CN106947378B - 用于pu合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂及其制法 - Google Patents

用于pu合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂及其制法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂及其制法。所述PU合成革用水性雾面金属光泽处理剂，由以下组分组成：水性聚氨酯树脂、水、助溶剂、分散剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、气相法消光粉、气相二氧化硅；气相法消光粉用以提供保证涂层透明性及雾面效果，所述气相二氧化硅用以提供金属光泽。本发明通过引入同时具备亲水亲油基团的助溶剂用以降低体系的表面张力，减少了润湿剂、分散剂的添加量，有效降低成本，增加产品的适用性。其次，通过控制气相消光粉及气相二氧化硅的粒径，使合成革涂饰本发明合成革处理剂后具备极佳的手感与消光性，赋予合成革极佳的雾感、较强的层次感和金属光泽及具备一定的耐磨及耐刮擦性。

Description

用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂及 其制法
技术领域
本发明涉及人造革覆盖材料技术领域，具体来说涉及一种用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂及其制法。
背景技术
目前，合成革以其良好的物理性能，如良好的耐曲折性、优异的耐老化性、丰富的色彩以及逼真的仿真皮效果，已经广泛应用于服装、箱包、鞋类、电子产品等诸多领域。同时，未经处理的合成革也存在色泽呆板单一、手感差及透气性不良等缺陷，因此合成革在加工成终端消费品前一般要进行表面处理，所用的处理剂即为“合成革表面处理剂”或“皮革涂饰剂”。
现有合成革表面处理剂的风格多种多样：抛光风格、抛焦风格、绒感风格、雾面风格、疯马变色、牛巴、羊巴等。处理后的合成革在视觉、触觉及透气性方面已经极其接近真皮，并申请了诸多中国专利，如：江苏宝泽高分子材料有限公司所申请的“一种合成革用雾面涩蜡感处理剂及其制备方法”(专利申请号CN201510760101.3)、“一种合成革用雾面擦亮处理剂及其制备方法”(专利申请号CN201510759721.5)、“一种合成革用羊巴雾面涩蜡感处理剂及其制备方法”(专利申请号CN201410307678.4)等。这些专利发明的合成革处理剂雾面效果好，风格多样，但多为以甲乙酮、甲苯、二甲基甲酰胺、异丙醇等有机溶剂为稀释剂的油性处理剂，加工过程中会给环境带来巨大的压力。
随着国内外越来越重视工业产品对环境的影响，合成革处理剂水性化的呼声与日俱增。目前国内已经有一部分关于水性处理剂的专利文献报道，如江苏宝泽高分子材料有限公司所申请的“一种合成革用水性PU嫩肤感处理剂及其制备方法”(专利申请号CN201210297989.8)、合肥市科天化工有限公司所申请的“用于压延PVC革的水性聚氨酯雾面处理剂及其制备方法”(专利申请号CN201410058025.7)、厦门市硕众高分子材料科技有限公司所申请的“水性烫焦处理剂及其制备方法”(专利申请号CN201310126453.4)等，虽然这些发明的有关水性合成革处理剂均实现了稀释剂的水性化，但在雾面效果及光泽上仍然无法与传统的油性处理剂相媲美；另外，由于将水作为溶剂而使体系的表面张力急剧增加，为了保持对基材及颜填料的润湿效果，需要大量增加了润湿剂的比例，这样既增加了成本，也降低了处理剂的适用性；再者，所述处理剂使用的消光粉的粒径没有严格控制，致使处理剂涂饰后消光性和透明性不能兼顾，反映在黑色合成革上即雾度与黑度不能兼得，使合成革的视觉感受大大降低。
发明内容
