CN110128613A - 一种用于高透水汽性皮革的水性聚氨酯 - Google Patents

一种用于高透水汽性皮革的水性聚氨酯 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于高透水汽性皮革的水性聚氨酯，通过以去离子水作为溶剂，以异佛尔酮二异氰酸酯作为异氰酸酯，以有机铋催化剂作为催化剂，以丙三醇作为小分子多元醇，以三乙醇胺作为pH缓冲剂，同时还加入了聚合物二元醇和调节剂进行反应；加入反应的聚合物二元醇中带有两个羟基和一个羧基，在紫外光的照射下，其表面部分的羧基会被切除；调节剂为1‑甲氧基‑2‑甲基‑1‑(三甲基硅氧基)丙烯、四(3，5‑二叔丁基‑4‑羟基)苯丙酸季戊四醇酯和2，6，6‑三甲基‑环己烯‑1，4‑二酮的混合物，能够大大提高聚合物二元醇和异佛尔酮二异氰酸酯之间的协同性；最终制得的聚氨酯合成革不仅具有较低的吸水度，较高的透气和透水汽性能；同时还具有较强的拉伸强度和断裂伸长率。

Description

一种用于高透水汽性皮革的水性聚氨酯
技术领域
本发明涉及合成革制备领域，更具体的说是涉及一种用于高透水汽性皮革的水性聚氨酯。
背景技术
皮革，根据制造方式可分为真皮、人造革和合成革等等。近年来，合成革行业发展迅速，合成革技术和工艺水平快速提升，从而使得合成革在外观上越来越接近于天然真皮。
目前最常见的合成革是聚氨酯合成革，它是一种以各种布基作为基材，在基材上涂覆聚氨酯树脂使其赋予各种花纹、图案、功能及手感的仿真皮合成革，其绝大部分物理性能、化学性能已经能够完全达到或超过真皮，但在防水透气性能上尚有一定的差距，大大限制了聚氨酯合成革的应用范围；因此如何赋予聚氨酯合成革良好的防水透气性，成为了目前亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于高透水汽性皮革的水性聚氨酯，该水性聚氨酯合成的聚氨酯合成革具有较好的防水透气性。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种用于高透水汽性皮革的水性聚氨酯，其特征在于：包括下列重量份物质组成：
异佛尔酮二异氰酸酯10-12份；
去离子水40-60份；
有机铋催化剂0.5-1份；
丙三醇1-4份；
聚合物二元醇15-25份；
调节剂1-2份；
三乙醇胺2-5份。
作为本发明的进一步改进，所述调节剂为1-甲氧基-2-甲基-1-(三甲基硅氧基)丙烯、四(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯和2，6，6-三甲基-环己烯-1，4-二酮的混合物，其质量比为2∶4∶3。
作为本发明的进一步改进，所述聚合物二元醇的分子结构式为
所述聚合物二元醇的数均分子量为500-4000。
作为本发明的进一步改进，所述聚合物二元醇是由试剂A、环氧类单体和试剂B 反应制得；
试剂A的结构式为
环氧类单体的结构式为
试剂B的结构式为
其反应方程式为：
作为本发明的进一步改进，所述试剂A为 中的任意一种。
作为本发明的进一步改进，所述环氧类单体为 中的任意一种，其中y为自然数，范围为y＝0-18。
作为本发明的进一步改进，所述试剂B为 中的任意一种。
作为本发明的进一步改进，所述聚合物二元醇的制备方法包括以下步骤：
步骤一：在氮气保护下，将试剂A、环氧类单体二苯甲基钾依次放入装有四氢呋喃的反应容器中搅拌混合，形成第一混合液进行反应，反应结束后降低至室温，加入0.1M的盐酸水溶液中和至pH值7，纯化除杂得到中间体产物；
步骤二：在氮气保护下，将中间体产物、试剂B和偶氮二异丁腈加入装有四氢呋喃的反应容器中搅拌混合，形成第二混合液在60-90℃下反应20-30小时，反应结束后，纯化除杂得到聚合物二元醇。
