本技术涉及合成革制作,尤其是涉及一种用于电子产品的合成革及制备方法。
背景技术:
1、随着我国电子产业的快速发展,电子产品后盖或保护套,如手机后盖或手机保护套或平板电脑保护套用合成革的需求日益旺盛。传统的电子产品用合成革大多以pvc材料或湿法pu材料制成,而不管是pvc材料还是湿法pu材料,都存在环保性的潜在缺点,其应用受到一定限制,特别是对于出口的电子产品,应用受限。
2、如中国专利cn104294606a公开的一种高档电子包装及证件用聚氨酯合成革,包括聚氨酯合成革基层及在聚氨酯合成革基层外表面涂饰一层无色透明浆料,然后烘干、固化制得,该聚氨酯合成革基层由基布层、湿法聚氨酯层和干法聚氨酯层构成,无色透明浆料涂饰在干法聚氨酯层表面,该合成革具有一定防污性,但还是存在环保性问题、手感方面及抗污性、耐刮伤、耐化学品性等方面欠缺,无法满足出口电子产品的应用需求,尤其是在耐化学品性方面,手机后盖用革通常需要满足耐酒精摩擦抗沾污、高低温存储、水煮、耐uv96h温度冲击、化妆品摩擦、橡皮摩擦、牛仔布摩擦、耐碱等要求。此外,现有技术中采用制备湿法贝斯半成品、再以离型纸为载体进行干法成品制备的方法,工序较多且繁杂不易控制,且使用dmf溶剂较多,从而导致制得的手机后盖用合成革耐用性差,性能低,尤其是耐碱性差,无法通过高温碱煮测试。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题,开发一种耐腐蚀性强、安全环保、制备工艺更简单的电子产品用合成革,本技术提供了一种用于电子产品的合成革及制备方法。
2、第一方面,本技术提供了一种用于电子产品的合成革,所述用于电子产品的合成革由外至内依次包括面层、中间层、粘接层和基布层;所述面层由面层浆料制成,所述面层浆料包括以下重量份的原料:聚碳树脂100份,蓖麻油改性聚酯多元醇12-25份,乙烯基羟基硅油4-7份,耐磨剂1-1.5份,耐黄变剂0.5-1.0份,交联剂1-2份,催化剂1-2份,固化剂10-15份,有机溶剂60-100份;所述蓖麻油改性聚酯多元醇由蓖麻油与低极性二元醇、二元酸反应制得。
3、通过采用上述技术方案,本技术在合成革的面层浆料中加入蓖麻油改性聚酯多元醇,蓖麻油改性聚酯多元醇具有低黏度、耐老化、燃点高、稳定性好等特性,掺入树脂中可以明显增强面层浆料的化学稳定性。在高温和交联剂的作用下,聚碳树脂的活性基团与蓖麻油改性聚酯多元醇、乙烯基羟基硅油进行成键反应和发生交联,形成稳定的网状结构,从而增强了面层的机械强度,另一方面可以促进乙烯基羟基硅油与聚碳树脂基体材料稳定结合,有利于增强面层的耐腐蚀性和耐候性。乙烯基羟基硅油可以在面层中可能形成一层保护膜,可以抵御水和化学溶剂的渗透,减少腐蚀性物质与面层直接接触的机会。蓖麻油改性聚酯多元醇中的蓖麻油由于其来源于植物油的长链脂肪酸结构,可以提供更好的柔韧性和延伸性,这有助于面层在受到化学腐蚀时保持完整性,也有利于提高面层的触感和舒适性。
4、进一步的,所述蓖麻油改性聚酯多元醇的制备方法包括以下步骤:在反应容器中加入蓖麻油与低极性二元醇,加入催化剂,升温至180-220℃,反应,降温,加入二元酸,升温至180-220℃,反应,冷却,加入三乙醇胺,反应,制得蓖麻油改性聚酯多元醇。
5、进一步的,所述低极性二元醇包括丁二醇、己二醇、聚四氢呋喃二元醇和环己烷二甲醇中的一种。
