CN102383308A - 压延pvc革用水性树脂涂刮料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压延PVC革用水性树脂涂刮料。本发明压延PVC革用水性树脂涂刮料由多元醇聚合物、二异氰酸酯、扩链剂、亲水性扩链剂、成盐剂、水性流平剂、水性增稠剂、水性消泡剂、去离子水按照重量份数配比，经预聚体的制备、预聚体的扩链、预聚体的中和及乳化等步骤制备而成。本发明的压延PVC革用水性树脂涂刮料可解决涂刮料在PVC革表面的润湿、铺展问题，其制备可沿用现有的设备，不会增加生产成本；其用于压延PVC革的处理效果与相应溶剂型产品表现相当，而且在某些性能上如耐刮性、手感丰满、质地细腻等方面比传统溶剂型产品表现效果更优。

Description

压延PVC革用水性树脂涂刮料

技术领域

本发明涉及一种压延PVC革用树脂涂刮料，具体涉及一种压延PVC革用水性树脂涂刮料。

背景技术

目前，各行业都面临可持续发展的需要。作为传统行业，在PVC革的制造过程中，所用的涂刮料都是溶剂型的。溶剂的使用会造成各种危害，如操作者的健康、环境污染、储存运输等安全隐患。溶剂的挥发和回收还会造成资源和能源的浪费，也不符合国家节能减排的产业政策。随着经济的发展和全球一体化环保和能源问题也引起各个国家的重视，发展和使用水性产品替代目前的溶剂型树脂涂刮料是大势所趋。

PVC本身为极性大分子，经过增塑剂增塑后的PVC表面随着增塑剂用量的不同而不同，往往低于40×10^-3 N·m^-1，而以水为介质的体系的表面张力往往高于40×10^-3 N·m^-1，所以水性树脂涂刮料在低能界面的润湿、铺展是是实现水性表面处理的关键。作为表面处里树脂涂刮料，要求涂层有良好的耐水、耐刮、耐溶剂等性能的同时，还应有良好的粘接牢度。现今通用水性树脂所制成的涂刮料在PVC革上无法使用，或达不到满意的效果。经文献信息搜索、市场调研，压延PVC革用水性化产品鲜见报道。

发明内容

本发明是为了克服现有溶剂型压延PVC革用水性树脂涂刮料的不足，提供一种流平性、附着力、手感等综合效果好，以水为溶剂的压延PVC革用水性树脂涂刮料。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

本压延PVC革用水性树脂涂刮料的原料体系按重量份配比如下：多元醇聚合物10~20份、二异氰酸酯10~20份、扩链剂1~4份、亲水性扩链剂3~5份、成盐剂2~4份、水性流平剂0.3~3份、水性增稠剂3~5份、水性消泡剂0.3~3份、去离子水70~100份。

上述多元醇聚合物可以是聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚丁二烯二元醇及其加氢化合物、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇中的一种。

上述的二异氰酸酯是异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、四甲基苯二甲基二异氰酸酯或它们的混合物中的一种。

上述扩链剂是乙二醇、1,4-丁二醇、一缩二乙二醇、甲基丙二醇、1,2-丙二醇、一缩二丙二醇、三羟甲基丙烷、新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、乙二胺、二正丁胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、异佛尔酮二胺、三甲基己二胺或N-甲基二乙醇胺中的一种。

上述亲水性扩链剂是二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟基半酯、二氨基戊酸、二氨基苯甲酸、二氨基羧酸、二氨基磺酸、酒石酸或柠檬酸中的一种。

上述成盐剂是三乙胺、三丙胺、一乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的一种。

上述水性增稠剂是气相二氧化硅、纤维素醚、聚丙烯酸酯、聚乙烯吡咯烷酮或缔合型增稠剂中的一种。

上述水性流平剂是聚丙烯酸酯、有机硅树脂、醋酸丁酯纤维素、硝化纤维素或聚乙烯醇缩丁醛中的一种。

上述水性消泡剂是异辛醇，磷酸三丁酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁氧乙基酯、硬脂酸、单月桂基丁基硬脂酸酯、二甲基硅油、消泡灵、硬脂酸钙、硬脂酸铝或油酸钾中的一种。

