[發明專利]合成革用有機硅改性聚氨酯樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201210073759.3
• 申請日: 2011-02-17
• 公開（公告）號: CN102604026A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 陳華;酈向宇;戴文琪
• 申請（專利權）人: 浙江深藍輕紡科技有限公司
• 主分類號: C08G18/61
• 分類號: C08G18/61;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/32;C08G18/12;D06M15/653
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所 33206
• 代理人: 張建青

技術領域

本發明涉及合成革加工領域，尤其是合成革用有機硅改性聚氨酯樹脂及其制備方法。

背景技術

聚氨酯樹脂應用于合成革干法面層或者表面涂飾劑時，通常會添加有機硅助劑來改善產品的手感，提高產品的防粘、耐水、耐磨等性能。添加的方式一般是將有機硅的助劑通過物理混合的方式添加到聚氨酯樹脂中，由于有機硅和聚氨酯樹脂之間的相容性較差，簡單的物理混合的添加方式會導致有機硅析出，引起產品表面出油，另外，聚氨酯樹脂和有機硅樹脂相容性不佳也會導致樹脂的膜發白、光澤下降等副作用，影響產品的外觀，而且隨著有機硅添加量的增加，這種副作用越來越明顯。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述現有技術的不足而提供一種合成革用有機硅改性聚氨酯樹脂及其制備方法，通過化學合成的方法將有機硅引入聚氨酯的分子鏈上，提高有機硅與聚氨酯樹脂的相容性，使產品外觀透明、光澤度高。

為了達到上述目的，本發明所設計的合成革用有機硅改性聚氨酯樹脂，其特征在于它所用原料成分及質量百分含量如下：二異氰酸酯2％-30％、聚酯或聚醚類多元醇5％-40％、端羥基有機硅0.5％-20％、小分子多元醇擴鏈劑0％-10％、小分子多元胺擴鏈劑0％-13％、催化劑0.01％-1％、其余為溶劑，所述的端羥基有機硅采用兩端為羥基的聚醚-聚硅氧烷共聚物，聚醚鏈段為聚氧乙烯或者聚氧丙烯。本發明通過端羥基有機硅中的羥基和NCO基之間的化學反應在聚氨酯鏈段上面共聚含有有機硅的鏈段，可以使聚氨酯和有機硅達到分子級別的混合，改性后的聚氨酯樹脂的光澤度和透明度都不會受到有機硅的影響。同時本發明的有機硅改性聚氨酯樹脂與普通的脂肪族聚氨酯樹脂相比，在防粘性能、表面爽滑度、以及耐磨、耐水性能上都有明顯的提高，特別適合用于高性能的聚氨酯合成革以及合成革表面涂飾劑。由于普通的聚硅氧烷與聚氨酯相容性較差，即使通過化學方法鏈接到聚氨酯鏈上，也會由于相容性的問題導致改性聚氨酯光澤透明度差，甚至出現凝膠導致樹脂無法使用。本發明采用的聚醚-聚硅氧烷共聚物相比普通的聚硅氧烷，由于其中的聚醚鏈段的存在，提高了其與聚氨酯樹脂的相容性，得到的改性聚氨酯不會出現出現因相容性不佳導致的各種問題。采用本發明的方法可以對包括脂肪族、芳香族的任何種類的聚氨酯樹脂進行改性，適用范圍非常廣泛。本發明將端羥基的有機硅替代部分的聚酯或聚醚多元醇和二異氰酸酯反應，有機硅的用料不受限制，甚至可以替代大部分的聚酯或聚醚多元醇使用，因此得到的改性聚氨酯中有機硅可以做到很高的含量，最高可以達到20％。

該有機硅改性聚氨酯樹脂的制備方法如下：

(1)將聚酯或聚醚類多元醇化合物在90-110℃下進行真空出水干燥50-70分鐘；

(2)向反應釜中加入溶劑總量40-75％的溶劑、端羥基有機硅，70％-95％的二異氰酸酯、催化劑、小分子多元醇擴鏈劑，充分攪拌，在60-90℃下反應2-4h，生成分子量較低的預聚體；

(3)向反應釜內加入溶劑總量20-40％的溶劑，分批加入二異氰酸酯進行擴鏈反應，每次投料間隔0.5-1h，反應溫度60-90℃，隨著二異氰酸酯的加入，預聚體分子量逐漸增大；

(4)當體系粘度達到300cps/25℃-300000cps/25℃時，停止擴鏈反應，降溫，加入剩余的溶劑；

(5)冷卻。

作為上述結構的進一步完善和補充，本發明還包含以下附加技術特征或這些特征的任意組合：

所述端羥基有機硅為兩端為羥基的聚醚-聚硅氧烷共聚物，聚醚鏈段可以是聚氧乙烯或者聚氧丙烯，其分子結構如下所示(分子量在6000以下)：

所述的二異氰酸酯化合物為下述化合物的一種或任意組合：二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯。

所述的小分子多元醇擴鏈劑為下述化合物的一種或任意組合：乙二醇、二乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷三醇。

所述的小分子多元胺擴鏈劑為異佛二酮二胺或乙二胺或上述二者的混合物。

所述的催化劑為有機錫類催化劑或有機鉍類催化劑或前兩者的混合物。

所述的有機錫類催化劑為辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫或前兩者的混合物。

所述的溶劑為下述化合物的一種或任意組合：N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、丁酮、丙酮、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇。