[發明專利]一種防污自清潔水性聚氨酯皮革涂飾劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201210101056.7
• 申請日: 2012-04-09
• 公開（公告）號: CN102643598A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 穆暢道;王春華;林煒;張廣照
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C09D175/14
• 分類號: C09D175/14;C09D5/16;C09D7/12;C08G18/67;C08G18/44;C08G18/76;C08G18/75;C08K3/22;C14C11/00
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技術領域

本發明涉及防污自清潔材料研究領域和水性聚氨酯皮革用涂飾材料開發領域，具體涉及一種防污自清潔水性聚氨酯皮革涂飾劑及其制備方法。

背景技術

天然皮革以其優異的吸濕、透氣、散熱等特性備受消費者的青睞，但在其生命周期中不可避免地受到各種染料、食物飲料、蛋白質等有機污漬的浸擾：此外，在適宜的溫度和濕度條件下極易導致細菌的生長和繁殖，形成生物膜，從而造成生物污損，嚴重影響其使用周期和人體健康。

“自清潔”概念自?20世紀?90年代提出以來,?相關方面的研究和商品化進程發展迅速。防污自清潔涂料以其環保和節省清洗費用等優點，越來越受到市場的青睞,?也受到學術界的廣泛關注。聚氨酯結構中含有氨基甲酸酯鍵、酯鍵、醚鍵脲鍵、縮二脲鍵、脲基甲酸酯鍵以及不飽和鍵等,?因此它既具有酰胺基的強度高、耐磨性好、耐油好等特性，又具有聚酯的耐熱性與耐溶劑性同時兼有聚醚的耐水性和柔順性，這些特性使它作為涂料時有著極好的通用性和優異的使用效果。隨著環保法規和人們環保意識的加強，以水為介質的高環保、低消耗的水性聚氨酯或稱聚氨酯水分散體(?PUD)?日益得到制革工業的重視，成為目前國內外最受青睞的皮革涂飾劑。其具有成膜性能好，遮蓋力強，?黏結牢固，?涂層光亮、?平滑、?耐水、?耐磨、?耐熱、?耐寒、耐曲折、富有彈性等優點，涂飾的產品革手感豐滿、舒適，且能大大提高成品革的等級，提高皮革及其制品的使用價值和經濟價值。但聚氨酯材料及其制品在長期使用過程中極易被污染，造成生物污損，因此開發具有防污自清潔性能的水性聚氨酯涂料具有很重要的應用價值。具有防污自清潔性能的涂飾劑可以賦予皮革及其制品抗蛋白和微生物吸附、防污、殺菌等性能，從而達到自清潔的目的。這不僅有助于提高皮革及其制品的檔次，增加涂料本身的附加值和皮革的使用壽命，而且在在環保、節能方面具有顯著的社會效益和經濟效益。

??本發明將結合聚乙二醇優良的抗蛋白吸附性能和TiO₂的光催化活性和納米粒子特有的納米效應，首先采用大分子引發劑技術將聚乙二醇作為側鏈引入到水性聚氨酯主鏈上，合成出聚乙二醇接枝的聚氨酯共聚物，然后通過溶膠-凝膠法將納米TiO₂引入到共聚物基體中，制備出聚乙二醇接枝的聚氨酯納米復合皮革涂飾材料；在不影響涂飾材料的透明度和成膜性能的同時，提高涂層的防污自清潔性、殺菌防霉性、力學性能、耐熱性能和抗紫外老化等性能。

發明內容

本發明目的在于提供一種防污自清潔水性聚氨酯皮革涂飾劑及制備方法。采用大分子引發劑技術和溶膠-凝膠的方法將聚乙二醇和納米TiO₂引入到水性聚氨酯基體中，制備出聚乙二醇接枝的聚氨酯納米復合皮革涂飾材料。

本發明所述的聚乙二醇接枝的聚氨酯納米復合皮革涂飾材料是首先通過大分子引發劑技術將聚乙二醇作為側鏈引入到水性聚氨酯主鏈上，合成出聚乙二醇接枝的聚氨酯共聚物；然后通過溶膠-凝膠法將納米TiO₂引入到聚乙二醇接枝的聚氨酯共聚物基體制備的。

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本發明上面所述的聚乙二醇側鏈的具體制備方法如下：

將一定量的聚乙二醇或者聚乙二醇單醚，加入到含有三甲胺和二氯甲烷的反應器中，接著加入端基為異丙烯基的酰氯，酰氯與聚乙二醇或者聚乙二醇單醚的摩爾比為（3-10）:1，于20～30℃反應?3～24?h，抽濾，干燥，得到聚乙二醇側鏈。

本發明上面所述的用大分子引發技術合成聚乙二醇接枝的聚氨酯共聚物的制備方法如下:

1）將異氰酸酯與聚合物多元醇按照摩爾比為（1.05～2.5）:1加入到反應器中，溫度為50～150℃，攪拌速度500～2000rpm，攪拌反應2～5h,?得到預聚物；

????2）向反應器中加入親水性擴鏈劑，其所帶反應基團與多元醇的羥基的摩爾比為（0.04～1.05）:1；于25～90℃反應1～4h，攪拌速度500～2000rpm，；

3）加入含有四苯基乙烷基的二醇類引發劑和催化劑，引發劑與異氰酸酯的摩爾比為（0.1～0.8）:1，于30～50℃反應3～24?h，抽濾，干燥，得到大分子引發劑PUI。?

4）將聚乙二醇側鏈和大分子引發劑PUI按質量比為（0.05～0.7）:1加入反應器中，反應3～24h,?得到聚乙二醇接枝的聚氨酯共聚物。

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本發明上面所述的溶膠-凝膠法將納米TiO₂引入聚乙二醇接枝的聚氨酯到共聚物基體的具體方法如下：