CN102775854A - 聚氨酯人造皮革的着色剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及革用颜料色浆领域，具体涉及一种聚氨酯皮革着色剂及其制备方法。本发明目的是提供一种着色力高，成本低，稳定性好，挥发性弱，溶剂味淡，大气污染少，环保型的人造革用着色剂。本发明的技术方案为提供一种聚氨酯人造皮革的着色剂，包括以下重量份原料制成：10-30份丙二醇甲醚醋酸酯、15-45份双丙酮醇、5-15份PU耐黄变树脂、3-9份膨润土、10-60份色粉、0.5-1.5份分散剂、0.1-0.3份流平剂、0.1-0.3份消泡剂。本发明用丙二醇甲醚醋酸酯，双丙酮醇代替传统使用的较大毒性的，气味浓，挥发速度快的有机溶剂，制得的聚氨酯人造皮革的着色剂，产品着色力高，成本低，稳定性好，挥发性弱，溶剂味淡，大气污染少，属于环保型的人造革用色浆。

Description

聚氨酯人造皮革的着色剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及革用颜料色浆领域，具体涉及一种聚氨酯人造皮革的着色剂及其制备方法。

背景技术

目前国内生产的聚氨基甲酸乙酯（聚氨酯）皮革着色剂(PU色浆)，采用的是低沸点溶剂，作为溶解媒介。该系列有机溶剂多为：二甲基甲酰氨(DMF)，环己酮(CY)，丙酮(ACT)，丁酮(MEK)，甲本(TOL)，以上这些有机溶剂都具有挥发速度快，沸点低，气味浓，具有很高的毒性，对人体的危害大。主要表现在对人体的呼吸道有较强烈的刺激性，空气流通不顺畅的情况下，严重者可至昏迷，休克，长期接触会使人体神经系统的肝和肾受到损伤，还会通过空气的传播对周边的环境造成污染，使生态，植被遭到破坏。给人们的生产劳动及生活造成不同成度的侵害，严重制约着PU人造革着色用原料行业的发展。在这种背景下，行业中急需找一种或几种能代替上述几种较大毒性的有机溶剂，并把该溶剂应用到新产品的配方中，来降低各种有害物质的风险，使作业人员得到了更好的保护，适应市场，顺应行业需求。

但适用于PU色浆颜料的有机溶剂也有一些特殊的要求，PU色浆颜料是一个分散整体，必需要考虑他的整体稳定性能，包括色牢度，色迁移，耐热，耐侯，耐酸，耐碱，耐硫化等物性测试。还要保证该产品为一个独立的稳定体系，具有运用到另一个体系的良好相容性。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种着色力高，成本低，稳定性好，挥发性弱，溶剂味淡，大气污染少，环保型的人造革用着色剂。

本发明的技术方案为提供一种聚氨酯人造皮革的着色剂，所述着色剂包括以下重量份原料制成：10-30份丙二醇甲醚醋酸酯、15-45份双丙酮醇、5-15份PU耐黄变树脂、3-9份膨润土、10-60份色粉、0.5-1.5份分散剂、0.1-0.3份流平剂、0.1-0.3份消泡剂。

优选的，上述着色剂的包括以下重量份原料制成：11.2份丙二醇甲醚醋酸酯、18份双丙酮醇、8份耐黄变树脂、3.6份膨润土、58份色粉、0.8份分散剂，0.2份流平剂，0.2份消泡剂。

优选的，上述的聚氨酯人造皮革的着色剂的色粉为钛白粉、固美透洋红、碳黑或氧化铁黄。

优选的，上述的聚氨酯人造皮革的着色剂的分散剂为氟碳改性聚合物，流平剂为改性丙烯酸共聚物混合溶液，消泡剂为聚醚改性有机硅化合物。

本发明的另一技术方案为提供一种聚氨酯人造皮革的着色剂的制备方法，所述聚氨酯人造皮革的着色剂的制备原料的重量份为：10-30份丙二醇甲醚醋酸酯；15-45份双丙酮醇；5-15份PU耐黄变树脂；3-9份膨润土；10-60份色粉；0.5-1.5份分散剂；0.1-0.3份流平剂；0.1-0.3份消泡剂；所述制备方法包括以下步骤：

