CN110423329A - 一种自消光型水性聚氨酯树脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自消光型水性聚氨酯树脂，该树脂包含以下组分：第一分子量的第一多元醇、第二分子量的第二多元醇、聚碳酸酯二醇、异氰酸酯、第一亲水扩链剂、第二亲水扩链剂、二醇扩链剂、二胺扩链剂、去离子水。该树脂材料在不加任何消光介质的条件下有优异的消光效果，并且有着优异的手感及耐刮性，可提高合成革材料的表面感官。

Description

一种自消光型水性聚氨酯树脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种合成革用处理剂，具体地，涉及一种自消光型水性聚氨酯树脂，本发明同时涉及该自消光型水性聚氨酯树脂的制备方法。
背景技术
目前市场上的消光型水性聚氨酯树脂可由多种方法制备。一类方法是在基础涂料中添加例如二氧化硅消光粉等消光填料，来实现涂料的消光效果，但所添加的无机消光剂与基体的结合能力差，在有机体系中分散不均，容易出现粉体掉落、挂白等现象。另一类方法不需要添加消光剂，而是将树脂的结构制备成例如微球或空心球等特殊结构，但这样的方式存在乳液难成膜并且硬度难以控制的不足。因此，仍需进一步研究制备消光水性聚氨酯树脂的方法。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种自消光型水性聚氨酯树脂。本树脂材料在不加任何消光介质的条件下有优异的消光效果，并且有着优异的手感及耐刮性，可提高合成革材料的表面感官。
根据本发明的一方面，提供一种自消光型水性聚氨酯树脂，其特征在于，包含以下组分：第一分子量的第一多元醇、第二分子量的第二多元醇、聚碳酸酯二醇、异氰酸酯、第一亲水扩链剂、第二亲水扩链剂、二醇扩链剂、二胺扩链剂、去离子水。
根据本发明的一个实施例，各组分的配比如下：第一分子量的第一多元醇30-50重量份、第二分子量的第二多元醇10-30重量份、聚碳酸酯二醇10-30重量份、异氰酸酯30-50重量份、第一亲水扩链剂1-3重量份、第二亲水扩链剂5-15重量份、二醇扩链剂5-15重量份、二胺扩链剂5-10重量份、去离子水150-250重量份。
根据本发明的一个实施例，所述第一多元醇和所述第二多元醇为相同种类的多元醇，并且所述第一分子量与所述第二分子量不同。
根据本发明的一个实施例，所述第一多元醇和所述第二多元醇都为聚四氢呋喃醚二醇。
根据本发明的一个实施例，所述第一分子量为800-1200，所述第二分子量为1900-2200，所述聚碳酸酯二醇的分子量为1800-2100。
根据本发明的一个实施例，所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或多异氰酸酯。
根据本发明的一个实施例，所述第一亲水扩链剂包括二羟甲基丙酸和/或三元醇，并且所述第二亲水扩链剂为氨基磺酸盐。
根据本发明的一个实施例，所述二胺扩链剂为异佛尔酮二胺。
根据本发明的另一方面，提供一种用于制备上述自消光型水性聚氨酯树脂的方法，其特征在于，包含下列步骤：
(1)按比例称取反应原料；
(2)将第一分子量的第一多元醇、第二分子量的第二多元醇、聚碳酸酯二醇在第一预定温度进行脱水处理；
(3)降温至第二预定温度并向脱水后的物质中加入异氰酸酯，在第三预定温度反应至所测得的NCO％达到理论值；
(4)加入第一亲水扩链剂和二醇扩链剂，继续反应至所测得的NCO％达到理论值；
(5)加入溶剂降低体系粘度，再加入第二亲水扩链剂继续反应，控制反应时间和温度；
(6)在高速剪切下加入去离子水分散，再加入二胺扩链剂继续分散；
(7)减压去除溶剂。
根据本发明的一个实施例，所述第一预定温度为80-110℃，所述第二预定温度为40-60℃，所述第三预定温度为70-100℃。
本发明所公开的自消光型水性聚氨酯树脂及其制备方法可以获得以下多种有益效果：
(1)通过优化反应原料的分子量的大小、亲水基团的种类制备出含有大颗粒和小颗粒的物质，由于包含大小不均的颗粒导致膜的表面凹凸不平，可以实现涂膜表面的消光效果；
