[發明專利]一種皮革用低光澤水性聚氨酯分散體及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201310292215.0
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103319682A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 曹喜民;彭曉宏;曾文波;張雅勝;關仲翔
• 申請（專利權）人: 清遠市美樂仕油墨有限公司;華南理工大學
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/44;C08G18/34;C08G18/12;C08G18/30;D06M15/572;D06M15/568;C09D175/06;C09D175/08
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及一種聚氨酯分散體，具體涉及一種皮革用低光澤水性聚氨酯分散體的制備方法；還涉及該分散體在皮革涂飾劑中的應用。

背景技術

皮革涂飾劑是對皮革進行后處理，賦予皮革特殊的光澤和手感的一種產品。現有的低光澤皮革涂飾劑大多采用溶劑型聚氨酯樹脂，成膜時，伴隨溶劑的揮發、涂膜變薄收縮、懸浮于樹脂中的二氧化硅顆粒凸現在涂膜頂層形成一個微觀粗糙表面，該微觀粗糙表面可以使入射光漫反射，從而獲得低光澤效果與柔和觸感。

由于水性聚氨酯是一種成膠粒子均勻分散在水中的低黏度液體，在使用時，依靠聚合粒子間融合形成分布均勻的連續狀涂膜，然而，由于水性聚氨酯樹脂的浸潤性差，通過添加諸如二氧化硅之類的消光劑雖然可以獲得低光澤效果，伴隨時間的推移，這些消光劑顆粒很容易被從涂膜中剝離出來，由此對涂膜的耐候性和耐紫外光性能帶來負面影響；經過表面處理后的二氧化硅類消光劑，可以增強與水性聚氨酯樹脂的融合程度，隨之帶來了該消光劑在水性體系分散的矛盾；同時，對于無機消光劑顆粒的引入，低光澤革表面涂飾層存在耐劃傷性能喪失、“自拋光”趨勢不可避免；伴隨低光澤要求提高，必須添加大量的消光劑，此種做法會帶來分散體粘度增加、儲運中的“硬”沉淀、涂膜的延展性急劇降低，以上不良現象在低光澤的鞋面革、服裝革、汽車內飾革等需經常揉搓、彎折與摩擦的場合尤為明顯。

為克服上述二氧化硅消光劑在選擇與配伍過程中出現的問題，近年來，單組份水性聚氨酯分散體消光樹脂開發開始受到關注。國外關于低光澤的組合物報道，如US6331582B1描述了一種熱活化涂料組合物，包括丙烯酸或者聚酯溶劑基粘結劑樹脂、著色劑和聚乙烯醇縮醛消光劑；EP0841992A2公開了一種低光澤溶劑基可交聯涂料組合物，包括極性聚合物、非極性聚合物和交聯劑的組合；US5744522公開了一種低光澤涂料粉末組合物，包括丙烯酸共聚物、芳香聚酯以及特定的異氰尿酸酯固化劑。上述專利都描述了避免使用二氧化硅等外加消光劑獲得低光澤涂膜表面的方法，但是這些技術方案均提供的是復雜并且昂貴的解決方案，包括使用溶劑和粉末；WO2012020026A1描述了一種非離子型單組份水性聚氨酯分散體及其制備方法。由于該方法中預聚體的合成使用丙酮或丁酮，雖然在后續的減壓操作可除去部分有機溶劑，但制品中依然會有部分溶劑殘留；中國專利CN1735642A描述了一種優選的不使用二氧化硅消光劑的低光澤涂膜，從該專利的描述中，發現在預聚物制備過程中仍然使用了大量的溶劑，涂膜在干燥時發生自交聯，包括自氧化、Schiff堿交聯和硅烷縮合等，故其很難在快速的人造革合成革涂飾工業化流水線上應用。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種不使用外加消光劑的皮革用低光澤聚氨酯分散體及其制備方法。

本發明的另一個目的是提供含上述低光澤聚氨酯分散體，不含外加消光劑、生產過程中不使用有機溶劑的皮革涂飾劑的制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種皮革用低光澤水性聚氨酯分散體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟(1)將脂肪族聚合二元醇、二羥甲基丙酸進行脫水處理后，降溫至60～80℃，加入有機鉍催化劑，混合均勻；在氮氣保護下，加入二異氰酸酯進行預聚反應2～4小時，當‐NCO值達到理論值的85～95%時，將預聚物冷卻至50～60℃；所述二異氰酸酯與脂肪族聚合二元醇的摩爾比為1.8～3.5：1；所述二羥甲基丙酸和脂肪族聚合二元醇的摩爾比為0.2～0.6：1；所述有機鉍催化劑加入量為預聚物質量的0.01～0.03%；

步驟(2)向步驟(1)產物加入中和劑中和成鹽20～40分鐘，并冷卻至20～50℃；所述中和劑與二羥甲基丙酸摩爾比為0.8～1.1：1；

步驟(3)將步驟(2)產物投入到氨基磺酸鈉類擴鏈劑水溶液中，繼續乳化、擴鏈20～30分鐘；所述氨基磺酸鈉類擴鏈劑和脂肪族聚合二元醇的摩爾比為0.05～0.12：1；

步驟(4)向步驟(3)產物中滴加肼類擴鏈劑，使分散體中剩余的異氰酸酯反應完全，得到平均粒徑為180～5000nm的水性聚氨酯分散體；所述肼類擴鏈劑與脂肪族聚合二元醇的摩爾比為0.4～1.5：1；

步驟(5)降溫出料，用200目篩網過濾，濾液即為皮革用低光澤水性聚氨酯分散體。

優選地，步驟(1)所述二異氰酸酯為己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環己基甲烷‐4,4’‐二異氰酸酯、四甲基苯二次甲基二異氰酸酯、2,2,4‐三甲基己二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯或甲基環己烷二異氰酸酯。