鉴于上述情况，本发明提供一种用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂及其制法，本发明实施例通过引入了选自丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇甲醚等少量无公害溶剂作为助溶剂，并利用其分子结构的特殊性，同时具备亲水亲油基团，可以显著地降低体系的表面张力，从而减少了润湿剂、分散剂的添加量，有效降低了成本，增加了产品的适用性。其次，本发明实施例对使用的消光粉及气相二氧化硅的粒径进行了严格控制，经由使用气相法消光粉可以保证涂层的透明性，此外控制气相法消光粉与气相二氧化硅的粒径在特定范围内，可使制备的合成革处理剂具备极佳的手感与消光性，赋予合成革极佳的雾感，擦拭后能使合成革获得较强的层次感和金属光泽，且具备一定的耐磨及耐刮擦性。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是提供一种用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂，所述处理剂的组分包括：水性聚氨酯树脂、水、助溶剂、分散剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、气相法消光粉和气相二氧化硅。
本发明涉及的用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂中，所述处理剂的组分配比如下：水性聚氨酯树脂为100重量份；水为80～100重量份；助溶剂为6～15重量份；分散剂为0.1～1重量份；流平剂为0.1～1重量份；消泡剂为0.1～1重量份；增稠剂为1～6重量份；气相法消光粉为1～6重量份；以及气相二氧化硅为1～6重量份。
本发明涉及的用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂中，所述气相法消光粉粒径为1.6～4.2μm；优选为1.7～3.8μm。
本发明涉及的用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂中，所述气相二氧化硅粒径为7～28nm；优选为12～22nm。
本发明涉及的用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂中，所述水性聚氨酯树脂是选自阴离子型脂肪族芳香族聚酯型聚氨酯及/或聚醚型聚氨酯中的一种或多种。
本发明涉及的用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂中，所述水是选自去离子水或蒸馏水。
本发明涉及的用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂中，所述助溶剂是选自丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇甲醚、二乙二醇丁醚，或其三者的混合物。
本发明涉及的用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂中，所述分散剂是选自非离子型表面活性剂。
本发明涉及的用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂中，所述流平剂是改性聚甲基硅氧烷。
本发明涉及的用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂中，所述消泡剂是改性聚硅氧烷乳液。
本发明涉及的用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂中，所述增稠剂是聚醚型聚氨酯。
本发明另提供一种前述用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂的制法，所述制法的步骤包括：
步骤⑴：按比例称取各组分，将水性聚氨酯、水及助溶剂混合均匀；
步骤⑵：在步骤⑴所得混合物中加入分散剂、流平剂、二分之一重量份的消泡剂混合均匀；
步骤⑶：在步骤⑵所得混合物中加入气相二氧化硅及气相法消光粉，利用高速分散机或砂磨机分散均匀；
步骤⑷：在步骤⑶所得混合物中加入剩余二分之一重量份的消泡剂混合均匀；
步骤⑸：在步骤⑷所得混合物中加入增稠剂调节黏度到规定值，混合均匀即得所述一种PU合成革用水性雾面金属光泽处理剂。
本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
