[發明專利]一種具有光散射特性聚脲消光微球的制備及應用

有效

• 申請號: 202110944076.X
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113845642B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 范浩軍;賈亮;陳意;向均;顏俊;高強;章愛琴;彭豪
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08G18/75
• 分類號: C08G18/75;C08G18/73;C08G18/34;C08G18/38;C09D175/04;C09D7/42
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本發明公開了一種具有光散射特性聚脲消光微球的制備及應用，所述消光微球的制備包括以下原料組分及重量份：乙腈/水混合溶劑100份、單體1?10份、親水單體0.1?1份、表面粗糙劑0.1?4份，通過沉淀聚合法在水/乙腈體系中制備不同粒徑和表面粗糙度的聚脲微球，將其用于水性涂層消光助劑，通過調節MPDSA?Na用量、IPDI用量和SiO₂用量等來控制聚脲微球的粒徑和表面粗糙度，進而調節涂層的光澤度。本發明的聚脲微球與水性聚氨酯復合用于涂層表面光澤度處理，可顯著降低合成革等涂層表面的光澤度，粒徑分布介于1?2μm、表面粗糙度高的聚脲微球具有更好的消光效果。因此，具有光散射特性聚脲消光微球在汽車內飾革、家具裝飾革涂層中具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明屬于功能高分子材料制備領域，具體涉及一種具有光散射特性聚脲消光微球的制備及應用。

背景技術

水性聚氨酯由于其環境友好、性能優異而廣泛用于皮革、紡織、汽車、家具等領域。水性聚氨酯的基本用途之一就是用作皮革涂飾劑，經過涂飾后的革制品可以呈現出爽滑、柔軟、附著力強等特點。近年來，隨著人們審美的發展以及出于安全方面的考慮，消光聚氨酯涂料在汽車內飾、家裝內飾等領域的需求不斷增加。

通常消光涂料的獲得是在其中添加消光粉，消光粉一般分為有機和無機兩種，目前市面上皮革用最常見的是無機消光粉，如中國專利CN106349914B公開的一種PVC革用水性霧面處理劑及其制備方法以及中國專利CN107987699B公開的一種適用于汽車座椅聚氯乙烯人造革的水性表面涂飾劑及其制備方法等應用二氧化硅作為消光粉。但這些無機粉體存在與水性涂料相容性差、涂飾后手感變硬以及涂層附著力下降（涂層拉伸會泛白）等問題。聚脲作為一種廣泛使用的有機高分子材料，具有優異的耐磨、耐候和耐熱沖擊等性能特點。水性聚氨酯中含有大量的氨基甲酸酯鍵和脲鍵，根據“相似相溶”的原理，聚脲作為消光助劑與水性聚氨酯具有良好的相容性。如能將聚脲做成尺寸可控、表面具有微觀粗糙度的微球，粗糙的微球表面有著凹凸不平的結構，微球自身就具有光散射特性；同時涂料體系中添加不同尺寸的微球，能形成粗糙的涂層表面，也會產生消光效果，二者的協同使得涂層具有疊加的消光效果。

傳統的聚脲微球制備方法有懸浮聚合、乳液聚合和沉淀聚合等非均相聚合法，如在中國專利CN109265727B公開的一種松香基HDI型聚氨酯分子印跡微球的制備方法中采用懸浮聚合法制備微球，在中國專利CN110115989B公開的一種順磁性聚合物復合微球及其制備方法中采用乳液聚合法制備微球以及在中國專利CN112625180A公開的一種抗紫外微球、制備方法及應用中采用沉淀聚合制備微球等。但通過這些方法合成的微球在皮革涂飾劑中的應用研究較少。此外，通過多相體系制備具有不同表面形貌的微球是一項具有挑戰性的任務，研究者們嘗試了多種方法合成了各種特殊結構的微球，例如中國專利CN109759141B公開的一種負載貴金屬的大尺寸聚脲多孔微球的制備方法、中國專利CN109384873B公開的一種表面針孔狀凹陷多孔樹脂球及制備方法和中國專利CN109096023B公開的一種乳化炸藥用多核中空含能微球及其制備方法等。這些微球都形態各異且性能良好，但在皮革涂飾劑中的應用以及如何通過粒徑和表觀形貌的控制來調控涂層的光澤等研究較少。此外，聚脲微球的親水改性也鮮有報道。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的缺點和不足，而提供一種具有光散射特性聚脲消光微球的制備方法和一種消光涂層的制備方法，其特征在于包括以下步驟，所用物料均以重量份數計：

在反應釜中加入100份不同比例的乙腈/水混合溶劑，聚合單體1-10份，親水單體0.1-1份，混合均勻得到分散相。采用不同反應方式緩慢升溫至30-60 ℃，然后取0.1-4份粗糙劑以不同的添加方式加入到反應釜中混合均勻，反應3-6小時，離心分離、倒掉上層液，用蒸餾水洗滌、再次離心分離，如此重復操作3-5次，采用烘箱60-100 ℃干燥，得到粉末狀、具有光散射特性聚脲消光微球。