，所述高速剪切乳化机的转速为4000-6000转/分钟。
34.进一步地，在步骤s3中，所述发泡剂为磺基琥珀酸单酰胺盐、脂肪酸甘油酯、脂肪
酸山梨坦、聚山梨酯的一种。
35.进一步地，在步骤s3中，所述稳泡剂为硬脂酸铵、羧基纤维素、可溶性淀粉和改性瓜尔胶中的一种。
36.进一步地，在步骤s4中，所述烘干的温度为50-140℃，烘干时间为7-30min。
37.一种完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料，所述完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料使用上述的制备方法制得。
38.实施例1
39.一种完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料的制备方法，包括如下步骤：
40.s1、将cma-44和多异氰酸酯加入装有温度计、冷凝管及搅拌装置的500ml三口瓶中，水浴加热至90℃，不高于90℃的温度下反应1-2h，然后降温至80℃，加入二羧甲基丙酸、三羧甲基丙烷继续反应1-2h，之后降温至70℃，加入催化剂，保温2h，最好降温至50℃以下分散乳化，蒸馏后得到水性pu乳液；
41.s2、将牛皮碎屑置于粉碎机中粉碎1h取出，使用过滤网过滤，将过滤后的粉体在水中浸泡20h，加入分散助剂，搅拌均匀后在高速剪切乳化机中剪切60-80min，得到超微皮革填料；
42.s3、在步骤s1中的水性pu乳液加入磺基琥珀酸单酰胺盐、硬脂酸铵，机械起泡至起泡倍率为100％时，加入步骤s2的超微皮革填料，在慢速搅拌50min使得二者混合均匀，得到发泡浆料；
43.s4、将皮胚进行浸渍预处理，然后熨烫压平，再在处理后的皮胚的表面涂覆发泡浆料，并经过烘干定型、冷却、收卷，其中烘干的温度为140℃，烘干时间为30min，得到完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料。
44.实施例2
45.一种完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料的制备方法，包括如下步骤：
46.s1、将cma-244和多异氰酸酯加入装有温度计、冷凝管及搅拌装置的500ml三口瓶中，水浴加热至90℃，不高于90℃的温度下反应1-2h，然后降温至80℃，加入二羧甲基丙酸、三羧甲基丙烷继续反应1-2h，之后降温至70℃，加入催化剂，保温2h，最好降温至50℃以下分散乳化，蒸馏后得到水性pu乳液；
47.s2、将牛皮碎屑置于粉碎机中粉碎1h取出，使用过滤网过滤，将过滤后的粉体在水中浸泡15h，加入分散助剂，搅拌均匀后在高速剪切乳化机中剪切60-80min，得到超微皮革填料；
48.s3、在步骤s1中的水性pu乳液加入磺基琥珀酸单酰胺盐、硬脂酸铵，机械起泡至起泡倍率为100％时，加入步骤s2的超微皮革填料，在慢速搅拌45min使得二者混合均匀，得到发泡浆料；
49.s4、将皮胚进行浸渍预处理，然后熨烫压平，再在处理后的皮胚的表面涂覆发泡浆料，并经过烘干定型、冷却、收卷，其中烘干的温度为80℃，烘干时间为20min，得到完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料。
50.实施例3
51.一种完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料的制备方法，包括如下步骤：
52.s1、将cma-44和多异氰酸酯加入装有温度计、冷凝管及搅拌装置的500ml三口瓶
中，水浴加热至90℃，不高于90℃的温度下反应1-2h，然后降温至80℃，加入二羧甲基丙酸、三羧甲基丙烷继续反应1-2h，之后降温至70℃，加入催化剂，保温2h，最好降温至50℃以下分散乳化，蒸馏后得到水性pu乳液；
53.s2、将牛皮碎屑置于粉碎机中粉碎1h取出，使用过滤网过滤，将过滤后的粉体在水中浸泡10h，加入分散助剂，搅拌均匀后在高速剪切乳化机中剪切60min，得到超微皮革填料；
54.s3、在步骤s1中的水性pu乳液加入磺基琥珀酸单酰胺盐、硬脂酸铵，机械起泡至起泡倍率为100％时，加入步骤s2的超微皮革填料，在慢速搅拌35min使得二者混合均匀，得到发泡浆料；
55.s4、将皮胚进行浸渍预处理，然后熨烫压平，再在处理后的皮胚的表面涂覆发泡浆料，并经过烘干定型、冷却、收卷，其中烘干的温度为90℃，烘干时间为10min，得到完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料。
56.对比例1
57.本对比例与实施例1的区别在于删去步骤2，其余均与实施例1相同。
58.对比例2
59.本对比例与实施例2的区别在于删去步骤2，其余均与实施例2相同。
60.将实施例1-3和对比例1-2进行如下测试：
61.剥离强度测试：按gb/t 8949-2008中的要求，将做好经纬向标记的人造皮样品剪成边长为15cm的正方形小块，然后在人造皮样品表面涂上一层专用的粘合剂，经向和纬向两边都分别留下3cm的空间不涂粘合剂，然后再将涂了粘合剂的人造皮样品延横向或者纵向对折使之粘贴，滚压后置于温度为100
±
5℃的恒温干燥箱中烘干。烘干后的人造皮样品，延其对应的方向，剪成尺寸为2cm
×
10cm的条型，用jt7010-a1型皮革拉伸试验机的夹具夹住没有涂抹粘合剂的地方，角度为180
°
，匀速拉开粘和的人造皮，测定其径向和纬向的剥离强度。
62.耐折性能测试：按照中华人民共和国轻工行业标准按qbtqb/t2714-2005《皮革耐折牢度的测定》中规定的方法进行。将加工好的样品剪成6片尺寸相同的小块，分成两组，每组3片，将剪好的合成革小块表面向里折叠，分别进行常温和低温试验。试验结束后，用6倍放大镜观察受折部分变化情况。将每组样品的最低等级最为最终结果。
63.干湿擦测试：按照中华人民共和国轻工行业标准gb/t 3920-2008《纺织品牢度实验耐摩擦牢度的测定》方法测定。
64.耐黄变性能测试：将样品剪成边长为8cm的小块，放入耐黄变试验箱，12h后取出样块，用标准卡比较黄变等级。
65.透水汽性测试：使用qb/t1279-2012，将样品放入老化箱内24h，温度(20
±
2)℃相对湿度(65
±
2)％，称取(59.0
±
0.5)g已烘干好的变硅胶放入测量瓶，把样品正面朝外固定与瓶口，并记录总质量m0，然后将测试瓶放入测试瓶支架上启动仪器，待24h后取出，称量质量(包括测试瓶、待测膜及变硅胶的总质量)m1，每个式样测量三次，算取平均值。
66.测试结果如表1所示。
67.表1
[0068][0069]
从上述表中数据可知，本发明制备的完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料产品，剥离强度为≥68n/2cm，23℃10万次耐折牢度等级为五级，-10℃4万次耐折牢度等级为五级，干摩擦等级≥四级，湿摩擦等级≥四级，耐黄变等级三级，透水汽性≥15.7mg(cm2*h)％。
[0070]
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