本压延PVC革用水性树脂涂刮料的制备方法为：

1）按重量份比例选取多元醇聚合物10~20份、二异氰酸酯10~20 份、扩链剂1~4份、亲水性扩链剂3~5份、成盐剂2~4份、水性流平剂0.3~3份、水性增稠剂3~5份、水性消泡剂0.3~3份、去离子水70~100 份；

2）预聚体的制备：在反应瓶中加入二异氰酸酯10~20 份和经脱水处理的多元醇聚合物10~20份，升温至70~90℃，反应1~3小时，至检测体系-NCO含量，达到规定值后，降温至40℃；

3）预聚体的扩链：在反应瓶中缓慢加入亲水性扩链剂3~5份，升温至60~80℃，保温反应至-NCO含量达到规定值，得到聚氨酯预聚体；

4）预聚体的中和：对步骤3）得到的聚氨酯预聚体进行降温，当温度达到30~40℃时，加入成盐剂2~4份中和，再加入步骤1）所选取70~100 份去离子水中的部分去离子水进行稀释，并快速搅拌混合，得到中间体；

5）乳化：将步骤4）剩余的去离子水缓慢加入步骤4）得到的中间体中，同时高速搅拌乳化，在此过程中缓慢加入扩链剂1~4份，继续搅拌0.5小时，得到外观为乳白的水性聚氨酯乳液；

6）根据最终压延PVC革用水性树脂涂刮料产品的性能要求，在步骤5）得到的水性聚氨酯乳液中加入水性流平剂0.3~3份、水性消泡剂0.3~3份、水性增稠剂3~5份进行调整，经搅拌、过滤后即得压延PVC革用水性树脂涂刮料。

本发明的压延PVC革用水性树脂涂刮料解决了在增塑PVC革表面的润湿、铺展问题，可以沿用现有PVC革用的表面处理设备，不会增加生产成本。表面处理效果与相应溶剂型产品表现相当，而且在某些性能上如耐刮性、手感丰满、质地细腻等方面比传统溶剂型产品表现效果更优。

本发明的压延PVC革用水性树脂涂刮料安全、环保，应用中不会产生有毒、有害、易燃、易爆石油溶剂，对环境和人体不会造成任何伤害，应用在压延PVC革上后，与PVC革具有良好的附着力、耐刮性、手感细腻爽滑，更加接近于天然皮革的特性。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。

实施例 1. 压延PVC革用水性树脂涂刮料的制备过程如下：

（1）按重量份比例选取聚酯多元醇：聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇10份、二异氰酸酯：异佛尔酮二异氰酸酯14份、扩链剂：乙二醇3份、亲水性扩链剂：二羟甲基丙酸3份、成盐剂：二乙醇胺4份、水性流平剂：聚丙烯酸酯1.5份、水性增稠剂：气相二氧化硅（选用Acematt TS-100）3.5份、水性消泡剂：异辛醇0.3份、去离子水95份；

（2）预聚体的制备：在反应瓶中加入二异氰酸酯：异佛尔酮二异氰酸酯14份和经脱水处理的聚酯多元醇：聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇10份，升温至70℃，反应3小时，至检测体系-NCO含量，达到规定值后，降温至40℃；

（3）预聚体的扩链：在反应瓶中缓慢加入亲水性扩链剂：二羟甲基丙酸3份，升温至70℃，保温反应至-NCO含量达到规定值，得到聚氨酯预聚体；

（4）预聚体的中和：对步骤（3）得到的聚氨酯预聚体进行降温，当温度达到40℃时，加入成盐剂：二乙醇胺4份中和，再加入步骤（1）所选取95份去离子水中的部分去离子水进行稀释，并快速搅拌混合，得到中间体；