作为本发明的进一步改进，步骤一中形成第一混合液进行反应具体是第一混合液先在30-40℃下反应1-3小时后，然后升温至60-80℃继续反应10-15h。
作为本发明的进一步改进，所述水性聚氨酯的制备方法为：按照设定的重量份配备原料，将异佛尔酮二异氰酸酯、聚合物二元醇、调节剂和有机铋催化剂依次加入反应器内搅拌混合，形成第三混合液在100-160摄氏度的条件下反应 2-5小时，接着加入浓度为0.1mol/L丙三醇的丙酮溶液继续反应2-3小时；然后将温度降低至40摄氏度，加入三乙醇胺继续反应20-40min；然后加入去离子水在转速为1000r的条件下反应1-2小时，反应结束后减压蒸馏除去丙酮，得到水性聚氨酯。
本发明的有益效果：通过以去离子水作为溶剂，以异佛尔酮二异氰酸酯作为异氰酸酯，以有机铋催化剂作为催化剂，以丙三醇作为小分子多元醇，以三乙醇胺作为pH缓冲剂，同时还加入了聚合物二元醇和调节剂进行反应；作为本发明的新创点之一，加入反应的聚合物二元醇中带有两个羟基和一个羧基，其中羟基位于聚合物二元醇的两末端，羧基位于聚合物二元醇链段的中部；聚合物二元醇是以试剂A、环氧类单体和试剂B作为反应物反应制得；其中试剂A为含有一个烯丙基和两个羟基的化合物，试剂B为带有一个羧基和巯基的化合物；
制备聚合物二元醇的反应共分为两步，第一步反应是阴离子聚合反应，通过以四氢呋喃作为有机溶剂，在二苯甲基钾作为引发剂的引发下，试剂A和环氧类单体发生反应，制得中间体产物，该中间体产物两端为羟基，链段中间含有一个烯丙基；
第二步反应是双键与巯基的迈克尔加成反应，在氮气的保护下，通过以四氢呋喃作为有机溶剂和反应介质，在偶氮二异丁腈作为引发剂的引发下，中间体产物的双键与试剂B的巯基发生发生，最终制得聚合物二元醇；使用这种聚合物在合成水性聚氨酯的过程中，无需再加入亲水扩链剂进行扩链，同时不需要加入高沸点物质；同时合成的水性聚氨酯中不含有DMF，MEK等有毒有害的溶剂，更加环保，安全；同时制得的聚合物二元醇在紫外光的照射下，其表面部分的羧基会被切除，变成二氧化碳，并产生自由基，与其它产生的自由基发生自由基偶联，从而达到水性聚氨酯的共价键交联，一方面由于羧基的减少，水性聚氨酯的亲水性降低，使得制得的合成革的吸水度降低，透水汽性能更好；另一方面由于产生了自由基，从而易于水性聚氨酯和基布结合更加紧密，进一步提高合成革的拉伸强度和断裂伸长率；但本发明制备得到的聚合物二元醇和异佛尔酮二异氰酸酯之间的协同性一般，无法将各自的作用发挥大最大，作为本发明的另一个新创点，在反应中还加入了调节剂，调节剂为为1-甲氧基-2-甲基-1-(三甲基硅氧基)丙烯、四(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯和2，6，6-三甲基-环己烯-1，4-二酮的混合物，在这些物质的的共同作用下，能够大大提高聚合物二元醇和异佛尔酮二异氰酸酯之间的协同性，将各自的作用发挥到最大，从而提高合成革各项性能；同时还能进一步提高合成革的透气和透水汽性能；最终制得的聚氨酯合成革不仅具有较低的吸水度，较高的透气和透水汽性能；同时还具有较强的拉伸强度和断裂伸长率。
具体实施方式
实施例1：
聚合物二元醇的合成，包括以下步骤：
步骤一：在氮气保护下，将5g甘油烯丙基醚、50g甲基环氧乙烷和7.0mL二苯甲基钾放入装有100mL四氢呋喃的反应容器中搅拌混合，形成第一混合液，接着将反应温度升高至38℃，反应时间为2小时；然后升温至75℃，继续反应14h；
反应完毕后将温度降至25℃，接着加入0.1M的盐酸水溶液中和至pH值为7，纯化除杂得到中间体产物；
步骤二：在氮气保护下，将20g中间体产物、5g巯基丁酸和5g偶氮二异丁腈加入装有100ml四氢呋喃的反应容器中搅拌混合，形成第二混合液；然后升高温度至 85℃，反应时间为28小时，反应结束后；减压蒸馏除去多余的巯基丁酸和四氢呋喃，得到聚合物二元醇。