技术特征：

1.一种完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、将聚醚多元醇和多异氰酸酯加入装有温度计、冷凝管及搅拌装置的500ml三口瓶中，水浴加热至90℃，不高于90℃的温度下反应1-2h，然后降温至80℃，加入二羧甲基丙酸、三羧甲基丙烷继续反应1-2h，之后降温至70℃，加入催化剂，保温2h，最好降温至50℃以下分散乳化，蒸馏后得到水性pu乳液；s2、将牛皮碎屑置于粉碎机中粉碎1h取出，使用过滤网过滤，将过滤后的粉体在水中浸泡10-20h，加入分散助剂，搅拌均匀后在高速剪切乳化机中剪切60-80min，得到超微皮革填料；s3、在步骤s1中的水性pu乳液加入发泡剂、稳泡剂，机械起泡至起泡倍率为100％时，加入步骤s2的超微皮革填料，在慢速搅拌35-50min使得二者混合均匀，得到发泡浆料；s4、将皮胚进行浸渍预处理，然后熨烫压平，再在处理后的皮胚的表面涂覆发泡浆料，并经过烘干定型、冷却、收卷，得到完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料。2.根据权利要求1所述的完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述聚醚多元醇为cma-44、cma-244中的一种或两种。3.根据权利要求1所述的完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述水性pu乳液的固含量为30-35％。4.根据权利要求1所述的完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，所述牛皮碎屑由皮革厂削匀、磨革及成品革车间取得。5.根据权利要求1所述的完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，所述超微皮革填料的平均粒径为19-25μm。6.根据权利要求1所述的完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，所述高速剪切乳化机的转速为4000-6000转/分钟。7.根据权利要求1所述的完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，所述发泡剂为磺基琥珀酸单酰胺盐、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯的一种。8.根据权利要求1所述的完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，所述稳泡剂为硬脂酸铵、羧基纤维素、可溶性淀粉和改性瓜尔胶中的一种。9.根据权利要求1所述的完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料的制备方法，其特征在于，在步骤s4中，所述烘干的温度为50-140℃，烘干时间为7-30min。10.一种完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料，其特征在于，所述完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料使用权利要求1-9任一项所述的制备方法制得。

技术总结

本发明涉及热塑性发泡人造皮材料领域，特别是涉及一种解决环境污染问题的完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料；本发明还提供一种完全可回收环保热塑性发泡人造皮材料的制备方法，工艺简单便捷；本发明通过聚醚多元醇和多异氰酸酯，制得的水性聚氨酯具备无毒低污染、绿环保等特点，应用到皮革生产中，实现可回收、环保的特性；采用牛皮碎屑制得超微皮革填料，一来提高了本发明的真皮感，二来有效对皮革废料进行回收再利用，解决皮革废料的环境污染问题。污染问题。