CN107722236A - 一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯的制备方法及应用 - Google Patents

一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯的制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯的制备方法及应用，以重量份数计，将氨基硅油200～300份、混合聚合物二醇40～60份、混合二异氰酸酯40～50份、三乙胺2～3份在75～85℃下反应后加入二羟甲基丙酸7～8份、1,4‑丁二醇2～2.5份以及三乙胺2～3份，在75～85℃的条件下反应后加入混合二胺6～10份以及水300～400份，乳化后加入HDI三聚体8～10份，搅拌即可。本发明采用分步聚合法，可以合成出以有机硅为壳，以内交联水性聚氨酯为核的具有核壳微球结构的有机硅改性自消光水性聚氨酯微球乳液，应用于合成革的表面处理，能够形成微观上凸凹不平的表面，产生深度的消光效果，同时具有良好的触感。

Description

一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯的制备方法及 应用
技术领域
本发明涉及合成革技术领域，特别涉及一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯的制备及应用。
背景技术
合成革是模拟天然皮革的组织结构和使用性能，并可作为天然皮革代用品的复合材料。通常以无纺布模拟网状层，以微孔聚氨酯涂层模拟粒面层，所得到的合成革正、反面都与皮革十分相似，并具有一定的透气性，比普通人造革更接近天然皮革，广泛用于制作鞋、靴、箱包和球类等。
合成革表面发亮，有很强的塑感，为了使合成革的外观和手感更加接近于天然皮革，通常会对其表面进行消光和改善手感的处理，以得到柔和的光泽和类似天然皮革的手感。
而目前使用较多的合成革表面处理剂多为溶剂型体系，因为表面处理会消耗大量的溶剂，而常规的回收率只有90％，排放到大气中的有机溶剂对人体和环境有很大的危害，同时溶剂在产品中的残留会导致产品安全问题。
为了解决上述问题，开发用合成革水性消光表面处理剂以替代溶剂型处理剂是目前技术开发的主要途径，产品以水性聚氨酯为主，但是仍然存在以下问题：其一，大多数产品以二氧化硅为主要的消光材料，难以达到深度自然的消光；其二，要达到深度的消光效果，需要加入大量的二氧化硅消光粉，使得表面处理涂层物理机械性能大幅度降低，使得最终产品的使用性能大幅度降低；其三，大多数产品手感欠佳。
发明内容
基于上述问题，本发明的目的是提供一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯的制备及应用。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯的制备方法，以重量份数计，将氨基硅油200～300份、混合聚合物二醇40～60份、混合二异氰酸酯40～50份、三乙胺2～3份在75～85℃的条件下搅拌反应120～180min，再加入二羟甲基丙酸7～8份、1,4-丁二醇2～2.5份以及三乙胺2～3份，在75～85℃下搅拌反应60～80min，加入混合二胺6～10份以及水300～400份，搅拌乳化30～40min，最后加入六亚甲基二异氰酸酯三聚体8～10份，搅拌反应180～240min，即得到合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯。
本发明进一步的改进在于，氨基硅油使用前经过真空脱水处理。
本发明进一步的改进在于，氨基硅油的相对分子量为5000～15000。
本发明进一步的改进在于，氨基硅油为单一相对分子量的氨基硅油或多种相对分子量的氨基硅油的混合物。
本发明进一步的改进在于，混合聚合物二醇以重量份数计，由聚己内酯二醇20～30份、聚四氢呋喃醚二醇30份～50份混合而成，而且混合聚合物二醇的相对分子量为1000～2000。
本发明进一步的改进在于，混合二异氰酸酯以重量份数计，由异佛尔酮二异氰酸酯20～30份、六亚甲基二异氰酸酯30份～40份、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯20～30份混合而成。
本发明进一步的改进在于，混合二胺为乙二胺与水合肼的混合物。
本发明进一步的改进在于，降温到30～35℃后再加入混合二胺6～10份以及水300～400份；降温到25～30℃后再加入六亚甲基二异氰酸酯三聚体8～10份。
一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯在合成革表面的消光处理中的应用。
本发明进一步的改进在于，采用表面印刷机，将合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯涂布在合成革表面，控制涂布量为28～80g/m2，然后烘干。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
本发明采用分步聚合法，可以制备以有机硅为壳，以内交联水性聚氨酯为核的具有核壳微球结构的有机硅改性自消光水性聚氨酯微球乳液，制备方法简单，易于实现。
本发明制得的产品，不需要加入二氧化硅消光粉，应用于合成革的表面能够形成微观上凸凹不平的表面，产生深度的消光效果，同时有机硅可以赋予合成革表面良好的触感，并且涂层表面耐磨耐刮，耐水耐溶剂，使得合成革的应用性能得到很大的改善。在应用时，单独使用有机硅改性自消光水性聚氨酯合成革表面的光泽最低可以降到0.5，与其它水性聚氨酯配合使用，可以使合成革表面的光泽在0.5～65的范围内任意调整。
本发明中所述制备和应用方法清洁环保，得到的合成革具有自然的深度消光表面，消光涂层粘合良好，具有类似天然皮革的外观和触感，极大的提高了合成革的档次和使用性能，解决了目前溶剂型表面处理技术产生的环境污染问题。得到的合成革没有任何气味，在沙发，家居内饰和汽车内饰应用中具有明显的优势。
进一步的，本发明合成时采用了相对分子量很大的氨基硅油、混合聚合物二元醇和混合二异氰酸酯，其中，相对分子量很大的氨基硅油和水性聚氨酯分子链相容性较差，容易形成微球乳液的壳，可以有效的提高合成革表面滑爽的手感，混合聚合物二元醇和混合二异氰酸酯形成的分子链结构复杂，更容易得到消光效果。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不只限于这些例子。
一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯的制备方法，以重量份数计，将真空脱水后的氨基硅油200～300份、混合聚合物二醇40～60份、混合二异氰酸酯40～50份、三乙胺2～3份加入反应釜中，在75～85℃的条件下搅拌反应120～180min，再加入二羟甲基丙酸(DMPA)7～8份、1,4-丁二醇(BDO)2～2.5份，三乙胺2～3份，在75～85℃的条件下搅拌反应60～80min，然后降温到30～35℃，加入混合二胺6～10份、水300～400份，搅拌乳化30～40min，最后降温到25～30℃，加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体8～10份，搅拌反应180～240min，即得到合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯；
其中，氨基硅油的相对分子量为5000～15000。
氨基硅油为单一相对分子量的氨基硅油或多种相对分子量的氨基硅油的混合物。
混合聚合物二醇，以重量份数计，由聚己内酯二醇(PCL)20～30份、聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)30份～50份混合而成，而且混合聚合物二醇的相对分子量为1000～2000。
混合二异氰酸酯，以重量份数计，由异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)20～30份、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)30份～40份、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)20～30份混合而成。
混合二胺为乙二胺与水合肼的混合物。
实施例1
