[發(fā)明專利]一種聚氨酯疏水助劑及其制備和使用方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810140189.2
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108341917A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘朝群;孫銳
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: C08G18/10
• 分類號: C08G18/10;C08G18/28;C08G18/32;C14C11/00;C09D175/04
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 宮愛鵬

本發(fā)明公開了一種用于皮革涂飾劑領(lǐng)域的聚氨酯疏水助劑的制備方法，是以甲苯二異氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、新戊二醇、丁二醇或季戊四醇為原料，再加入全氟烷基乙醇、異丙醇終止反應(yīng)，在加熱攪拌條件下進(jìn)行縮合反應(yīng)，最終制得性能優(yōu)良的聚氨酯疏水助劑。本法制得的產(chǎn)物為淡黃色透明液體，疏水效果好，取少量添加到皮革聚氨酯涂飾劑中，助劑的添加質(zhì)量與涂飾劑質(zhì)量的比例為0.5～5:100，即可大幅度改善皮革表面涂飾劑涂層的表面憎水性能，同時不影響涂膜自身的手感和光澤等物性。本發(fā)明工藝過程簡單，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，無需后處理，產(chǎn)物易得環(huán)保，反應(yīng)條件溫和便于控制，原材料成本低，非常有利于規(guī)模化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于疏水劑制備領(lǐng)域，特別涉及到一種聚氨酯疏水劑及其制備和使用方法。

背景技術(shù)

表面的潤濕性對材料應(yīng)用有著至關(guān)重要的作用，低表面能物質(zhì)對材料表面修飾對改善材料表面憎水性有著至關(guān)重要的作用。含氟聚氨酯憑借其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、化學(xué)惰性、低表面能、生物相容性，成為了國內(nèi)外疏水劑的重點(diǎn)研究方向。在鞋材、箱包和服裝等領(lǐng)域，大量使用皮革材料，如真皮、PU人造革和PVC人造革等；為了使這些皮革材料有特殊的花紋和手感，通常用聚氨酯涂飾劑對皮革Base進(jìn)行修飾處理。這個聚氨酯體系的修飾涂層，由于表面的防水和防涂鴉性能不足，備受詬病。直接采用現(xiàn)成的疏水性的聚氨酯樹脂，一方面導(dǎo)致最后得到的涂層沒有特殊的手感和花紋，喪失了涂飾的功能；另一方面，又存在含氟的疏水樹脂，價格昂貴，無法得到推廣和應(yīng)用。因此開發(fā)出性能優(yōu)異的含氟聚氨酯疏水助劑，小比例地添加到涂飾劑中，使得到的皮革表面修飾涂層保持原來的花紋和手感，同時又能夠獲得疏水性能，對皮革材料的升級，有著重大的意義。

由于含氟原料價格高昂，使得含氟聚氨酯的生產(chǎn)成本較高。因此，聚氨酯疏水助劑的研究中，最重要的就是合成疏水效果好，成本可控的含氟聚氨酯，即氟用量越少越好。目前，國內(nèi)聚氨酯疏水助劑工業(yè)應(yīng)用仍較少，主要依靠于國外進(jìn)口。因此開發(fā)出合成成本低、高性能的聚氨酯疏水助劑有著廣闊的市場，具有很高的開發(fā)價值。

中國專利CN103992043A公布了一種用長鏈氟烷基通過水解萃取到全氟溶劑中制得疏水劑的方法，但此方法中使用大量的含氟聚合物且用到價格高昂的全氟溶劑，該制備方法成本高，極大地限制了其實(shí)際應(yīng)用。

綜上所述，傳統(tǒng)的聚氨酯涂飾劑涂飾皮革base后，形成了特殊的手感、花紋和光澤，也存在涂飾劑表面的防水和防涂鴉性能弱的不足。直接采用現(xiàn)成的疏水性的聚氨酯樹脂，價格昂貴，并且沒有涂飾的功能。故提供一種合成工藝簡單、生產(chǎn)過程成本可控以及生產(chǎn)原料易得的制備方法是制備化學(xué)惰性、生物相容性好和低的表面能的聚氨酯疏水助劑的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種聚氨酯疏水助劑的制備方法。該方法制備得到的聚氨酯疏水助劑為黃色或淡黃色透明粘稠液體，合成成本低，化學(xué)惰性、生物相容性好和低的表面能，可以用作改善表面疏水性材料。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種聚氨酯疏水助劑的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：

(1)在隔絕空氣條件下，取二異氰酸酯溶解于二甲基甲酰胺，得到溶液A，取多元醇溶解于二甲基甲酰胺，得到溶液B，將溶液B滴加到溶液A中，在加熱攪拌條件下反應(yīng)，制得端異氰酸酯基預(yù)聚體；

(2)取全氟辛基乙醇溶解于二甲基甲酰胺，得到溶液C，將溶液C加入到端異氰酸酯基預(yù)聚體中，最后加入異丙醇或正丁醇終止反應(yīng)，在加熱攪拌條件下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后降至室溫即制得聚氨酯疏水助劑。

優(yōu)選的，步驟(1)中所述二異氰酸酯與多元醇的摩爾比為1.2:1～3.4:1；二異氰酸酯與二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1:1～1:2；多元醇與二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1:2～1:3。

優(yōu)選的，步驟(1)所述反應(yīng)的條件為：溫度20～50℃、攪拌速度250～450rpm，反應(yīng)時間2～4h。