（5）乳化：将步骤（4）剩余的去离子水缓慢加入步骤4得到的中间体中，同时高速搅拌乳化，在此过程中缓慢加入扩链剂：乙二醇3份，继续搅拌0.5小时，得到外观为乳白的水性聚氨酯乳液；

（6）根据最终压延PVC革用水性树脂涂刮料产品的性能要求，在步骤（5）得到的水性聚氨酯乳液中加入水性流平剂:聚丙烯酸酯1.5份、水性消泡剂：异辛醇0.3份、水性增稠剂：气相二氧化硅（选用Acematt TS-100）3.5份进行调整，经搅拌、过滤后即得压延PVC革用水性树脂涂刮料。

实施例 2. 压延PVC革用水性树脂涂刮料的制备过程如下：

（1）按重量份比例选取聚醚多元醇：聚四氢呋喃二醇（PTMG）12份、二异氰酸酯：异佛尔酮二异氰酸酯20份、扩链剂：1,4-丁二醇2份、亲水性扩链剂：二羟甲基丁酸5份、成盐剂：三乙醇胺3.5份、水性流平剂：醋酸丁酯纤维素1.0份、水性增稠剂：缔合型增稠剂（选用TEGO® ViscoPlus 3060）3份、水性消泡剂：硬脂酸钙1.5份、去离子水90份；

（2）预聚体的制备：在反应瓶中加入二异氰酸酯：异佛尔酮二异氰酸酯20份和经脱水处理的聚醚多元醇：聚四氢呋喃二醇（PTMG）12份，升温至85℃，反应2.5小时，至检测体系-NCO含量，达到规定值后，降温至40℃；

（3）预聚体的扩链：在反应瓶中缓慢加入亲水性扩链剂：二羟甲基丁酸5份，升温至60℃，保温反应至-NCO含量达到规定值，得到聚氨酯预聚体；

（4）预聚体的中和：对步骤（3）得到的聚氨酯预聚体进行降温，当温度达到30℃时，加入成盐剂：三乙醇胺3.5份中和，再加入步骤（1）所选取90份去离子水中的部分去离子水进行稀释，并快速搅拌混合，得到中间体；

（5）乳化：将步骤（4）剩余的去离子水缓慢加入步骤4得到的中间体中，同时高速搅拌乳化，在此过程中缓慢加入扩链剂：1,4-丁二醇2份，继续搅拌0.5小时，得到外观为乳白的水性聚氨酯乳液；

（6）根据最终压延PVC革用水性树脂涂刮料产品的性能要求，在步骤（5）得到的水性聚氨酯乳液中加入水性流平剂：醋酸丁酯纤维素1.0份、水性消泡剂：硬脂酸钙1.5份、水性增稠剂：缔合型增稠剂（选用TEGO® ViscoPlus 3060）份进行调整，经搅拌、过滤后即得压延PVC革用水性树脂涂刮料。

实施例 3. 压延PVC革用水性树脂涂刮料的制备过程如下：

（1）按重量份比例选取聚丁二烯二元醇15份、二异氰酸酯：异佛尔酮二异氰酸酯17份、扩链剂：1,2-丙二醇1份、亲水性扩链剂：二羟基半酯3.5份、成盐剂：三丙胺2.5份、水性流平剂：有机硅树脂0.3份、水性增稠剂：缔合型增稠剂（选用Collacral LR 8475 )4.2份、水性消泡剂：硬脂酸铝2.1份、去离子水100 份；

（2）预聚体的制备：在反应瓶中加入二异氰酸酯异佛尔酮二异氰酸酯17份和经脱水处理的聚丁二烯二元醇15份，升温至90℃，反应1小时，至检测体系-NCO含量，达到规定值后，降温至40℃；

