[發(fā)明專利]一種環(huán)保自消光的水性聚氨酯及其制備方法與應(yīng)用

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• 申請日: 2019-11-24
• 公開（公告）號: CN110951039A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡劍青;張志敏;周曦;涂偉萍;王峰
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08G18/75
• 分類號: C08G18/75;C08G18/66;C08G18/65;C08G18/61;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/32;C08G18/12;C09D175/08;C09D175/06;C14C11/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;隆翔鷹

本發(fā)明公開了一種環(huán)保的自消光的水性聚氨酯及其制備方法與應(yīng)用，所述制備方法包括以下步驟：首先制備聚氨酯預(yù)聚體：將均已除水的低聚物聚合二元醇、小分子三元醇化合物以及末端羥基封端的有機硅油分別加入到反應(yīng)容器中，再加入脂肪族二異氰酸酯以及催化劑，反應(yīng)得到預(yù)聚物；加入羧酸型親水擴鏈劑，再加入中和劑進行中和反應(yīng)；將胺類磺酸鹽親水擴鏈劑和去離子水一起進行第一次乳化擴鏈，然后加入含活潑氫的小分子擴鏈劑進行第二次后擴鏈。該環(huán)保自消光型水性聚氨酯樹脂粒徑較大，且分布較寬，自身具有微納米級粗糙度，不需要添加任何消光劑，在涂膜干燥失水后收縮，皮革表面光澤度降低，手感很好，表面自然，制備的工藝流程簡單，使用方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水性環(huán)保聚氨酯涂料領(lǐng)域，特別涉及一種環(huán)保自消光的水性聚氨酯及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

由于物質(zhì)生活的不斷發(fā)展，人們的審美理念也發(fā)生著改變，由原來的高光皮革表面轉(zhuǎn)變?yōu)閱」獗砻妫沟米匀徽嫫じ泻玫钠じ镏破反笫軞g迎。在皮革表面產(chǎn)生消光方法主要有物理消光和化學消光兩種方式。物理消光是主要是引入添加劑（即消光劑如硅石）來實現(xiàn)的，消光劑是由于添加劑和聚氨酯分散體之間的不相容性而趨于不完美地分散，增加了對光的散射和減少反射，這導(dǎo)致基材表面的光澤不均勻。

雖然通過物理消光能達到消光的目的，但其缺點也是明顯的。大量使用消光劑使其成本較高，并且也正是由于添加劑和聚氨酯分散體之間的不相容性導(dǎo)致在涂施之前的不均勻混合，從而使外觀涂層脆性增大以及耐摩擦性下降。由消光劑引起的這種壓花結(jié)構(gòu)隨著時間的推移容易消失，因此經(jīng)過一段時間使用后光澤度會增加，失去消光效果。如專利公開號為CN102533079A“消光型合成革用水性聚氨酯涂飾劑”，通過添加消光粉氣相二氧化硅，來產(chǎn)生消光的效果。其主要缺點是涂層表面不耐摩擦，并且性能穩(wěn)定性不足，長時間存儲時容易產(chǎn)生沉淀。

化學消光是在涂料合成中引入能吸收光線的結(jié)構(gòu)或基團，進而得到消光或者合成一種特別的分子結(jié)構(gòu)或乳膠顆粒，在基材表面固化中,乳膠粒子的形態(tài)改變以及不同結(jié)構(gòu)在這過程中相互作用，產(chǎn)生微納米級粗糙的表面達到消光效果。這種產(chǎn)生微納米級表面粗糙度來源于樹脂本身，避免了添加劑不相容的缺陷。專利公開號為CN103626930A“一種具有相分離結(jié)構(gòu)的水性丙烯酸聚氨酯消光樹脂的制備方法”，開始需要制備兩種類型的聚氨酯，再將丙烯酸酯混合物在這兩種聚氨醋中進行種子乳液聚合，整個合成步驟繁瑣費時，消耗大量的有機溶劑，進行工業(yè)化生產(chǎn)困難。專利公開號為CN105506997A“一種消光型水性聚氨酯皮革涂飾劑及其制備方法”，這個是通過在體系中引入有機硅單體，但是由于缺乏交聯(lián)度，致使涂料其他基本性能不好。而對于自消光的能應(yīng)用于皮革制品并且保持其手感的水性聚氨酯沒有見到很多。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保自消光的水性聚氨酯及其制備方法與應(yīng)用。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案之一實現(xiàn)的。

本發(fā)明提供了一種環(huán)保自消光的水性聚氨酯的制備方法，包括以下步驟：

（1）將低聚物聚合二元醇、末端羥基封端的有機硅油、小分子三元醇化合物以及丙酮分別加入到反應(yīng)容器中，并且攪拌均勻，然后在60-70℃下加入脂肪族二異氰酸酯，再升溫至80-90℃進行反應(yīng)，加入催化劑，反應(yīng)3-4小時，得到預(yù)聚物；

（2）向步驟（1）得到的預(yù)聚物中加入羧酸型親水擴鏈劑，繼續(xù)在80-90℃反應(yīng)2-3小時；然后，將溫度降低至35-45℃，加入中和劑進行中和反應(yīng)，反應(yīng)25-35分鐘，得聚合物；

（3）將步驟（2）得到的聚合物冷卻至室溫，進行乳化分散和后擴鏈，先將胺類磺酸鹽親水擴鏈劑和去離子水一起進行第一次乳化擴鏈25-35分鐘，然后加入含活潑氫的小分子擴鏈劑進行第二次后擴鏈25-35分鐘，最后減壓將體系的丙酮去掉，得環(huán)保自消光的水性聚氨酯。