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一种丝素‑水性聚氨酯纳米复合防水皮革涂饰剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种丝素‑水性聚氨酯纳米复合防水皮革涂饰剂的制备方法，本发明利用纳米二氧化硅和纳米二氧化钛共生的方式，极性比较弱的纳米二氧化硅可以改善纳米二氧化钛的表面特性，不仅能克服失活、黄变、粉化等缺点，而且能提高产品的应用性能，经表面活性剂交联改性处理又改善其分散性和表面活性，不仅提高自身抗粉化性、保色性、耐候性和光化学稳定性且提高了皮革的耐高温性能和使用寿命；添加丝素、鸡蛋膜粉改善了涂饰剂的附着力和防水透湿性能，不易脱落，抗菌防臭性能优异，提高皮革制品的使用寿命、耐磨性能及服用性能，市场前景广。

Description

一种丝素-水性聚氨酯纳米复合防水皮革涂饰剂的制备方法
技术领域
本发明涉及精细化工材料制备技术领域，具体涉及一种丝素-水性聚氨酯纳米复合防水皮革涂饰剂的制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，皮革类产品在我们日常生活中占据着重要角色，如我们所使用鞋、衣服和皮包，这些产品大多数由皮革制造而成。然而，日常生活中紫外线无处不在，长期的紫外线照射可使皮革胶原蛋白链段发生交联和降解。而皮革是由动物皮经过一系列处理转化而成，在紫外辐射中UVB对皮肤的伤害性最大，因此，为了延长皮革的使用寿命及保持外在美观，需避免或延缓紫外辐射，常用的方法是在皮革表面涂覆涂饰剂。
聚氨酯是皮革重要的涂饰成膜材料，具有良好的成膜性、高弹性，成膜具有优良的耐酸、耐碱、耐化学试剂的能力。然而，以芳香族异氰酸酯为原料制成的聚氨酯所成的膜在应用中容易变黄和失去光泽，大大影响了涂饰效果和使用价值，并且水性聚氨酯通常存在耐水性差的缺点。改善聚氨酯性能的一般方法有交联改性、丙烯酸树脂改性、有机硅/氟改性等，一定程度上可以改善聚氨酯的柔韧性、耐水性，但不能赋予材料诸如抗菌、抗紫外线、耐黄变等方面的性能。近年来纳米材料在皮革领域应用越来越广泛，通过使用纳米材料赋予涂饰膜具有自清洁、抗紫外线、抗菌、超亲水性等性能，其中纳米二氧化钛具有很强的屏蔽紫外线能力和优异的透明性，但未经表面改性的纳米二氧化钛由于其粒径小，表面能量高，易引发团聚，影响其分散性，为此文献《纳米二氧化钛/聚氨酯复合涂饰剂性能研究》将改性纳米二氧化钛添加到聚氨酯乳液中，以期赋予聚氨酯涂饰剂抗菌、抗紫外线、吸水性等方面的性能。
众所周知，皮革大多为动物皮经过处理转化而成，然而文中复合乳液的黏度低于纯聚氨酯乳液的黏度，尽管其抗菌、抗紫外线、吸水性能得到改善，但将其涂覆于皮革表面不仅因附着力低而易脱落、也会因吸水性使皮革的防水性差而易伤害皮革从而降低皮革的使用寿命，因而需要添加一种亲水性物质对复合乳液加以改性，以提高涂饰剂和皮革的适涂性；由于纳米二氧化钛其本身具有很强的光化学活性，在阳光特别是紫外线照射下，容易发生失活、黄变、粉化等现象，影响了其使用性能。
发明内容
本发明的目的就是提供一种丝素-水性聚氨酯纳米复合防水皮革涂饰剂的制备方法，以克服现有技术的不足。
本发明的目的是这样实现的：
一种丝素-水性聚氨酯纳米复合防水皮革涂饰剂，其特征在于由下列原料：水性聚氨酯乳液、丝素、鸡蛋膜粉、纳米二氧化钛、正硅酸乙酯、植物芳香精油、吐温-80、无水乙醇按比例制备而成。
所述的一种丝素-水性聚氨酯纳米复合防水皮革涂饰剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将纳米二氧化钛、无水乙醇按照一定质量比混合并超声分散，形成均一稳定的悬浮液，然后再加入吐温-80搅拌均匀，并超声分散15-35分钟，用中和剂调节分散液pH值为8.5-10，磁力搅拌均匀，得到混合液；
（2）将正硅酸乙酯和无水乙醇按照一定质量比混合均匀后在6-10小时内滴加到步骤（1）的混合液中，室温下搅拌30-40分钟，离心处理得到的下层沉淀再反复用蒸馏水和无水乙醇洗涤，得到核/壳型纳米二氧化钛/二氧化硅复合微球；
（3）将步骤（2）产物加入到水性聚氨酯乳液中，高速搅拌1-2小时，再加入丝素、鸡蛋膜粉及植物芳香精油搅拌混匀，放入超声分散仪中超声分散20-25分钟，制得复合乳液。
所述的原料按照重量百分比为：水性聚氨酯乳液95-100、丝素7-9、鸡蛋膜粉11-13、纳米二氧化钛3.2-3.7、正硅酸乙酯10-12、植物芳香精油0.02-0.04、吐温-80 6-8、无水乙醇适量。
所述步骤（1）中纳米二氧化钛与无水乙醇按照质量比1∶20混合分散，其中，所用的中和剂为氨水。
所述步骤（2）中正硅酸乙酯和无水乙醇按照质量比1∶10混匀。
所述步骤（3）中的植物芳香精油选自玫瑰精油、薰衣草精油、茶树精油及柠檬精油中的至少一种。
本发明有以下有益效果：本发明利用纳米二氧化硅和纳米二氧化钛共生的方式，极性比较弱的纳米二氧化硅可以改善纳米二氧化钛的表面特性，不仅能克服失活、黄变、粉化等缺点，而且能提高产品的应用性能，经表面活性剂交联改性处理又改善其分散性和表面活性，不仅提高自身抗粉化性、保色性、耐候性和光化学稳定性且提高了皮革的耐高温性能和使用寿命；添加丝素、鸡蛋膜粉改善了涂饰剂的附着力和防水透湿性能，不易脱落，抗菌防臭性能优异，提高皮革制品的使用寿命、耐磨性能及服用性能，市场前景广。
具体实施方式
一种丝素-水性聚氨酯纳米复合防水皮革涂饰剂，其特征在于由下列原料：水性聚氨酯乳液、丝素、鸡蛋膜粉、纳米二氧化钛、正硅酸乙酯、植物芳香精油、吐温-80、无水乙醇按比例制备而成。
所述的一种丝素-水性聚氨酯纳米复合防水皮革涂饰剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将纳米二氧化钛、无水乙醇按照一定质量比混合并超声分散，形成均一稳定的悬浮液，然后再加入吐温-80搅拌均匀，并超声分散15-35分钟，用中和剂调节分散液pH值为8.5-10，磁力搅拌均匀，得到混合液；
（2）将正硅酸乙酯和无水乙醇按照一定质量比混合均匀后在6-10小时内滴加到步骤（1）的混合液中，室温下搅拌30-40分钟，离心处理得到的下层沉淀再反复用蒸馏水和无水乙醇洗涤，得到核/壳型纳米二氧化钛/二氧化硅复合微球；
（3）将步骤（2）产物加入到水性聚氨酯乳液中，高速搅拌1-2小时，再加入丝素、鸡蛋膜粉及植物芳香精油搅拌混匀，放入超声分散仪中超声分散20-25分钟，制得复合乳液。
所述的原料按照重量百分比为：水性聚氨酯乳液100、丝素7、鸡蛋膜粉13、纳米二氧化钛3.2、正硅酸乙酯10、植物芳香精油0.02、吐温-80 6、无水乙醇适量。
所述步骤（1）中纳米二氧化钛与无水乙醇按照质量比1∶20混合分散，其中，所用的中和剂为氨水。
所述步骤（2）中正硅酸乙酯和无水乙醇按照质量比1∶10混匀。
所述步骤（3）中的植物芳香精油选自玫瑰精油、薰衣草精油、茶树精油及柠檬精油中的至少一种。