（3）预聚体的扩链：在反应瓶中缓慢加入亲水性扩链剂：二羟基半酯3.5份，升温至80℃，保温反应至-NCO含量达到规定值，得到聚氨酯预聚体；

（4）预聚体的中和：对步骤（3）得到的聚氨酯预聚体进行降温，当温度达到40℃时，加入成盐剂：三丙胺2.5份中和，再加入步骤（1）所选取100份去离子水中的部分去离子水进行稀释，并快速搅拌混合，得到中间体；

（5）乳化：将步骤（4）剩余的去离子水缓慢加入步骤4得到的中间体中，同时高速搅拌乳化，在此过程中缓慢加入扩链剂：1,2-丙二醇1份，继续搅拌0.5小时，得到外观为乳白的水性聚氨酯乳液；

（6）根据最终压延PVC革用水性树脂涂刮料产品的性能要求，在步骤（5）得到的水性聚氨酯乳液中加入水性流平剂：有机硅树脂0.3份、水性消泡剂：硬脂酸铝2.1份、水性增稠剂：缔合型增稠剂（选用Collacral LR 8475 )份进行调整，经搅拌、过滤后即得压延PVC革用水性树脂涂刮料。

实施例 4. 压延PVC革用水性树脂涂刮料的制备过程如下：

（1）按重量份比例选取聚酯多元醇：聚己二酸乙二醇酯二醇16份、二异氰酸酯：甲苯二异氰酸酯10份、扩链剂：乙二胺2.5份、亲水性扩链剂：二氨基戊酸4.5份、成盐剂：一乙醇胺3份、水性流平剂：硝化纤维素2.5份、水性增稠剂：纤维素醚5份、水性消泡剂：单月桂基丁基硬脂酸酯0.9份、去离子水75份；

（2）预聚体的制备：在反应瓶中加入二异氰酸酯：甲苯二异氰酸酯10份和经脱水处理的聚酯多元醇：聚己二酸乙二醇酯二醇16份，升温至75℃，反应2.5小时，至检测体系-NCO含量，达到规定值后，降温至40℃；

（3）预聚体的扩链：在反应瓶中缓慢加入亲水性扩链剂：二氨基戊酸4.5份，升温至70℃，保温反应至-NCO含量达到规定值，得到聚氨酯预聚体；

（4）预聚体的中和：对步骤（3）得到的聚氨酯预聚体进行降温，当温度达到35℃时，加入成盐剂：一乙醇胺3份中和，再加入步骤（1）所选取75份去离子水中的部分去离子水进行稀释，并快速搅拌混合，得到中间体；

（5）乳化：将步骤（4）剩余的去离子水缓慢加入步骤4得到的中间体中，同时高速搅拌乳化，在此过程中缓慢加入扩链剂：乙二胺2.5份，继续搅拌0.5小时，得到外观为乳白的水性聚氨酯乳液；

（6）根据最终压延PVC革用水性树脂涂刮料产品的性能要求，在步骤（5）得到的水性聚氨酯乳液中加入水性流平剂硝化纤维素2.5份、水性消泡剂：单月桂基丁基硬脂酸酯 0.9份、水性增稠剂：纤维素醚5份进行调整，经搅拌、过滤后即得压延PVC革用水性树脂涂刮料。

实施例 5 压延PVC革用水性树脂涂刮料的制备过程如下：

（1）按重量份比例选取聚碳酸酯：18份、二异氰酸酯：二苯基甲烷二异氰酸酯12份、扩链剂：新戊二醇4份、亲水性扩链剂：二氨基苯甲酸4份、成盐剂：三乙胺2.2份、水性流平剂：聚乙烯醇缩丁醛3份、水性增稠剂：聚丙烯酸酯4份、水性消泡剂：异辛醇3.0份、去离子水82份；

（2）预聚体的制备：在反应瓶中加入二异氰酸酯：二苯基甲烷二异氰酸酯12份和经脱水处理的聚碳酸酯：18份，升温至80℃，反应2小时，至检测体系-NCO含量，达到规定值后，降温至40℃；