步骤1、将0.5-1.5重量份的分散剂、15-45重量份的双丙酮醇、9-29重量份的丙二醇甲醚醋酸酯混合，以1000转/分钟的转速搅拌5分种，然后后以1300转/分钟的速度搅拌，并加入5-15重量份的PU耐黄变树脂，3-9重量份的膨润土，10-60重量份的色粉，搅拌10分种，浸泡8小时后得到预制浆料。

步骤2、把步骤1混合好的预制浆料放入研磨机内，以1500转/分钟的速度研磨2-7小时后，加入0.1-0.3重量份的销泡剂，0.1-0.3重量份的流平剂，1-3重量份的丙二醇甲醚醋酸酯，再次研磨5-15分钟得到聚氨酯人造皮革的着色剂。

优选的，上述聚氨酯人造皮革的着色剂的制备方法，所述色粉为钛白粉、固美透洋红、碳黑或氧化铁黄。

优选的，上述聚氨酯人造皮革的着色剂的制备方法，所述分散剂为氟碳改性聚合物，所述流平剂为改性丙烯酸共聚物混合溶液，所述消泡剂为聚醚改性有机硅化合物。

本发明用丙二醇甲醚醋酸酯，双丙酮醇代替传统使用的较大毒性的，气味浓，挥发速度快的有机溶剂，制得的聚氨酯人造皮革的着色剂，产品着色力高，成本低，稳定性好，挥发性弱，溶剂味淡，大气污染少，属于环保型的人造革用色浆。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式详予说明。

传统的PU色浆颜料里存在的有机溶剂，溶解力确实很强，但不好存放，有很强的刺激性，毒性很高。针对这一关键点首先要从替代溶剂着手，本发明采用了两种不受限低毒的高级有机溶剂，能从根本上解决沸点低，挥发快，气味浓，毒性强等因素，以下是对该两种溶剂的详细说明：

丙二醇甲醚醋酸酯，英文名，Propylene，glycolmonomethyl，ether，actate（PMA)，分子特性，丙二醇甲醚醋酸酯（PMA)是一种高级溶剂。其分子中既有醚键又有羰基。羰基又行成了酯的结构，同时又含有烷基，在同一分子中既有非极性部分，又有极性部分，在两部分的官能团相互制约排斥，又各自起到固有的作用，因此对极性物质和非极性物质都有溶解力。

二丙酮醇，中文名称：甲基戊酮醇，双丙酮醇。英文名Diacetone.alcohol.DAA，分子式C6H12O2，分子量116，16，无色液体。微有薄荷气味，性状；无色液体有愉快香气，能与各种有机溶剂混溶，可用于印刷墨，合成革树脂涂料及人造革制造，人造革着色剂，低毒，对呼吸系统的刺激性很小，对皮肤伤害性机率特低。

PU色浆颜料是一个分散整体，从理论上讲，仅单一的色粉在液态中是以一种悬浮状态存在，要想得以保持一个很理想的稳定体系是比较难的。因为色粉在液体中多数是络合成二次粒子聚积在一起的，当受到外力的作用极易发生变发，表现在凝聚，沉降，分层等各种不良现象发生。这就说明每种色粉都有其不稳定倾向存在，要想得到一个很完整的分散整体，就必须选择一些功效助剂来帮助完成。

一、本发明配方材料的选择

首先要选择的是色粉的润湿分散剂，分散剂的种类及其应用的范围也不同，要根据配方的设定来考虑，本发明分散剂为氟碳改性聚合物，该种分散剂能快速对混合料进行润湿，包附，使本发明的革用色浆具有很好的抗缩孔功能，及极佳的展色性，提高色粉粒子的承载力而不提高粘度，可改善难分散色粉粒子的分散性能。氟碳改性聚合物的分散剂与界面活性剂共同作用，可以消除腐味及泡沫的存在。

以下是对分散剂的选择的归类：白色系列选择的是美国路博润公司的，型号为8000；黑色系列选择的是德国汽巴的8531；其他色系选择的是德克萨D158化学；以上几种分散剂均为有机硅系列。

流平剂的选择：流平剂为改性丙烯酸共聚物混合溶液，色浆颜料他是以一个分散整体运用到另外一种分散整体中，在有外力的作用下，可能有其发生粘度的变化，流动性变差，涂膜时可能有细小条横产生这些现像要选择消泡剂和流平剂来协助完成。本发明色浆流平剂优选的是汽巴EFKA8322。该流平剂具有良好的流平性能，可改善色粉粒子与其他物料的相溶性，并具有高光泽和鲜艳性。