一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯的制备方法，以重量份数计，将真空脱水后的氨基硅油200份、混合聚合物二醇50份、混合二异氰酸酯40份、三乙胺2份加入反应釜中，在75℃的条件下搅拌反应180min，再加入二羟甲基丙酸(DMPA)7份、1,4-丁二醇(BDO)2份以及三乙胺3份，在75℃的条件下搅拌反应80min，然后降温到32℃，加入混合二胺10份、水400份，搅拌乳化30min，最后降温到25℃，加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体8份，搅拌反应180min，即得到合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯。
其中，氨基硅油的相对分子量为5000～15000。氨基硅油为单一相对分子量的氨基硅油。
混合聚合物二醇，以重量份数计，由聚己内酯二醇(PCL)20份、聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)40份混合而成，而且混合聚合物二醇的相对分子量为1000～2000。
混合二异氰酸酯，以重量份数计，由异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)20份、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)30份、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)20份混合而成。
混合二胺为乙二胺与水合肼的混合物。
实施例2
一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯的制备方法，以重量份数计，将真空脱水后的氨基硅油300份、混合聚合物二醇40份、混合二异氰酸酯45份、三乙胺2.5份加入反应釜中，在80℃的条件下搅拌反应150min，再加入二羟甲基丙酸(DMPA)7.3份、1,4-丁二醇(BDO)2.2份以及三乙胺2.4份，在80℃的条件下搅拌反应70min，然后降温到34℃，加入混合二胺8份、水300份，搅拌乳化35min，最后降温到28℃，加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体9份，搅拌反应200min，即得到合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯。
其中，氨基硅油的相对分子量为5000～15000。氨基硅油为多种相对分子量的氨基硅油的混合物。
混合聚合物二醇，以重量份数计，由聚己内酯二醇(PCL)30份、聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)30份混合而成，而且混合聚合物二醇的相对分子量为1000～2000。
混合二异氰酸酯，以重量份数计，由异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)24份、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)33份、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)30份混合而成。
混合二胺为乙二胺与水合肼的混合物。
实施例3
一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯的制备方法，以重量份数计，将真空脱水后的氨基硅油240份、混合聚合物二醇55份、混合二异氰酸酯50份、三乙胺2.2份加入反应釜中，在85℃的条件下搅拌反应150min，再加入二羟甲基丙酸(DMPA)7.6份、1,4-丁二醇(BDO)2.1份以及三乙胺2份，在82℃的条件下搅拌反应70min，然后降温到30℃，加入混合二胺7份、水320份，搅拌乳化40min，最后降温到27℃，加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体10份，搅拌反应210min，即得到合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯。
其中，氨基硅油的相对分子量为5000～15000。氨基硅油为单一相对分子量的氨基硅油。
混合聚合物二醇，以重量份数计，由聚己内酯二醇(PCL)25份、聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)35份混合而成，而且混合聚合物二醇的相对分子量为2000。
混合二异氰酸酯，以重量份数计，由异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)27份、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)38份、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)25份混合而成。
混合二胺为乙二胺与水合肼的混合物。
实施例4
一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯的制备方法，以重量份数计，将真空脱水后的氨基硅油270份、混合聚合物二醇60份、混合二异氰酸酯42份、三乙胺3份加入反应釜中，在82℃的条件下搅拌反应120min，再加入二羟甲基丙酸(DMPA)8份、1,4-丁二醇(BDO)2.5份以及三乙胺2.8份，在85℃的条件下搅拌反应60min，然后降温到35℃，加入混合二胺6份、水380份，搅拌乳化32min，最后降温到30℃，加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体8份，搅拌反应240min，即得到合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯。
其中，氨基硅油的相对分子量为5000～15000。氨基硅油为多种相对分子量的氨基硅油的混合物。
混合聚合物二醇，以重量份数计，由聚己内酯二醇(PCL)27份、聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)50份混合而成，而且混合聚合物二醇的相对分子量为1000～2000。
混合二异氰酸酯，以重量份数计，由异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)30份、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)40份、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)27份混合而成。
混合二胺为乙二胺与水合肼的混合物。
本发明制备的合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯可以应用在合成革表面的消光处理中。具体应用方法为：采用表面印刷机，将本发明制备的有机硅改性自消光水性聚氨酯涂布在合成革表面，控制涂布量为28～80g/m2，然后在120～130℃的条件下烘干即可。
在应用时，单独使用本发明制备的有机硅改性自消光水性聚氨酯，合成革表面的光泽最低可以降到0.5，与其它水性聚氨酯配合使用，可以使合成革表面的光泽在0.5～65的范围内任意调整。
本发明具有以下优点：其一，本发明采用分步聚合法，可以制备以有机硅为壳，以内交联水性聚氨酯为核的具有核壳微球结构的有机硅改性自消光水性聚氨酯微球乳液，应用于合成革的表面处理，能够形成微观上凸凹不平的表面，产生深度的消光效果，同时有机硅可以赋予合成革表面良好的触感。其二，本发明中所述的产品，不需要加入二氧化硅消光粉，应用于合成革的表面就能产生自消光作用，涂层表面耐磨耐刮，耐水耐溶剂，使得合成革的应用性能得到很大的条。其三，本发明合成时采用了相对分子量很大的氨基硅油、混合聚合物二元醇和混合二异氰酸酯，其中，相对分子量很大的氨基硅油和水性聚氨酯分子链相容性较差，容易形成微球乳液的壳，可以有效的提高合成革表面滑爽的手感，混合聚合物二元醇和混合二异氰酸酯形成的分子链结构复杂，更容易得到消光效果。其四，本发明中所述制备和应用方法清洁环保，得到的合成革具有自然的深度消光表面，消光涂层粘合良好，具有类似天然皮革的外观和触感，极大的提高了合成革的档次和使用性能，解决了目前溶剂型表面处理技术产生的环境污染问题。其五，得到的合成革没有任何气味，在沙发，家居内饰和汽车内饰应用中具有明显的优势。