Claims (6)

1.一种丝素-水性聚氨酯纳米复合防水皮革涂饰剂，其特征在于由下列原料：水性聚氨酯乳液、丝素、鸡蛋膜粉、纳米二氧化钛、正硅酸乙酯、植物芳香精油、吐温-80、无水乙醇按比例制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种丝素-水性聚氨酯纳米复合防水皮革涂饰剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将纳米二氧化钛、无水乙醇按照一定质量比混合并超声分散，形成均一稳定的悬浮液，然后再加入吐温-80搅拌均匀，并超声分散15-35分钟，用中和剂调节分散液pH值为8.5-10，磁力搅拌均匀，得到混合液；
（2）将正硅酸乙酯和无水乙醇按照一定质量比混合均匀后在6-10小时内滴加到步骤（1）的混合液中，室温下搅拌30-40分钟，离心处理得到的下层沉淀再反复用蒸馏水和无水乙醇洗涤，得到核/壳型纳米二氧化钛/二氧化硅复合微球；
（3）将步骤（2）产物加入到水性聚氨酯乳液中，高速搅拌1-2小时，再加入丝素、鸡蛋膜粉及植物芳香精油搅拌混匀，放入超声分散仪中超声分散20-25分钟，制得复合乳液。
3.根据权利要求1所述的一种丝素-水性聚氨酯纳米复合防水皮革涂饰剂，其特征在于，所述的原料按照重量百分比为：水性聚氨酯乳液95-100、丝素7-9、鸡蛋膜粉11-13、纳米二氧化钛3.2-3.7、正硅酸乙酯10-12、植物芳香精油0.02-0.04、吐温-80 6-8、无水乙醇适量。
4.根据权利要求2所述的一种丝素-水性聚氨酯纳米复合防水皮革涂饰剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中纳米二氧化钛与无水乙醇按照质量比1∶20混合分散，其中，所用的中和剂为氨水。
5.根据权利要求2所述的一种丝素-水性聚氨酯纳米复合防水皮革涂饰剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中正硅酸乙酯和无水乙醇按照质量比1∶10混匀。
6.根据权利要求2所述的一种丝素-水性聚氨酯纳米复合防水皮革涂饰剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的植物芳香精油选自玫瑰精油、薰衣草精油、茶树精油及柠檬精油中的至少一种。
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