（3）预聚体的扩链：在反应瓶中缓慢加入亲水性扩链剂：二氨基苯甲酸4份，升温至60℃，保温反应至-NCO含量达到规定值，得到聚氨酯预聚体；

（4）预聚体的中和：对步骤（3）得到的聚氨酯预聚体进行降温，当温度达到30℃时，加入成盐剂：三乙胺2.2份中和，再加入步骤（1）所选取82份去离子水中的部分去离子水进行稀释，并快速搅拌混合，得到中间体；

（5）乳化：将步骤（4）剩余的去离子水缓慢加入步骤4得到的中间体中，同时高速搅拌乳化，在此过程中缓慢加入扩链剂：新戊二醇4份，继续搅拌0.5小时，得到外观为乳白的水性聚氨酯乳液；

（6）根据最终压延PVC革用水性树脂涂刮料产品的性能要求，在步骤（5）得到的水性聚氨酯乳液中加入水性流平剂聚乙烯醇缩丁醛3份、水性消泡剂：异辛醇3.0份、水性增稠剂：聚丙烯酸酯4份进行调整，经搅拌、过滤后即得压延PVC革用水性树脂涂刮料。

实施例 6. 压延PVC革用水性树脂涂刮料的制备过程如下：

（1）按重量份比例选取有机硅多元醇：20份、二异氰酸酯：六亚甲基二异氰酸酯18份、扩链剂：三甲基己二胺1.5份、亲水性扩链剂：酒石酸3.5份、成盐剂：三乙醇胺2份、水性流平剂：聚丙烯酸酯2份、水性增稠剂：聚乙烯吡咯烷酮3.8份、水性消泡剂：二甲基硅油2.7份、去离子水70份；

（2）预聚体的制备：在反应瓶中加入二异氰酸酯：六亚甲基二异氰酸酯18份和经脱水处理的有机硅多元醇：20份，升温至90℃，反应2小时，至检测体系-NCO含量，达到规定值后，降温至40℃；

（3）预聚体的扩链：在反应瓶中缓慢加入亲水性扩链剂：酒石酸3.5份，升温至70℃，保温反应至-NCO含量达到规定值，得到聚氨酯预聚体；

（4）预聚体的中和：对步骤（3）得到的聚氨酯预聚体进行降温，当温度达到40℃时，加入成盐剂：三乙醇胺2份中和，再加入步骤（1）所选取70份去离子水中的部分去离子水进行稀释，并快速搅拌混合，得到中间体；

（5）乳化：将步骤（4）剩余的去离子水缓慢加入步骤4得到的中间体中，同时高速搅拌乳化，在此过程中缓慢加入扩链剂：三甲基己二胺1.5份，继续搅拌0.5小时，得到外观为乳白的水性聚氨酯乳液；

（6）根据最终压延PVC革用水性树脂涂刮料产品的性能要求，在步骤（5）得到的水性聚氨酯乳液中加入水性流平剂：聚丙烯酸酯2份、水性消泡剂：二甲基硅油2.7份、水性增稠剂：聚乙烯吡咯烷酮3.8份进行调整，经搅拌、过滤后即得压延PVC革用水性树脂涂刮料。

Claims (11)

1.一种压延PVC革用水性树脂涂刮料，其特征在于其包括的原料及重量配比为：多元醇聚合物10~20份、二异氰酸酯10~20份、扩链剂1~4份、亲水性扩链剂3~5份、成盐剂2~4份、水性流平剂0.3~3份、水性增稠剂3~5份、水性消泡剂0.3~3份、去离子水70~100 份。

2.根据权利要求1所述的压延PVC革用水性树脂涂刮料，其特征在于所述的多元醇聚合物是聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚丁二烯二元醇及其加氢化合物、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇或有机硅多元醇中的一种。

3.根据权利要求1所述的压延PVC革用水性树脂涂刮料，其特征在于所述的二异氰酸酯是异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯中的一种。