6、进一步的,所述二元酸包括乙二酸、丁二酸、己二酸、衣康酸和富马酸中的一种。
7、优选的,所述所述蓖麻油改性聚酯多元醇的制备方法包括以下步骤:在反应容器中加入蓖麻油与己二醇,加入钛酸四丁酯作为催化剂,升温至190℃,反应2h,降温至120℃,加入丁二酸,升温至190℃,反应4h,冷却至室温,加入三乙醇胺,反应30min,制得蓖麻油改性聚酯多元醇。其中,蓖麻油、己二醇、钛酸四丁酯、丁二酸和三乙醇胺的重量比为40:12:0.1:3:0.6。
8、进一步的,所述中间层由中间层浆料制成,所述中间层浆料包括以下重量份的原料:聚碳树脂50份,聚碳酸酯型聚氨酯树脂30-60份,固化剂10-20份,重质碳酸钙8-12份,耐黄变剂0.5-1份,交联剂1-2份,催化剂1-2份,有机溶剂60-100份。
9、进一步的,所述粘结层由粘结层浆料制成,所述粘结层浆料包括以下重量份的原料:聚氨酯树脂100份,聚碳酸酯二元醇10-20份,马来酸酐改性聚酯多元醇10-20份,固化剂15-25份,交联剂3-8份,催化剂1-2份,有机溶剂60-100份。
10、通过采用上述技术方案,在粘结层浆料中加入聚碳酸酯二元醇,与固化剂反应后生成的聚碳酸酯型聚氨酯与中间层浆料中的聚碳酸酯型聚氨酯树脂的相容性较好,从而促进中间层和粘结层的稳定和牢固结合。马来酸酐改性聚酯多元醇与固化剂反应后生成的聚氨酯材料中含有马来酸酐活性基团,一方面与聚氨酯树脂基体材料内的活性基团发生键合反应从而形成交联的网状结构,同时固化剂和交联剂的配合使用可以优化交联反应,从而使粘结层保有较好的机械强度和粘结性能;另一方面,经过氨气等离子处理后的基布层表面接枝有活性较高的氨基基团,粘结层中的马来酸酐活性基团及其他活性基团与氨基发生键合,同时聚氨酯树脂基体材料在层压贴合过程中可以很好地渗透入基布层的孔隙中从而扩大二者的接触面积和交联程度,从而使粘结层与基布层稳定、牢固结合。
11、进一步的,所述马来酸酐改性聚酯多元醇由马来酸酐与低极性二元醇、己二酸制备得到,所述马来酸酐改性聚酯多元醇的制备方法包括以下步骤:在反应容器中加入马来酸酐、己二酸和低极性二元醇,升温至130-150℃,反应,升温至220-250℃,保温,加入催化剂,反应,冷却,制得马来酸酐改性聚酯多元醇。
12、进一步的,所述马来酸酐改性聚酯多元醇由马来酸酐与丁二醇、己二酸制备得到,所述马来酸酐改性聚酯多元醇的制备方法包括以下步骤:在反应容器中加入马来酸酐和丁二醇,升温至150℃,保温反应1h,之后加入己二酸,反应2h,在2h内缓慢升温至240℃,保温2h,加入钛酸四丁酯,反应2h,冷却,制得马来酸酐改性聚酯多元醇。
13、进一步的,所述有机溶剂包括重量比为0.5-2:0.5-2的二甲基甲酰胺和丁酮。
14、通过采用上述技术方案,二甲基甲酰胺(dmf)是一种极性溶剂,主要用于溶解聚碳树脂,形成均匀的树脂溶液,以便于涂覆和加工。丁酮也是一种溶剂,挥发性较好,可以快速蒸发,有助于涂层的干燥过程。丁酮与二甲基甲酰胺混合使用,可以调节溶液的粘度和干燥速度,以达到更好的涂覆效果。
15、进一步的,所述固化剂包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异氟尔酮二异氰酸酯中的一种或多种。
16、进一步的,所述耐磨剂为硅烷偶联改性纳米二氧化硅、硅烷偶联改性碳化硅、硅烷偶联改性玄武岩纤维中的一种或多种。