(1)本发明所述PU合成革用水性雾面金属光泽处理剂是一种环保型材料，具有低挥发性有机化合物(volatile organic compounds，VOC)排放的特点，符合国内的环保要求。
(2)本发明所述PU合成革用水性雾面金属光泽处理剂各组分相互协调、共同作用：阴离子聚氨酯树脂赋予涂层良好的附着力和耐刮擦效果；水、助溶剂、分散剂、流平剂、消泡剂、增稠剂共同赋予处理剂良好的施工性能，通过调整各组分的比例可以满足辊涂、印刷等多种工艺的要求。
(3)本发明所述PU合成革用水性雾面金属光泽处理剂通过对部分组分的粒径范围限定且分布窄的气相法消光粉和小颗粒的气相二氧化硅协同作用后可赋予合成革高消光性、高透明性、擦拭后有层次感及金属光泽。
附图说明
图1是本发明实施例1的水性雾面处理剂涂饰于PU合成革的成品照片。
图2是本发明实施例2的水性雾面处理剂涂饰于PU合成革的成品照片。
图3是本发明实施例3的水性雾面处理剂涂饰于PU合成革的成品照片。
图4是本发明实施例4的水性雾面处理剂涂饰于PU合成革的成品照片。
图5是市售商品A的照片。
图6是市售商品B的照片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术、方案及优点更清楚明白，以下结合实例，对本发明做进一步说明。应当理解，此处所述的具体实施方案仅用于更好的说明本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂，所述处理剂的组分包括：水性聚氨酯树脂、水、助溶剂、分散剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、气相法消光粉和气相二氧化硅；其中，所述处理剂的组分配比如下：水性聚氨酯树脂为100重量份；水为80～100重量份；助溶剂为6～15重量份；分散剂为0.1～1重量份；流平剂为0.1～1重量份；消泡剂为0.1～1重量份；增稠剂为1～6重量份；气相法消光粉为1～6重量份；以及气相二氧化硅为1～6重量份。
于本发明实施例中，所述气相法消光粉用于提供雾面效果；为保证本发明处理剂涂饰后的雾面效果，控制所述气相法消光粉的粒径为1.6～4.2μm，优选为1.7～3.8μm。于本发明实施例中，气相法消光粉可选用由德山化工(浙江)有限公司制造的型号为REOLOSILFM-14、FM-14LV、FM-22、FM-30的其中一种气相消光粉或者其中多种气相消光粉的混合物。
于本发明实施例中，所述气相二氧化硅用于提供金属光泽效果；为保证本发明处理剂涂饰后的金属光泽效果，控制所述气相二氧化硅的粒径为7～28nm，优选为12～22nm。于本发明实施例中，气相二氧化硅可选用由德山化工(浙江)有限公司制造的型号为REOLOSIL QS-09、QS-10、QS-102、QS-20、QS-25、MT-10的其中一种气相二氧化硅或者其中多种气相二氧化硅的混合物。
于本发明实施例中，所述水性聚氨酯树脂是选自阴离子型脂肪族芳香族聚酯型聚氨酯及/或聚醚型聚氨酯中的一种或多种；所述水是选自去离子水或蒸馏水；所述助溶剂是选自丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇甲醚、二乙二醇丁醚，或其三者的混合物；所述分散剂是选自非离子型表面活性剂；所述流平剂是改性聚甲基硅氧烷；所述消泡剂是改性聚硅氧烷乳液；所述增稠剂是聚醚型聚氨酯。其中，通过所述助溶剂的分子结构同时具备亲水亲油基团的特性，在添加后起到显著地降低体系表面张力的作用，从而能够减少润湿剂、分散剂的添加量，达到降低成本并增加产品的适用性的有益技术效果。
本发明的用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂的制法步骤包括：
步骤⑴：按比例称取各组分，将水性聚氨酯、水及助溶剂混合均匀；
步骤⑵：在步骤⑴所得混合物中加入分散剂、流平剂、二分之一重量份的消泡剂混合均匀；
步骤⑶：在步骤⑵所得混合物中加入气相二氧化硅及气相法消光粉，利用高速分散机或砂磨机分散均匀；
步骤⑷：在步骤⑶所得混合物中加入剩余二分之一重量份的消泡剂混合均匀；