其反应方程式为：
水性聚氨酯的合成：
将10g异佛尔酮二异氰酸酯、18g聚合物二元醇、1.5g调节剂和0.8g有机铋催化剂依次加入反应器内搅拌混合，形成第三混合液，在140摄氏度的条件下反应3 小时，接着加入浓度为0.1mol/L丙三醇的丙酮溶液(其中丙三醇的质量为3g)，继续反应3小时；然后将温度降低至40摄氏度，加入三乙醇胺继续反应30min；然后加入50g去离子水在转速为1000r的条件下反应1小时，反应结束后减压蒸馏除去丙酮，得到水性聚氨酯。
所述调节剂为1-甲氧基-2-甲基-1-(三甲基硅氧基)丙烯、四(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯和2，6，6-三甲基-环己烯-1，4-二酮的混合物，其质量比为2∶4∶3。
实施例2
实施例2：
聚合物二元醇的合成，包括以下步骤：
步骤一：在氮气保护下，将5g甘油烯丙基醚、45g环氧乙烷和7.0mL二苯甲基钾放入装有100mL四氢呋喃的反应容器中搅拌混合，形成第一混合液，接着将反应温度升高至35℃，反应时间为2小时；然后升温至70℃，继续反应13h；反应完毕后将温度降至25℃，接着加入0.1M的盐酸水溶液中和至pH值为7，纯化除杂得到中间体产物；
步骤二：在氮气保护下，将20g中间体产物、4.5g巯基丙酸和5g偶氮二异丁腈加入装有100ml四氢呋喃的反应容器中搅拌混合，形成第二混合液；然后升高温度至80℃，反应时间为25小时，反应结束后；减压蒸馏除去多余的巯基丙酸和四氢呋喃，得到聚合物二元醇。
其反应方程式为：
水性聚氨酯的合成
将12g异佛尔酮二异氰酸酯、24g聚合物二元醇、2g调节剂和1g有机铋催化剂依次加入反应器内搅拌混合，形成第三混合液，在160摄氏度的条件下反应4小时，接着加入浓度为0.1mol/L丙三醇的丙酮溶液(其中丙三醇的质量为3g)，继续反应3小时；然后将温度降低至40摄氏度，加入三乙醇胺继续反应30min；然后加入50g去离子水在转速为1000r的条件下反应1小时，反应结束后减压蒸馏除去丙酮，得到水性聚氨酯。
所述调节剂为1-甲氧基-2-甲基-1-(三甲基硅氧基)丙烯、四(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯和2，6，6-三甲基-环己烯-1，4-二酮的混合物，其质量比为2∶4∶3。
实施例3
聚合物二元醇的合成，包括以下步骤：
步骤一：在氮气保护下，将4.5g三羟甲基丙烷单烯丙基醚、45g环氧乙烷和7.0mL二苯甲基钾放入装有100mL四氢呋喃的反应容器中搅拌混合，形成第一混合液，接着将反应温度升高至35℃，反应时间为2小时；然后升温至65℃，继续反应13h；
反应完毕后将温度降至25℃，接着加入0.1M的盐酸水溶液中和至pH值为7，纯化除杂得到中间体产物；
步骤二：在氮气保护下，将20g中间体产物、4.5g巯基丙酸和5g偶氮二异丁腈加入装有100ml四氢呋喃的反应容器中搅拌混合，形成第二混合液；然后升高温度至75℃，反应时间为24小时，反应结束后；减压蒸馏除去多余的巯基丙酸和四氢呋喃，得到聚合物二元醇。
其反应方程式为：
水性聚氨酯的合成
将11g异佛尔酮二异氰酸酯、20g聚合物二元醇、1.5g调节剂和0.8g有机铋催化剂依次加入反应器内搅拌混合，形成第三混合液，在130摄氏度的条件下反应3小时，接着加入浓度为0.1mol/L丙三醇的丙酮溶液(其中丙三醇的质量为 3g)，继续反应3小时；然后将温度降低至40摄氏度，加入三乙醇胺继续反应 30min；然后加入50g去离子水在转速为1000r的条件下反应1.5小时，反应结束后减压蒸馏除去丙酮，得到水性聚氨酯。