4.根据权利要求1所述的压延PVC革用水性树脂涂刮料，其特征在于所述的扩链剂是乙二醇、1,4-丁二醇、一缩二乙二醇、甲基丙二醇、1,2-丙二醇、一缩二丙二醇、三羟甲基丙烷、新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、乙二胺、二正丁胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、异佛尔酮二胺、三甲基己二胺或N-甲基二乙醇胺中的一种。

5.根据权利要求1所述的压延PVC革用水性树脂涂刮料，其特征在于所述的亲水性扩链剂是二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟基半酯、二氨基戊酸、二氨基苯甲酸、二氨基羧酸、二氨基磺酸、酒石酸或柠檬酸中的一种。

6.根据权利要求1所述的压延PVC革用水性树脂涂刮料，其特征在于所述的水性流平剂是聚丙烯酸酯、有机硅树脂、醋酸丁酯纤维素、硝化纤维素或聚乙烯醇缩丁醛中的一种。

7.根据权利要求1所述的压延PVC革用水性树脂涂刮料，其特征在于所述的水性消泡剂是异辛醇，磷酸三丁酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁氧乙基酯、硬脂酸、单月桂基丁基硬脂酸酯、二甲基硅油、消泡灵、硬脂酸钙、硬脂酸铝或油酸钾中的一种。

8.根据权利要求1所述的压延PVC革用水性树脂涂刮料，其特征在于所述的水性增稠剂是气相二氧化硅、纤维素醚、聚丙烯酸酯、聚乙烯吡咯烷酮或缔合型增稠剂中的一种。

9.根据权利要求2所述的压延PVC革用水性树脂涂刮料，其特征在于所述的成盐剂是三乙胺、三丙胺、一乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的一种。

10.根据权利要求2所述的压延PVC革用水性树脂涂刮料，其特征在于所述的多元醇聚合物是聚酯多元醇、二异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯、扩链剂是甲基丙二醇、亲水性扩链剂是二氨基苯甲酸、成盐剂是三乙醇胺、水性流平剂是有机硅树脂、水性增稠剂是聚丙烯酸酯、水性消泡剂是磷酸三苯酯。

11.权利要求1所述的压延PVC革用水性树脂涂刮料的制备方法，其特征在于其步骤为：

1）按重量份比例选取多元醇聚合物10~20份、二异氰酸酯10~20 份、扩链剂1~4份、亲水性扩链剂3~5份、成盐剂2~4份、水性流平剂0.3~3份、水性增稠剂3~5份、水性消泡剂0.3~3份、去离子水70~100 份；

2）预聚体的制备：在反应瓶中加入二异氰酸酯10~20 份和经脱水处理的多元醇聚合物10~20份，升温至70~90℃，反应1~3小时，至检测体系-NCO含量，达到规定值后，降温至40℃；

3）预聚体的扩链：在反应瓶中缓慢加入亲水性扩链剂3~5份，升温至60~80℃，保温反应至-NCO含量达到规定值，得到聚氨酯预聚体；

4）预聚体的中和：对步骤3）得到的聚氨酯预聚体进行降温，当温度达到30~40℃时，加入成盐剂2~4份中和，再加入步骤1）所选取70~100 份去离子水中的部分去离子水进行稀释，并快速搅拌混合，得到中间体；

5）乳化：将步骤4）剩余的去离子水缓慢加入步骤4）得到的中间体中，同时高速搅拌乳化，在此过程中缓慢加入扩链剂1~4份，继续搅拌0.5小时，得到外观为乳白的水性聚氨酯乳液；

6）根据最终压延PVC革用水性树脂涂刮料产品的性能要求，在步骤5）得到的水性聚氨酯乳液中加入水性流平剂0.3~3份、水性消泡剂0.3~3份、水性增稠剂3~5份进行调整，经搅拌、过滤后即得压延PVC革用水性树脂涂刮料。