[發(fā)明專利]一種有機(jī)凹凸棒土-水性聚氨酯納米復(fù)合皮革涂飾劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910059468.7
• 申請日: 2009-06-01
• 公開（公告）號: CN101565588A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林煒;劉倩;穆暢道;李德富;周玉玲;蔡素梅
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C08G18/08;C09C1/40;C09C3/00;C09C3/04;C09C3/08;C14C11/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米復(fù)合材料研究領(lǐng)域和聚氨酯皮革用涂飾材料開發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)凹凸棒土-水性聚氨酯納米復(fù)合皮革涂飾劑及其制備方法。?

背景技術(shù)

納米復(fù)合材料起源于上世紀(jì)80年代初期，Roy和Kormaneni等人于1984年首次提出了納米復(fù)合材料(nanocomposite)的概念，它是指兩種或兩種以上的固相尺寸至少在一維方向上小于100nm的復(fù)合材料。近年來納米技術(shù)及納米復(fù)合材料已成為科學(xué)研究和材料開發(fā)的熱點(diǎn)，滲透到材料科學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域，并成為跨學(xué)科發(fā)展的新領(lǐng)域。?

由于納米粘土顆粒尺寸小、比表面積大、表面能和表面張力隨粒徑的下降急劇增加，表現(xiàn)出小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等。作為高分子材料的改性劑、增強(qiáng)劑等，能提高復(fù)合材料的力學(xué)性能、耐熱穩(wěn)定性等，同時(shí)納米粒子的高流動性改善了材料的加工性能，使材料表面光滑，摩擦系數(shù)變小，耐磨性增強(qiáng)。納米粒子具有極大的比表面積，能有效控制液體聚合物的假塑性和觸變性能，可作為高檔涂料、粘合劑、密封膠等的增稠劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、流變劑等。利用納米粒子特殊的光、電、磁等特性，可制備具有特殊功能的高分子材料。這些特征為材料的研究開發(fā)及升級換代提供了新的思路，引起了科技界和產(chǎn)業(yè)界的極大興趣，在今后很長一段時(shí)間內(nèi)，納米技術(shù)必定對世界經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生巨大的影響。?

凹凸棒(attapulgite)土，又名坡縷石(palygorskite)，是一種層鏈狀過渡結(jié)構(gòu)的以含水富鎂鋁硅酸鹽為主的天然粘土礦物，在礦物學(xué)上隸屬于海泡石族。1940年，Brandley根據(jù)X-衍射分析提出了凹土的理想晶體結(jié)構(gòu)，它的化學(xué)式Mg₅(Si₄O₁₀)₂(OH)₂(H₂O)₄·4H₂O和層狀晶體結(jié)構(gòu)模式并得到公認(rèn)。凹凸棒土屬于2:1型粘土礦物，即兩層硅氧四面體夾一層鎂氧八面體，每隔四個(gè)硅氧四面體其間端背向而立，沿b、c軸向呈層狀結(jié)構(gòu)；c軸方向即平行纖維方向，由兩個(gè)輝石鏈組成，鏈間由彼此均分的氧原子連結(jié)起來，由于鏈間的結(jié)合力小于鏈內(nèi)結(jié)合力，故使它具有明顯的一向延伸的纖維結(jié)晶習(xí)性。凹凸棒土晶體形態(tài)為棒狀或纖維狀，單晶直徑大多10～100nm，長度為0.1～1μm，所以其具有很大的長徑比，結(jié)構(gòu)特征屬于一維納米粒子。凹凸棒粘土具有滑感、質(zhì)輕、吸水性強(qiáng)、遇水不膨脹、濕時(shí)具有黏性和可塑性等特性。由于它本身的特殊結(jié)構(gòu)，凹土已在建材、采礦、化肥、食品、農(nóng)藥、印染、環(huán)保等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，素有“千面用土”之稱。?

1972年德國Bayer公司率先開發(fā)出了水性PU皮革涂飾劑，與溶劑型PU相比，水性PU在合成過程中以水作為溶劑，減少了合成過程種有機(jī)溶劑的揮發(fā)和危險(xiǎn)；使用時(shí)無毒，無污染、不燃燒、價(jià)廉，具有一般溶劑型PU的性能，是一種應(yīng)用前景廣泛的“綠色材料”。隨著工業(yè)科技的進(jìn)步，人們對材料的性能要求日益增加，對材料進(jìn)行改性以改善其性能或增加特殊功能成為工業(yè)開發(fā)和研究的趨勢。鑒于上述凹凸棒土作為一維納米粒子的優(yōu)點(diǎn)，將凹凸棒土以聚合物固含量的0.1％～20％分散在聚合物中，使其在水性聚氨酯基質(zhì)中以一維納米結(jié)構(gòu)存在。由于凹凸棒粘土納米材料極大的比表面積、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性等特點(diǎn)，使它摻雜在聚合物中可以使復(fù)合材料較常規(guī)材料具有更加優(yōu)異的性能，例如高的機(jī)械強(qiáng)度、高模量、耐熱穩(wěn)定性好，具有一定的電子光學(xué)性能。

由于凹凸棒粘土具有很好的吸水膨脹性，在有機(jī)相中分散性不佳，與有機(jī)高分子的相容性較差，所以往往對凹凸棒粘土進(jìn)行有機(jī)改性。有機(jī)改性可以改善凹凸棒粘土層鏈間表面的微環(huán)境，使凹凸棒層鏈表面由親水性質(zhì)變?yōu)槭杷疇顟B(tài)，從而改善其在有機(jī)相的分散性和與有機(jī)相的相容性，有利于提高材料的性能。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種有機(jī)凹凸棒土-水性聚氨酯納米復(fù)合皮革涂飾劑及制備方法。?

技術(shù)方案主要包括以下幾個(gè)步驟：?

一種有機(jī)凹凸棒粘土-水性聚氨酯納米復(fù)合皮革涂飾劑，其特征在于通過水性聚氨酯乳液與有機(jī)凹凸棒土水分散液的乳液共混或者原位聚合的方法制備。?

有機(jī)凹凸棒土-水性聚氨酯納米復(fù)合皮革涂飾劑的乳液共混制備方法如下：?