所述调节剂为1-甲氧基-2-甲基-1-(三甲基硅氧基)丙烯、四(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯和2，6，6-三甲基-环己烯-1，4-二酮的混合物，其质量比为2∶4∶3。
实施例4：
聚合物二元醇的合成，包括以下步骤：
步骤一：在氮气保护下，将4.5g三羟甲基丙烷单烯丙基醚、55g氧化苯乙烯和7.0mL二苯甲基钾放入装有100mL四氢呋喃的反应容器中搅拌混合，形成第一混合液，接着将反应温度升高至40℃，反应时间为3小时；然后升温至80℃，继续反应14h；反应完毕后将温度降至25℃，接着加入0.1M的盐酸水溶液中和至pH值为7，纯化除杂得到中间体产物；
步骤二：在氮气保护下，将20g中间体产物、4g巯基乙酸和5g偶氮二异丁腈加入装有100ml四氢呋喃的反应容器中搅拌混合，形成第二混合液；然后升高温度至70℃，反应时间为22小时，反应结束后；减压蒸馏除去多余的巯基乙酸和四氢呋喃，得到聚合物二元醇。
其反应方程式为：
水性聚氨酯的合成
将11g异佛尔酮二异氰酸酯、18g聚合物二元醇、1.5g调节剂和0.8g有机铋催化剂依次加入反应器内搅拌混合，形成第三混合液，在130摄氏度的条件下反应3小时，接着加入浓度为0.1mol/L丙三醇的丙酮溶液(其中丙三醇的质量为3g)，继续反应3小时；然后将温度降低至40摄氏度，加入三乙醇胺继续反应 30min；然后加入50g去离子水在转速为1000r的条件下反应1.5小时，反应结束后减压蒸馏除去丙酮，得到水性聚氨酯。
所述调节剂为1-甲氧基-2-甲基-1-(三甲基硅氧基)丙烯、四(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯和2，6，6-三甲基-环己烯-1，4-二酮的混合物，其质量比为2∶4∶3。
实施例5
聚合物二元醇的合成，包括以下步骤：
步骤一：在氮气保护下，将4.892-((烯丙氧基)甲基)-2-甲基丙烷-1，3-二醇、 45g环氧一晚和7.0mL二苯甲基钾放入装有100mL四氢呋喃的反应容器中搅拌混合，形成第一混合液，接着将反应温度升高至35℃，反应时间为2小时；然后升温至65℃，继续反应12h；反应完毕后将温度降至25℃，接着加入0.1M的盐酸水溶液中和至pH值为7，纯化除杂得到中间体产物；
步骤二：在氮气保护下，将20g中间体产物、4。5g巯基丙酸酸和5g偶氮二异丁腈加入装有100ml四氢呋喃的反应容器中搅拌混合，形成第二混合液；然后升高温度至75℃，反应时间为24小时，反应结束后；减压蒸馏除去多余的巯基乙酸和四氢呋喃，得到聚合物二元醇。
其反应方程式为：
水性聚氨酯的合成
将11g异佛尔酮二异氰酸酯、16g聚合物二元醇、1.2g调节剂和0.6g有机铋催化剂依次加入反应器内搅拌混合，形成第三混合液，在140摄氏度的条件下反应4小时，接着加入浓度为0.1mol/L丙三醇的丙酮溶液(其中丙三醇的质量为 3g)，继续反应2小时；然后将温度降低至40摄氏度，加入三乙醇胺继续反应 30min；然后加入50g去离子水在转速为1000r的条件下反应1.5小时，反应结束后减压蒸馏除去丙酮，得到水性聚氨酯。
所述调节剂为1-甲氧基-2-甲基-1-(三甲基硅氧基)丙烯、四(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯和2，6，6-三甲基-环己烯-1，4-二酮的混合物，其质量比为2∶4∶3。
对比例1：
水性聚氨酯的合成
将10g异佛尔酮二异氰酸酯、18g二羟甲基丁酸、1.5g调节剂和0.8g有机铋催化剂依次加入反应器内搅拌混合，形成第三混合液，在140摄氏度的条件下反应3小时，接着加入浓度为0.1mol/L丙三醇的丙酮溶液(其中丙三醇的质量为 3g)，继续反应3小时；然后将温度降低至40摄氏度，加入三乙醇胺继续反应 30min；然后加入50g去离子水在转速为1000r的条件下反应1小时，反应结束后减压蒸馏除去丙酮，得到水性聚氨酯。