17、进一步的,所述硅烷偶联改性纳米二氧化硅的制备方法包括以下步骤:将偶联剂kh-550加入50wt%乙醇溶液中,搅拌5min,加入纳米二氧化硅,在60℃下混合60min,之后超声15min,过滤取滤渣,烘干,制得硅烷偶联改性纳米二氧化硅;其中,偶联剂kh-550、纳米二氧化硅和50wt%乙醇溶液的重量比为0.1:1.5:10。
18、进一步的,所述硅烷偶联改性碳化硅的制备方法包括以下步骤:将偶联剂kh-550和碳酸钠加入50wt%乙醇溶液中,搅拌5min,加入碳化硅微粉,在氮气保护氛围下,加热至85℃,反应3h,超声15min,过滤取滤渣,烘干,制得硅烷偶联改性碳化硅;其中,偶联剂kh-550、碳化硅微粉、碳酸钠和50wt%乙醇溶液的重量比为0.1:1.5:0.8:10。
19、进一步的,所述硅烷偶联改性玄武岩纤维的制备方法包括以下步骤:将经过清洗后的粒度为200目的玄武岩纤维微粉加入到50wt%乙醇溶液中,加入偶联剂kh-550,在70℃下超声30min,过滤取滤渣,烘干,制得硅烷偶联改性玄武岩纤维;其中,偶联剂kh-550、玄武岩纤维和50wt%乙醇溶液的重量比为0.2:1.5:10。
20、第二方面,本技术提供了上述用于电子产品的合成革的制备方法,包括以下步骤:
21、s1、对纬编弹力针织布进行氨气等离子处理,制得基布层,备用;
22、s2、将聚碳树脂、蓖麻油改性聚酯多元醇、乙烯基羟基硅油、耐磨剂、耐黄变剂、交联剂、催化剂、固化剂和有机溶剂混合搅拌,升温至150-200℃,反应,冷却,制得面层浆料,将面层浆料涂覆在离型纸的正面,烘干,形成面层;
23、s3、将聚碳树脂、聚碳酸酯型聚氨酯树脂、固化剂、重质碳酸钙、耐黄变剂、交联剂、催化剂和有机溶剂混合搅拌,升温至150-200℃,反应,冷却,制得中间层浆料,将中间层浆料涂覆在所述步骤s2中形成的面层上,烘干,在所述面层上形成中间层;
24、s4、将聚氨酯树脂、聚碳酸酯二元醇、马来酸酐改性聚酯多元醇、固化剂、交联剂、催化剂和有机溶剂混合搅拌,升温至150-200℃,反应,冷却,制得粘结层浆料,将粘结层浆料涂覆在所述步骤s3中形成的中间层上,烘干,在所述中间层上形成粘结层;
25、s5、对离型纸上的面层、中间层和粘结层进行预热,与步骤s1中制得的基布层进行层压贴合,烘干,收卷,制得合成革半成品;
26、s6、对步骤s5中制得的合成革半成品进行熟化,冷却,分离离型纸,制得用于电子产品的合成革。
27、进一步的,所述步骤s1中,纬编弹力针织布进行氨气等离子体处理的具体参数包括:压强控制为100pa,氨气流量90sccm,等离子体的处理功率为160w。
28、进一步的,所述步骤s2中,面层浆料的烘干温度为110-130℃,面层浆料的涂覆厚度控制为0.10-0.15mm;所述步骤s3中,中间层浆料的烘干温度为100-130℃,中间层浆料的涂覆厚度控制为0.15-0.25mm;所述步骤s4中,粘结层浆料的烘干温度为110-120℃,粘结层浆料的涂覆厚度控制为0.15-0.25mm;所述步骤s5中,层压贴合的层压间隙控制为0.15-1mm,层压贴合后,烘干温度为120-135℃。
29、综上所述,本发明包括以下至少一种有益技术效果:
30、1.本技术中制得的用于电子产品的合成革的基布层、粘结层、中间层和面层的相互之间的结合力优良,不会发生脱落、剥离等不良问题,使用寿命持久;同时由于在面层中加入特定组分,使面层具有良好的耐磨、防污、滑爽等优良性能,以及较强的耐化学品腐蚀性能;本技术通过在面层中加入蓖麻油改性聚酯多元醇,增加了材料的生物基含量,提高了制得的产品的环境友好性与人体接触的舒适性。
31、2.本技术中的用于电子产品的合成革的制备方法相对简单,操作难度低,便于实现工业化生产制造。
1.一种用于电子产品的合成革,其特征在于,所述用于电子产品的合成革由外至内依次包括面层、中间层、粘接层和基布层;
2.根据权利要求1所述的用于电子产品的合成革,其特征在于,所述蓖麻油改性聚酯多元醇的制备方法包括以下步骤:在反应容器中加入蓖麻油与低极性二元醇,加入钛酸酯,升温至180-220℃,反应,降温,加入二元酸,升温至180-220℃,反应,冷却,加入三乙醇胺,反应,制得蓖麻油改性聚酯多元醇。
3.根据权利要求1所述的用于电子产品的合成革,其特征在于,所述中间层由中间层浆料制成,所述中间层浆料包括以下重量份的原料:聚碳树脂50份,聚碳酸酯型聚氨酯树脂30-60份,固化剂10-20份,重质碳酸钙8-12份,耐黄变剂0.5-1份,交联剂1-2份,催化剂1-2份,有机溶剂60-100份。
4.根据权利要求1所述的用于电子产品的合成革,其特征在于,所述粘结层由粘结层浆料制成,所述粘结层浆料包括以下重量份的原料:聚氨酯树脂100份,聚碳酸酯二元醇10-20份,马来酸酐改性聚酯多元醇10-20份,固化剂15-25份,交联剂3-8份,催化剂1-2份,有机溶剂60-100份。
5.根据权利要求4所述的用于电子产品的合成革,其特征在于,所述马来酸酐改性聚酯多元醇由马来酸酐与低极性二元醇、己二酸制备得到,所述马来酸酐改性聚酯多元醇的制备方法包括以下步骤:在反应容器中加入马来酸酐、己二酸和低极性二元醇,升温至130-150℃,反应,升温至220-250℃,保温,加入钛酸酯,反应,冷却,制得马来酸酐改性聚酯多元醇。
6.根据权利要求1所述的用于电子产品的合成革,其特征在于,所述有机溶剂包括重量比为0.5-2:0.5-2的二甲基甲酰胺和丁酮。
7.根据权利要求1所述的用于电子产品的合成革,其特征在于,所述固化剂包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异氟尔酮二异氰酸酯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的用于电子产品的合成革,其特征在于,所述耐磨剂为硅烷偶联改性纳米二氧化硅、硅烷偶联改性碳化硅、硅烷偶联改性玄武岩纤维中的一种或多种。
9.一种权利要求1-8任一项所述的用于电子产品的合成革的制备方法,其特征在于,所述用于电子产品的合成革的制备方法包括以下步骤:
10.根据权利要求9所述的用于电子产品的合成革的制备方法,其特征在于,所述步骤s2中,面层浆料的烘干温度为110-130℃,面层浆料的涂覆厚度控制为0.10-0.15mm;所述步骤s3中,中间层浆料的烘干温度为100-130℃,中间层浆料的涂覆厚度控制为0.15-0.25mm;所述步骤s4中,粘结层浆料的烘干温度为110-120℃,粘结层浆料的涂覆厚度控制为0.15-0.25mm;所述步骤s5中,层压贴合的层压间隙控制为0.15-1mm,层压贴合后,烘干温度为120-135℃。