消泡剂为聚醚改性有机硅，该类消泡剂可减少针孔和鱼眼、缩孔、桔皮等表面缺陷，并帮助气泡释放。消泡剂选择的是福州力港冒易公司的5330—019。

色粉的选择：色粉的色相数以万计，按性质总体分为有机颜料，无机颜料两类，每种色粉是以不一样的物理性质存在的，比若，粒径，聚合度，分散性，吸油量，色牢度，色迁移，耐侯，耐温。还有透明度，遮盖力，艳度都有不同。还有一些固有的物性要求，SGS八大重金属的受限，偶氮裂变的要求，耐酸碱，耐硫化性等要求。本发明的聚氨酯人造皮革的着色剂试样所用的色粉为钛白粉、固美透洋红、碳黑或氧化铁黄等。具体可为R248（金红石钛白粉），固美透洋红PL（汽巴），M900（卡博特）。

载体的选择：良好的载体在PU色浆颜料中，对其展色性，光泽度，粘度，细度都有着很明显的差异，该产品选择的载体是厦门进尚树脂公司的PU耐黄变树脂（D5012V)及膨润土。前者有很好的光泽性，及很好的耐温性，后者有非常好的填充作用，能更好的保持色浆颜料的稳定性。

二、本发明产品的涉及材料和方法特性：

1、a、不受管制的低毒性有机溶剂。b、均不含有PVC，VCM，Toluene排放的载体。c、功效助剂（均采用有机硅系列100%活性含量非离子型）。d、着色原粉不含重金属（符合EN—71PART3_1994规定），不含苯二甲酸酯（phthalates)不会析出偶氮芳香胺（Amine)。

2、本发明系列产品选择的是冷凝水倒流密闭复合精细研磨工艺，所采用的设备为立式研磨机，研磨介质选用的目前研磨材质强度最好，环保性能优的玛瑙球，粒径为10mm。工作场所粉尘，飞扬少，对生产环景污染小，生产出来的产品细度可达3um，具有良好的光泽性，极佳的鲜艳度及分散性。

由于在机械运动剪切力的作用下，被研磨的物料与研磨机内的研磨珠无间隙的撞击，这就使的热能的连续产生。如果不通过冷却设备来有效控制温度，就会加速PMA、DAA的挥发，就会造成批次间品质不稳定差异性很大，温度升的太高更亦可能造成废料，所以对生产PU色浆颜料的冷却设备要求也很高，现在各行业都是采用的是顺循环冷却工艺，顺循环就是利用位差用增压泵把冷凝水压入被冷凝的上端口，然后经过管道自流来完成降温的目地，但是在管道内的停留时间较短，降温效率不是很高。本发明使用倒流循环工艺就是颠覆传统，入水从下端进出水从上端口出，让冷凝水有更长的时间在管道中停留，使降温效率增加，特别是生PU色浆要长时间的研磨，这样对于溶剂的挥发能得到很好的改善。更可控对产品的批次间的品质保证，不增加任何成本。

3、工艺流程的设定各种物料的混和搅拌——浸泡——研磨——清洗混和料——搅拌——物性测试——过虑（200目网布）——包装——入库。

4、对各大类色浆颜料的研磨工艺参数的设定

A、白色研磨时间3h。B、黄色研磨时间4h。c、黑色研磨时间5.5h。d、红色研磨时间6h。e、蓝色研磨时间6h。f、绿色研磨时间6h。g、棕色研磨时间3.5h。h、紫色研磨时间6.5h。

实施例1

本发明的技术方案为提供一种聚氨酯人造皮革的着色剂，所述着色剂包括以下不同类重量份原料制成：10-30份丙二醇甲醚醋酸酯、15-45份双丙酮醇、5-15份PU耐黄变树脂、3-9份膨润土、10-60份色粉、0.5-1.5份分散剂、0.1-0.3份流平剂、0.1-0.3份消泡剂。

优选的，上述着色剂的包括以下重量份原料制成：11.2份丙二醇甲醚醋酸酯、18份双丙酮醇、8份耐黄变树脂、3.6份膨润土、58份色粉、0.8份分散剂，0.2份流平剂，0.2份消泡剂。