步骤⑸：在步骤⑷所得混合物中加入增稠剂调节黏度到规定值，混合均匀即得所述一种PU合成革用水性雾面金属光泽处理剂。
以上说明了本发明水性聚氨酯处理剂的组分、配比及其制法，以下请配合参阅附图及表1，说明本发明水性聚氧酯处理剂的具体实施例以及其与市售商品之性能评比。
实施例1
于实施例1中，PU合成革用水性雾面金属光泽处理剂由以下组分按比例组成：水性聚氨酯100重量份，水90重量份，丙二醇甲醚醋酸酯10重量份，流平剂0.5重量份，分散剂0.5重量份，消泡剂0.4重量份，增稠剂4重量份，气相法消光粉(FM-14)4重量份，气相二氧化硅(QS-102)2重量份。
于实施例1中，PU合成革用水性雾面处理剂由以下步骤制备：
步骤⑴：按比例称取各组分，将100重量份的水性聚氨酯、90重量份的水及10重量份的丙二醇甲醚醋酸酯混合均匀；
步骤⑵：在步骤⑴所得混合物中加入0.5重量份的分散剂、0.5重量份的流平剂、0.2重量份的消泡剂混合均匀；
步骤⑶：在步骤⑵所得混合物中加入4重量份气相法消光粉(FM-14)及2重量份气相二氧化硅(QS-102)，利用高速分散机3000转/分分散均匀；
步骤⑷：在步骤⑶所得混合物中加入剩余0.2重量份的消泡剂混合均匀；
步骤⑸：在步骤⑷所得混合物中加入增稠剂调节黏度，混合均匀即得所述一种合成革用水性雾面处理剂。所得合成革用水性雾面处理剂的性能指标如下表1。
实施例2
于实施例2中，PU合成革用水性雾面金属光泽处理剂由以下组分按比例组成：水性聚氨酯100重量份，水90重量份，丙二醇甲醚醋酸酯10重量份，流平剂0.5重量份，分散剂0.4重量份，消泡剂0.4重量份，增稠剂4重量份，气相法消光粉(FM-14LV)4重量份，气相二氧化硅(QS-09)2重量份。
于实施例2中，PU合成革用水性雾面金属光泽处理剂由以下步骤制备：
步骤⑴：按比例称取各组分，将100重量份的水性聚氨酯、90重量份的水及10重量份的丙二醇甲醚醋酸酯混合均匀；
步骤⑵：在步骤⑴所得混合物中加入0.4重量份的分散剂、0.5重量份的流平剂、0.2重量份的消泡剂混合均匀；
步骤⑶：在步骤⑵所得混合物中加入4重量份气相法消光粉(FM-14LV)及2重量份气相二氧化硅(QS-09)，利用高速分散剂3000转/分分散均匀；
步骤⑷：在步骤⑶所得混合物中加入剩余0.2重量份的消泡剂混合均匀；
步骤⑸：在步骤⑷所得混合物中加入增稠剂调节黏度，混合均匀即得所述一种合成革用水性雾面处理剂。所得合成革用水性雾面处理剂的性能指标如表1。
实施例3
于实施例3中，PU合成革用水性雾面金属光泽处理剂由以下组分按比例组成：水性聚氨酯100重量份，水90重量份，丙二醇甲醚醋酸酯10重量份，流平剂0.5重量份，分散剂0.6重量份，消泡剂0.4重量份，增稠剂4重量份，气相法消光粉(FM-30)4重量份，气相二氧化硅(QS-102)2重量份。
于实施例3中，PU合成革用水性雾面金属光泽处理剂由以下步骤制备：
步骤⑴：按比例称取各组分，将100重量份的水性聚氨酯、90重量份的水及10重量份的丙二醇甲醚醋酸酯混合均匀；
步骤⑵：在步骤⑴所得混合物中加入0.6重量份的分散剂、0.5重量份的流平剂、0.2重量份的消泡剂混合均匀；
步骤⑶：在步骤⑵所得混合物中加入4重量份的气相法消光粉(FM-30)，2重量份气相二氧化硅(QS-102)，利用高速分散剂3000转/分分散均匀；
步骤⑷：在步骤⑶所得混合物中加入剩余0.2重量份的消泡剂混合均匀；
步骤⑸：在步骤⑷所得混合物中加入增稠剂调节黏度，混合均匀即得所述一种合成革用水性雾面处理剂。所得合成革用水性雾面处理剂的性能指标如表1。
实施例4
于实施例4中，PU合成革用水性雾面金属光泽处理剂由以下组分按比例组成：水性聚氨酯100重量份，水90重量份，丙二醇甲醚醋酸酯10重量份，流平剂0.5重量份，分散剂0.6重量份，消泡剂0.4重量份，增稠剂4重量份，气相法消光粉(FM-30)4重量份，气相二氧化硅(MT-10)2重量份。
于实施例4中，PU合成革用水性雾面金属光泽处理剂由以下步骤制备：
步骤⑴：按比例称取各组分，将100重量份的水性聚氨酯、90重量份的水及10重量份的丙二醇甲醚醋酸酯混合均匀；
步骤⑵：在步骤⑴所得混合物中加入0.6重量份的分散剂、0.5重量份的流平剂、0.2重量份的消泡剂混合均匀；