所述调节剂为1-甲氧基-2-甲基-1-(三甲基硅氧基)丙烯、四(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯和2，6，6-三甲基-环己烯-1，4-二酮的混合物，其质量比为2∶4∶3。
对比例2：
聚合物二元醇的合成，包括以下步骤：
步骤一：在氮气保护下，将5g甘油烯丙基醚、50g甲基环氧乙烷和7.0mL二苯甲基钾放入装有100mL四氢呋喃的反应容器中搅拌混合，形成第一混合液，接着将反应温度升高至38℃，反应时间为2小时；然后升温至75℃，继续反应14h；反应完毕后将温度降至25℃，接着加入0.1M的盐酸水溶液中和至pH值为7，纯化除杂得到中间体产物；
步骤二：在氮气保护下，将20g中间体产物、5g巯基丁酸和5g偶氮二异丁腈加入装有100ml四氢呋喃的反应容器中搅拌混合，形成第二混合液；然后升高温度至85℃，反应时间为28小时，反应结束后；减压蒸馏除去多余的巯基丁酸和四氢呋喃，得到聚合物二元醇。
水性聚氨酯的合成：
将10g异佛尔酮二异氰酸酯、18g聚合物二元醇、1.5g调节剂和0.8g有机铋催化剂依次加入反应器内搅拌混合，形成第三混合液，在140摄氏度的条件下反应3小时，接着加入浓度为0.1mol/L丙三醇的丙酮溶液(其中丙三醇的质量为 3g)，继续反应3小时；然后将温度降低至40摄氏度，加入三乙醇胺继续反应 30min；然后加入50g去离子水在转速为1000r的条件下反应1小时，反应结束后减压蒸馏除去丙酮，得到水性聚氨酯。
所述调节剂为四(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯。
对比例3：
水性聚氨酯100-WH(从深圳天之一科技开发有限公司购买)
对比例4：
水性聚氨酯101-W(从深圳天之一科技开发有限公司购买)
性能检验：
一种聚氨酯合成革的制备方法，包括以下重量份物质组成：
水性聚氨酯树脂20g；(由各实施例和对比例制得)
二苯甲酮1g
脂肪醇聚氧乙烯醚15g；
二甲基乙醇胺1.5g；
聚乙烯醇2份；
水性松香乳液4g；
水4.5g；
醋酸乙酯40g；
聚醚类改性有机硅消泡剂0.5g；
聚醚型润湿剂0.9g；
阴离子丙烯酸聚合物1.2g；
二氧化硅10g。
一种水性聚氨酯合成革的制备方法，包括以下步骤：
(1)根据配方称取各原料，用二甲基乙醇胺将醋酸乙酯的ph调至7.2，再加入聚乙烯醇，分散均匀；
(2)将转速控制在500转/分钟，加入水性聚氨酯、水和二苯甲酮的混合物，边搅拌边加入，混合均匀；然后在紫外光下照射20min；
(3)继续控制转速在600转/分钟，加入脂肪醇聚氧乙烯醚及二氧化硅，边搅拌边加入，混合均匀；
(4)用二甲基乙醇胺将ph值调至7.2，接着依次加入水性松香乳液、聚醚类改性有机硅消泡剂、聚醚型润湿剂，最后缓慢加入阴离子丙烯酸聚合物，获得PU树脂合成革底料；
(5)将经过以上步骤制得的PU树脂合成革底料刮涂在基布层上，放入至微波遂道炉进行加温固化，微波遂道炉分三段，最前端第一段温度设置82℃，中间第二段设置115℃，最尾第三段设置92℃，加温固化的时间为3分钟；
(6)将加温固化处理后的原料过水冷却，然后蒸汽烘干，再冷风冷却，定型，收卷，包装得到PU树脂合成革。
拉伸强度和断裂伸长率测试
拉伸强度是在外力作用下，材料抵抗永久变形和破坏的能力，以“N/mm2”表示；试样的伸长量与初始长度之间的比例为断裂伸长率，单位以百分率“％”；用万能试验机测试合成革的抗张强度和断裂伸长率。
撕裂强度测试