具体列举以下三个颜色系的聚氨酯人造皮革的着色剂的实施例：

白色浆颜料：

色粉：58重量份的R248（金红石钛白粉）；

载体：8重量份的厦门进尚树脂公司的PU耐黄变树脂（D5012V)、3.6重量份的厦门进尚树脂公司的膨润土；

DAA：18重量份；

PMA：11.2重量份；

分散剂：0.8重量份的美国路博润助剂8000；

消泡剂：0.2重量份的福州力港冒易公司的5330—019；

色浆流平剂：0.2重量份的汽巴EFKA8322；

先称0.8份的8000，再加18份的DAA，9.2份的PMA。以1000转/min的转速搅拌5分种后增至1300转/min的搅拌速度加8份的D5012V，3.6份的膨润土，58份的R248。搅拌10分种后停机，浸泡8h，在把这些混合好的预制浆料全部投进研磨机内，扣好盖板，打开电源以1500转/min的速度研磨2h.待停机后把0.2份的533—019，0.2份8322及余下的2份的PMA一同加入研磨机中，再次研磨5分种。取样送检，检测合格后在研磨机的下端出料口套上一个U形过滤网，（目数为200目)进行过滤，并按照客户包装规格包装。

黑色剂颜料：

色粉：17.5重量份的M900（卡博特)；

载体：9.8重量份的厦门进尚的PU耐黄变树脂（D5012V)、5.8重量份的厦门进尚的膨润土；

分散剂：1.5重量份的德国汽巴8531；

DAA：45重量份；

PMA：20.1重量份；

消泡剂：0.1重量份的福州力港冒易公司的5330—019；

色浆流平剂：0.2重量份的汽巴EFKA8322；

准备好容量为150L加盖不绣钢桶一个，做搅伴预制料用。先称1.5份的8531，在称35份的DAA，20.1份的PMA，倒入不绣钢桶内，以1000转/min的搅拌速度，搅拌6分钟，使之达到液面有均匀的泡沫。后增速至1300转/min进行搅拌，把余下的9.8份D5012V，5.8份的膨润土，加入搅拌桶中，而后停机把17.5份的M900倒入搅拌桶内加盖，在以1500转/min的速度搅拌8分钟停止，浸泡12h。时间到点后把浸泡好的预制料倒入立式求磨机内进行密闭研磨，研磨转速为1500转/min，时间为5h。停机后陈余下的0.1份533—019，0.2份的83200，10份的DAA一同加入研磨桶内，在以同样的速度研磨16分钟，而后送检，合格后在研磨机的出料口端套上U形过滤袋（网袋目数为200目），并按客户要求进行包装。

红色剂颜料

色粉：14重量份的固美透洋红PL（汽巴）；

载体：11重量份的厦门进尚树脂公司的PU耐黄变树脂（D5012V)、8.6重量份的厦门进尚的膨润土；

DAA：35重量份；

PMA：29.9重量份；

分散剂：1.1重量份的德克萨化学D158；

消泡剂：0.2重量份的福州力港冒易公司的5330—019；

色浆流平剂：0.2重量份的汽巴EFKA8322；

备好容量为150L，加盖不锈钢桶一个作搅拌预制料用，先称1.1份的D158，25份的DAA，29.9份的PMA，倒入搅拌桶内，以1100转/min的速度搅拌18分钟，使液面有足够多的泡沫，后增至1400转/min的转速，把11份的D5012V，8.6份的膨润土加入混合料中，搅拌时间为10分钟。然后停机把14份的洋红加入搅拌桶中，加好盖以1300转/min的速度搅拌12分钟后停机浸泡12h。时间到点后把预制混合料加入立式求磨机内进行密闭研磨6h，（在研磨阶段一定要密切关注冷凝水的温度，及管道的顺畅情况，以防研磨桶内的温度变高，加速DAA，PMA的挥发，使之造成不必要的损失）研磨转速为1500转/min。停机后把预下的10份DAA，0.2份的533—019，0.2份的83200，一并加入研磨桶内再次以1500转/min的速度研磨10分钟，而后停机取样送检，检测合格后，在研磨机下端出料口套上一个U形过滤袋过滤（过滤袋网目为200目），最后按照客户要求包装。