Claims (10)

1.一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：以重量份数计，将氨基硅油200～300份、混合聚合物二醇40～60份、混合二异氰酸酯40～50份、三乙胺2～3份在75～85℃的条件下搅拌反应120～180min，再加入二羟甲基丙酸7～8份、1,4-丁二醇2～2.5份以及三乙胺2～3份，在75～85℃下搅拌反应60～80min，加入混合二胺6～10份以及水300～400份，搅拌乳化30～40min，最后加入六亚甲基二异氰酸酯三聚体8～10份，搅拌反应180～240min，得到合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯。
2.根据权利要求1所说的一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：氨基硅油使用前经过真空脱水处理。
3.根据权利要求1所说的一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：氨基硅油的相对分子量为5000～15000。
4.根据权利要求1或3所说的一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：氨基硅油为单一相对分子量的氨基硅油或多种相对分子量的氨基硅油的混合物。
5.根据权利要求1所说的一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：混合聚合物二醇以重量份数计，由聚己内酯二醇20～30份、聚四氢呋喃醚二醇30份～50份混合而成，而且混合聚合物二醇的相对分子量为1000～2000。
6.根据权利要求1所说的一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：混合二异氰酸酯以重量份数计，由异佛尔酮二异氰酸酯20～30份、六亚甲基二异氰酸酯30份～40份、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯20～30份混合而成。
7.根据权利要求1所说的一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：混合二胺为乙二胺与水合肼的混合物。
8.根据权利要求1所说的一种合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯的制备方法，其特征在于：降温到30～35℃后再加入混合二胺6～10份以及水300～400份；降温到25～30℃后再加入六亚甲基二异氰酸酯三聚体8～10份。
9.一种如权利要求1所述方法制得的合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯在合成革表面的消光处理中的应用。
10.一种根据权利要求9所述的应用，其特征在于，采用表面印刷机，将合成革用有机硅改性自消光水性聚氨酯涂布在合成革表面，控制涂布量为28～80g/m2，然后烘干。
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