步骤⑶：在步骤⑵所得混合物中加入4重量份的气相法消光粉(FM-30)，2重量份气相二氧化硅(MT-10)，利用高速分散剂3000转/分分散均匀；
步骤⑷：在步骤⑶所得混合物中加入剩余0.2重量份的消泡剂混合均匀；
步骤⑸：在步骤⑷所得混合物中加入增稠剂调节黏度，混合均匀即得所述一种合成革用水性雾面处理剂。所得合成革用水性雾面处理剂的性能指标如表1。
对比案例1
将某市场上售卖的商品A按照以下分析方法制备后测试各性能指标如表1。
对比案例2
将某市场上售卖的商品B按照以下分析方法制备后测试各性能指标如表1。
分析方法
1.粘度测试方法：
使用TOKI SANGYO Brookfield BL型旋转粘度计按JJG1002-2005标准测试所测所得处理剂的粘度。
2.光泽度测试方法：
将所得处理剂用3mil厚度的涂膜器涂于玻璃板上，充分干燥固化后使用BYK4448光泽度测试仪按JJG696-2002标准测试所得漆膜的关泽度。
3.透明度测试方法：
将所得处理剂用3mil厚度的涂膜器涂于透明玻璃板上，充分干燥后使用NIPPONDENSHOUKU NDH-2000浊度计测试所得漆膜的透明度
4.黑度My测试方法：
⑴样品制备：将所得处理剂使用RSD 14#线棒涂饰于黑色PU合成革上，并于60℃烘箱中烘烤8min充分干燥。
⑵三原色X、Y、Z的测定：将所得涂有相应处理剂的黑色合成革于KONICA MINOLTACM-3500d色差计上测试三原色X、Y、Z的值。
⑶按公式：My＝100lg(100/Y)计算黑度My的值。
以上结合附图及实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂，其特征在于，所述处理剂的组分包括：水性聚氨酯树脂、水、助溶剂、分散剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、气相法消光粉和气相二氧化硅；
所述处理剂的组分配比如下，
水性聚氨酯树脂为100重量份；
水为80～100重量份；
助溶剂为6～15重量份；
分散剂为0.1～1重量份；
流平剂为0.1～1重量份；
消泡剂为0.1～1重量份；
增稠剂为1～6重量份；
气相法消光粉为1～6重量份；以及
气相二氧化硅为1～6重量份；
所述助溶剂是选自丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇甲醚、二乙二醇丁醚，或其三者的混合物；
气相法消光粉粒径为1.6～4.2μm；
所述气相二氧化硅粒径为7～28nm。
2.根据权利要求1所述的用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂，其特征在于：所述气相法消光粉粒径为1.7～3.8μm。
3.根据权利要求1所述的用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂，其特征在于：所述气相二氧化硅粒径为12～22nm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂，其特征在于：
所述水性聚氨酯树脂是选自阴离子型脂肪族芳香族聚酯型聚氨酯及/或聚醚型聚氨酯中的一种或多种；
所述水是选自去离子水或蒸馏水；
所述分散剂是选自非离子型表面活性剂；
所述流平剂是改性聚甲基硅氧烷；
所述消泡剂是改性聚硅氧烷乳液；
所述增稠剂是聚醚型聚氨酯。
5.一种如权利要求1至4中任一项所述的用于PU合成革后段工艺的雾面金属光泽水性聚氨酯处理剂的制法，其特征在于，所述制法的步骤包括：
步骤⑴：按比例称取各组分，将水性聚氨酯、水及助溶剂混合均匀；
步骤⑵：在步骤⑴所得混合物中加入分散剂、流平剂、二分之一重量份的消泡剂混合均匀；
步骤⑶：在步骤⑵所得混合物中加入气相二氧化硅及气相法消光粉，利用高速分散机或砂磨机分散均匀；
步骤⑷：在步骤⑶所得混合物中加入剩余二分之一重量份的消泡剂混合均匀；
步骤⑸：在步骤⑷所得混合物中加入增稠剂调节黏度到规定值，混合均匀即得所述一种PU合成革用水性雾面金属光泽处理剂。
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