本发明产品优点：

1、该产品所用溶剂为低毒性，能从源头改变老产品气味浓，挥发速度快，大大降低了对身体危害性，对生产场所，周边的环境都有很乐观的改善。

2、该类产品选用的载体为膨润土和PU耐黄变树脂，前者有很好的光泽性，及优良的耐温性，后者有非常好的填充作用，能更好的保持色浆颜料的稳定性。

3、生产设备为密闭球磨机，采用的冷却水是倒流式，这样延长了对对研磨设备的降温时间，更近一步降低了研磨物料中溶剂的挥发，能起到低损耗，低污染。

4、生产出来的产品都符合欧盟2005/69/EC，2004/21/EC指令，EN—71Parts—1994.DIN38407.及欧盟2005/84/EC。

本发明产品各项参数

色差：与标样比近似

细度：3-5um

干燥时间（mm)：（120) 50-60

保质期：12个月

耐光性：浓色（8）级，淡色（7—8）级

耐热性：本色（5）级，淡色（4—5）级

耐迁移性：5级

耐酸碱（4h)：良好

耐溶剂性：优

适有范围：PU人造革通体着色

受限标准：符合EN—71.parts_1994

颜料量：30%——70%

着色力：95%—110%（B/T13217.1)

国内同类产品技术性能对比分析如表1所示

表1

对本发明产品的技术评价

本发明产品的优点在于，生产配方中所用溶剂，均为高沸点，低挥发，低毒性高级有机溶剂，与国内同类产品比较，对生产环境得以很大提高，表现在因用的溶剂，DAA，PMA，属于高沸点，低挥发特性。生厂时运用了一种倒流冷工艺，大大降低溶剂的损耗，作业人员得到了更好的保护，产品最终测试均按标准方法测试，在产品的稳定，保质期，环保受限，颜料承载量等方面都有提升。本发明产品杜绝了高挥发污染快，有强烈之气味，损耗高，等缺点。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种聚氨酯人造皮革的着色剂，其特征在于，所述着色剂包括以下重量份原料制成：10-30份丙二醇甲醚醋酸酯、15-45份双丙酮醇、5-15份PU耐黄变树脂、3-9份膨润土、10-60份色粉、0.5-1.5份分散剂、0.1-0.3份流平剂、0.1-0.3份消泡剂。

2.根据权利要求1所述的聚氨酯人造皮革的着色剂，其特征在于，所述着色剂的包括以下重量份原料制成：11.2份丙二醇甲醚醋酸酯、18份双丙酮醇、8份耐黄变树脂、3.6份膨润土、58份色粉、0.8份分散剂，0.2份流平剂，0.2份消泡剂。

3.根据权利要求1所述的聚氨酯人造皮革的着色剂，其特征在于，所述色粉为钛白粉、固美透洋红、碳黑或氧化铁黄。

4.根据权利要求1所述的聚氨酯人造皮革的着色剂，其特征在于，所述分散剂为氟碳改性聚合物，所述流平剂为改性丙烯酸共聚物混合溶液，所述消泡剂为聚醚改性有机硅化合物。

5.一种聚氨酯人造皮革的着色剂的制备方法，其特征在于，

所述聚氨酯人造皮革的着色剂的制备原料为：10-30重量份的丙二醇甲醚醋酸酯；15-45重量份的双丙酮醇；5-15重量份的PU耐黄变树脂；3-9重量份的膨润土；10-60重量份的色粉；0.5-1.5重量份的分散剂；0.1-0.3重量份的流平剂；0.1-0.3重量份的消泡剂；

所述制备方法包括以下步骤：

步骤1、将0.5-1.5重量份的分散剂、15-45重量份的双丙酮醇、9-29重量份的丙二醇甲醚醋酸酯混合，以1000转/分钟的转速搅拌5分种，然后以1300转/分钟的速度搅拌，并加入5-15重量份的PU耐黄变树脂，3-9重量份的膨润土，10-60重量份的色粉，搅拌10分种，浸泡8小时后得到预制浆料，

步骤2、把步骤1混合好的预制浆料放入研磨机内，以1500转/分钟的速度研磨2小时后，加入0.1-0.3重量份的销泡剂，0.1-0.3重量份的流平剂，1-3重量份的丙二醇甲醚醋酸酯，再次研磨5-15分钟得到聚氨酯人造皮革的着色剂。

6.根据权利要求5所述的聚氨酯人造皮革的着色剂的制备方法，其特征在于，所述色粉为钛白粉、固美透洋红、碳黑或氧化铁黄。

7.根据权利要求5所述的聚氨酯人造皮革的着色剂的制备方法，其特征在于，所述分散剂为氟碳改性聚合物，所述流平剂为改性丙烯酸共聚物混合溶液，所述消泡剂为聚醚改性有机硅化合物。