撕裂强度是指被检测试样在受到与之垂直方向相反的两个外力而被撕裂开时，单位厚度所受的最大负荷数，单位为以“N/mm”表示。参照GB/T 3917.2-2009《纺织品-织物撕破性能》中的第2部分进行测试。
透水汽性检测
透水汽性是测试试样的两面在保持规定的温度和湿度情况下，在一定时间内，垂直透过单位面积的试样的水蒸气的质量，以[g/(m2.24h)]或[mg/(10cm2.24 h)]为单位.设定试验箱条件为温度((25士2)℃，相对湿度(90士2)％。计算公式如式1所示。
WVT＝(Δm-Δm0)/(A.t) (1)
WVT：透湿率([g/(m2.24h])；
Δm：同一试验组合两次称量之差(g)；
Δm0：空白试样的同一试验组合两次称量之差(g)；
A：有效实验面积(m2)，本发明中为0.00283m2；
t：试验时间((h)。
透气性检测
透气性是指在一定压力和一定时间内，试样的单位面积上所透过空气体积。计算公式如2所示。
K＝36000/(t-to) (2)
式中：
K：试样透气度：[mL/(cm2.h)]；
t：规定面积试样透过100mL空气所需的时间(s)；
to-空白试验的试样时间(s)o
吸水性测试：
吸水性是测定试样在规定温度的定量水中浸泡15min和24h后所吸收水的质量或体积所占试样质量的百分比，用来表征革的防水性，吸水性越小，防水性越好，吸水性强的革会影响其耐穿性。本发明按照GB/T4689.21-2008测定吸水度。
实施例1制得的水性聚氨酯光交联脱羧示意过程
本发明的一种用于高透水汽性皮革的水性聚氨酯，通过以去离子水作为溶剂，以异佛尔酮二异氰酸酯作为异氰酸酯，以有机铋催化剂作为催化剂，以丙三醇作为小分子多元醇，以三乙醇胺作为pH缓冲剂，同时还加入了聚合物二元醇和调节剂进行反应；作为本发明的新创点之一，加入反应的聚合物二元醇中带有两个羟基和一个羧基，其中羟基位于聚合物二元醇的两末端，羧基位于聚合物二元醇链段的中部；聚合物二元醇是以试剂A、环氧类单体和试剂B作为反应物反应制得；其中试剂A为含有一个烯丙基和两个羟基的化合物，试剂B为带有一个羧基和巯基的化合物；
制备聚合物二元醇的反应共分为两步，第一步反应是阴离子聚合反应，通过以四氢呋喃作为有机溶剂，在二苯甲基钾作为引发剂的引发下，试剂A和环氧类单体发生反应，制得中间体产物，该中间体产物两端为羟基，链段中间含有一个烯丙基；在第一步反应时，要先将温度升至30-40摄氏度，反应1-3小时，这是一个预反应的过程，在该温度下二苯甲基钾能够起到起到很好的引发作用，使得试剂A和环氧类单体更容易反应；1-3小时后，再将温度升高至60-80摄氏度，反应1-15小时，使得试剂A和环氧类单体反应更加充分，从而提高产率；如果只直接将反应温度升高至60-80摄氏度，二苯甲基钾就无法起到较好的引发作用，试剂A和环氧类单体之间的反应不完全，产率很低，同时造成资源的浪费，利用率低；
第二步反应是双键与巯基的迈克尔加成反应，在氮气的保护下，通过以四氢呋喃作为有机溶剂和反应介质，在偶氮二异丁腈作为引发剂的引发下，中间体产物的双键与试剂B的巯基发生发生，最终制得聚合物二元醇；使用这种聚合物在合成水性聚氨酯的过程中，无需再加入亲水扩链剂进行扩链，同时不需要加入高沸点物质；同时合成的水性聚氨酯中不含有DMF，MEK等有毒有害的溶剂，更加环保，安全；同时制得的聚合物二元醇在紫外光的照射下，其表面部分的羧基会被切除，变成二氧化碳，并产生自由基，与其它产生的自由基发生自由基偶联，从而达到水性聚氨酯的共价键交联，一方面由于羧基的减少，水性聚氨酯的亲水性降低，使得制得的合成革的吸水度降低，透水汽性能更好；另一方面由于产生了自由基，从而易于水性聚氨酯和基布结合更加紧密，进一步提高合成革的拉伸强度和断裂伸长率；但本发明制备得到的聚合物二元醇和异佛尔酮二异氰酸酯之间的协同性一般，无法将各自的作用发挥大最大，作为本发明的另一个新创点，在反应中还加入了调节剂，调节剂为为1-甲氧基-2-甲基 -1-(三甲基硅氧基)丙烯、四(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯和 2，6，6-三甲基-环己烯-1，4-二酮的混合物，在这些物质的的共同作用下，能够大大提高聚合物二元醇和异佛尔酮二异氰酸酯之间的协同性，将各自的作用发挥到最大，从而提高合成革各项性能；同时还能进一步提高合成革的透气和透水汽性能；最终制得的聚氨酯合成革不仅具有较低的吸水度，较高的透气和透水汽性能；同时还具有较强的拉伸强度和断裂伸长率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于高透水汽性皮革的水性聚氨酯，其特征在于：包括下列重量份物质组成：
异佛尔酮二异氰酸酯10-12份；
去离子水40-60份；
有机铋催化剂0.5-1份；
丙三醇1-4份；
聚合物二元醇15-25份；
调节剂1-2份；
三乙醇胺2-5份。
2.根据权利要求1所述的一种用于高透水汽性皮革的水性聚氨酯，其特征在于：所述调节剂为1-甲氧基-2-甲基-1-(三甲基硅氧基)丙烯、四(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯和2，6，6-三甲基-环己烯-1，4-二酮的混合物，其质量比为2∶4∶3。
3.根据权利要求2所述的一种用于高透水汽性皮革的水性聚氨酯，其特征在于：所述聚合物二元醇的分子结构式为
所述聚合物二元醇的数均分子量为500-4000。
4.根据权利要求3所述的一种用于高透水汽性皮革的水性聚氨酯，其特征在于：所述聚合物二元醇是由试剂A、环氧类单体和试剂B反应制得；
试剂A的结构式为
环氧类单体的结构式为
试剂B的结构式为
其反应方程式为：
5.根据权利要求4所述的一种用于高透水汽性皮革的水性聚氨酯，其特征在于：所述试剂A为中的任意一种。
6.根据权利要求5所述的一种用于高透水汽性皮革的水性聚氨酯，其特征在于：所述环氧类单体为 中的任意一种，其中y为自然数，范围为y＝0-18。
7.根据权利要求6所述的一种用于高透水汽性皮革的水性聚氨酯，其特征在于：所述试剂B为 中的任意一种。
8.根据权利要求7所述的一种用于高透水汽性皮革的水性聚氨酯，其特征在于：所述聚合物二元醇的制备方法包括以下步骤：
步骤一：在氮气保护下，将试剂A、环氧类单体二苯甲基钾依次放入装有四氢呋喃的反应容器中搅拌混合，形成第一混合液进行反应，反应结束后降低至室温，加入0.1M的盐酸水溶液中和至pH值7，纯化除杂得到中间体产物；
步骤二：在氮气保护下，将中间体产物、试剂B和偶氮二异丁腈加入装有四氢呋喃的反应容器中搅拌混合，形成第二混合液在60-90℃下反应20-30小时，反应结束后，纯化除杂得到聚合物二元醇。
9.根据权利要求8所述的一种用于高透水汽性皮革的水性聚氨酯，其特征在于：步骤一中形成第一混合液进行反应具体是第一混合液先在30-40℃下反应1-3小时后，然后升温至60-80℃继续反应10-15h。
10.根据权利要求1-9所述的一种用于高透水汽性皮革的水性聚氨酯，其特征在于：所述水性聚氨酯的制备方法为：按照设定的重量份配备原料，将异佛尔酮二异氰酸酯、聚合物二元醇、调节剂和有机铋催化剂依次加入反应器内搅拌混合，形成第三混合液在100-160摄氏度的条件下反应2-5小时，接着加入浓度为0.1mol/L丙三醇的丙酮溶液继续反应2-3小时；然后将温度降低至40摄氏度，加入三乙醇胺继续反应20-40min；然后加入去离子水在转速为1000r的条件下反应1-2小时，反应结束后减压蒸馏除去丙酮，得到水性聚氨酯。
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