CN102633975A - 基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油，按重量，包括80-90份多元醇、10-20份环氧大豆油，65-135份多异氰酸酯单体、10-18份二羟甲基丙酸、2-8份小分子多元醇、3-20份二元胺扩链剂、9-25份中和剂和400-520份水。本发明基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油，充分发挥了环氧大豆油的耐热性、耐光性、低温柔韧性、耐水性，制备出的环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油具有高光泽、稳定性能佳、物理机械性能等特点。
Description
技术领域
本发明属于制革材料领域，涉及一种光亮剂，尤其涉及一种基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油，制成的合成革具有高光泽。
背景技术
合成革用光油处理剂，是一种均匀涂布于合成革表面的光亮剂。它通过粘合作用在合成革表面形成一层光亮的薄膜，不仅能改善合成革的光泽，而且能增加合成革防粘、固色和抗摩擦等效果。传统使用最多的是硝化棉，效果基本令人满意，但存在易燃、污染环境的缺点。水性聚氨酯具有优异的附着力、耐磨性和高光泽的优点，但机械性能和耐水性能较差。环氧大豆油(ESO)是一种资源丰富、价廉无毒、环境友好、热稳定性好、耐溶剂性好的可再生原料。大豆油主要成分为亚油酸(51％～57，质量分数，后同)，油酸(32Vo～36)，棕榈酸(2.4％～2.8％)，硬脂酸(4.4～4.6％)。在催化剂存在下，用环氧化剂与大豆油作用即可制得环氧大豆油。工业用环氧大豆油一般为部分环氧化大豆油，每个分子中含有3～4个环氧基，用环氧大豆油改性水性聚氨酯，可提高水性聚氨酯的交联度。本发明通过具有疏水性能和有多个环氧基团的环氧大豆油对聚氨酯分子进行改性，可有效提高水性聚氨酯耐水性和机械性能。其特点是使聚氨酯树脂同时具有聚氨酯、环氧大豆油的优点，大大提高了水性聚氨酯光油的综合性能，使其在合成革表面成膜后具有高光泽。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油，尤其是利用环氧大豆油这样一种资源丰富、价廉无毒、环境友好、热稳定性好、耐溶剂性好的可再生资源作为原料，可有效节约资源。
本发明的另一个目的是提供一种制取基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油的方法。
本发明所述的一种基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油，按重量，包括80-90份多元醇、10-20份环氧大豆油，65-135份多异氰酸酯单体、10-18份二羟甲基丙酸、2-8份小分子多元醇、3-20份二元胺扩链剂、9-25份中和剂、400-520份水。
多元醇是聚醚多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚四氢呋喃多元醇中的一种或其中任意几种的混合物。
多异氰酸酯单体是甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)中的一种或其中任何几种的混合物。
小分子多元醇是1，4-丁二醇、乙二醇、丙三醇和三羟甲基丙烷中的一种或其中任何几种的混合物。
二元胺扩链剂是指乙二胺或水合肼或异佛尔酮二胺。
中和剂是指三乙胺、三乙醇胺或三丙胺。
一种基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油的制备方法，步骤依次为：在装有搅拌器、冷却器和温度计的容器中，加入聚多元醇、边搅拌边升温至120℃，真空脱水1小时，然后降温至75℃～80℃，加入多异氰酸酯单体，反应到异氰酸酯基(NCO)含量至规定值(即理论计算，当多元醇中羟基反应完全时，余下NCO的含量)，加入小分子多元醇、二羟甲基丙酸和环氧大豆油后，继续在70℃～75℃下反应至终点；冷却至25℃，加入中和剂中和，及水乳化和二元胺扩链剂，得到均匀的基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油。
本发明技术方案实现的有益效果：
本发明公开了一种基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油，以资源丰富、价廉无毒、环境友好、热稳定性好、耐溶剂性好的可再生资源——环氧大豆油作为改性剂，可降低对石油资源的依赖，降低光油的成本。将本发明光油制成的合成革具有高光泽、稳定性能佳和物理机械性能良好等特性。
具体实施方式
以下详细描述本发明的技术方案。
实施例1
先将60g聚四氢呋喃多元醇(PTMEG-2000)、25g聚碳酸酯多元醇(PCD-963)加入带搅拌器的反应器中于120℃真空脱水1小时，然后降温至75℃～80℃，加入82g异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，反应到NCO含量至规定值(16.4％)，加入6g乙二醇、15g二羟甲基丙酸(DMPA)、15g环氧大豆油(ESO)后，在70℃～75℃下反应至终点；冷却至25℃，加入16g三丙胺中和、加入410g水乳化和5g乙二胺扩链，得到均匀的基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油。
实施例2
先将60g聚醚多元醇(N220)、20g聚己内酯多元醇(PCL-220)加入带搅拌器的反应器中于120℃真空脱水1小时，然后降温至75℃～80℃，加入132g二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，反应到NCO含量至规定值(19.3％)，加入5g1，4-丁二醇、12g二羟甲基丙酸(DMPA)、20g环氧大豆油(ESO)后，在70℃～75℃下反应至终点；冷却至25℃，加入9g三乙胺中和、加入500g水乳化和3g水合肼扩链，得到均匀的基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油。
实施例3
先将65g聚四氢呋喃多元醇(PTMEG-2000)、10g聚己内酯多元醇(PCL-220)和15g聚碳酸酯多元醇(PCD-963)加入带搅拌器的反应器中于120℃真空脱水1小时，然后降温至75℃～80℃，加入65g甲苯二异氰酸酯(TDI)，反应到NCO含量至规定值(17.8％)，加入3g三羟甲基丙烷(TMP)、18g二羟甲基丙酸(DMPA)、10g环氧大豆油(ESO)后，在70℃～75℃下反应至终点；冷却至25℃，加入20g三乙醇胺中和、加入460g水乳化和19g异佛尔酮二胺(IPDA)扩链，得到均匀的基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油。
将实施例1、2或3制得的水性聚氨酯光油用于合成革，按GJB 5023.2-2003进行光泽度测定，反射率为95％。
Claims (7)
1.一种基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油，按重量，包括80-90份多元醇、10-20份环氧大豆油，65-135份多异氰酸酯单体、10-18份二羟甲基丙酸、2-8份小分子多元醇、3-20份二元胺扩链剂、9-25份中和剂和400-520份水。
2.根据权利要求1所述的基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油，其特征是所述的多元醇是聚醚多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚四氢呋喃多元醇中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油，其特征是所述的多异氰酸酯单体是甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油，其特征是所述的小分子多元醇是1，4-丁二醇、乙二醇、丙三醇和三羟甲基丙烷中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油，其特征是所述的二元胺扩链剂是乙二胺或水合肼或异佛尔酮二胺。
6.根据权利要求1所述的基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油，其特征是所述的中和剂是三乙胺、三乙醇胺或三丙胺。
7.如权利要求1至6任何一项所述的基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油的制备方法，其步骤是：在装有搅拌器、冷却器和温度计的容器中，加入多元醇、边搅拌边升温至120℃，真空脱水1小时，然后降温至75℃～80℃，加入多异氰酸酯单体，反应到NCO含量至规定值，加入小分子多元醇、二羟甲基丙酸、环氧大豆油后又在70℃～75℃下反应至终点；冷却至25℃，加入中和剂中和、加入水乳化后，用二元胺扩链剂进行扩链，得到均匀的基于环氧大豆油改性的水性聚氨酯光油。
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