(2)由大颗粒和小颗粒所产生的表面凹凸不平的效果使得表面出现绒感，实现了不含消光剂材料所难以达到的手感；
(3)通过引入和优化与合成革的基团相互作用的基团来增强树脂与基体的结合力，明显提升了水性聚氨酯树脂的耐刮性。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
将40g聚四氢呋喃醚二醇(分子量为800)、20g聚碳酸酯二醇(分子量为1800)和20g聚四氢呋喃醚二醇(分子量为1900)加入四口烧瓶中在85℃进行脱水约2小时。
然后降温至40℃，加入40g异佛尔酮二异氰酸酯，升温至70℃保温反应2小时，然后测定NCO％含量，至达到理论值。
之后降温至65℃，加入2g二羟甲基丙酸、4.7g的TMP三元醇、6g聚乙二醇(分子量为400)及40g氮甲基吡咯烷酮继续反应2.5小时，测定NCO％含量，至达到理论值。
降温至60℃，加入300g丙酮降低体系的粘度，降温至50℃，加入10g氨基磺酸盐继续反应约10分钟。
然后在高速剪切下加入200g去离子水，分散约2分钟，加入用冰水稀释的8g异佛尔酮二胺溶液，继续分散15分钟。
最后减压除去体系中的丙酮，得到水性聚氨酯材料。
实施例2
将50g聚四氢呋喃醚二醇(分子量为900)、25g聚碳酸酯二醇(分子量为2000)和30g聚四氢呋喃醚二醇(分子量为2000)加入四口烧瓶中在95℃进行脱水约1小时。
然后降温至50℃，加入35.8g异佛尔酮二异氰酸酯，升温至85℃保温反应1.5小时，然后测定NCO％含量，至达到理论值。
之后降温至65℃，加入0.5g二羟甲基丙酸、1.5g的TMP三元醇、10g聚乙二醇(分子量为400)及45g氮甲基吡咯烷酮继续反应2.6小时，测定NCO％含量，至达到理论值。
降温至60℃，加入310g丙酮降低体系的粘度，降温至55℃，加入12.8g氨基磺酸盐继续反应约15分钟。
然后在高速剪切下加入250g去离子水，分散约2分钟，加入用冰水稀释的10g异佛尔酮二胺溶液，继续分散12分钟。
最后减压除去体系中的丙酮，得到水性聚氨酯材料。
实施例3
将30g聚四氢呋喃醚二醇(分子量为1100)、15g聚碳酸酯二醇(分子量为1900)和10g聚四氢呋喃醚二醇(分子量为2100)加入四口烧瓶中在105℃进行脱水约1.5小时。
然后降温至55℃，加入35g甲苯二异氰酸酯，升温至95℃保温反应1小时，然后测定NCO％含量，至达到理论值。
之后降温至60℃，加入0.7g二羟甲基丙酸、2.3g的TMP三元醇、5g聚乙二醇(分子量为400)及50g氮甲基吡咯烷酮继续反应2.5小时，测定NCO％含量，至达到理论值。
降温至55℃，加入330g丙酮降低体系的粘度，降温至50℃，加入7g氨基磺酸盐继续反应约15分钟。
然后在高速剪切下加入150g去离子水，分散约8分钟，加入用冰水稀释的5g异佛尔酮二胺溶液，继续分散13分钟。
最后减压除去体系中的丙酮，得到水性聚氨酯材料。
实施例4
将30g聚四氢呋喃醚二醇(分子量为1200)、30g聚碳酸酯二醇(分子量为2100)和30g聚四氢呋喃醚二醇(分子量为2200)加入四口烧瓶中在110℃进行脱水约1小时。
然后降温至60℃，加入45g甲苯二异氰酸酯，升温至100℃保温反应1小时，然后测定NCO％含量，至达到理论值。
之后降温至60℃，加入1g二羟甲基丙酸、2g的TMP三元醇、9g聚乙二醇(分子量为400)及45g氮甲基吡咯烷酮继续反应2小时，测定NCO％含量，至达到理论值。
降温至55℃，加入320g丙酮降低体系的粘度，降温至50℃，加入10g氨基磺酸盐继续反应约20分钟。
然后在高速剪切下加入150g去离子水，分散约5分钟，加入用冰水稀释的10g异佛尔酮二胺溶液，继续分散12分钟。
最后减压除去体系中的丙酮，得到水性聚氨酯材料。
上述各实施例所制备的处理剂的技术性能指标见表1：
对经过各实施例的处理剂处理的合成革进行耐洗性测试、雾度测试以及光泽度测试，结果如表2所示：
以上测试结果表明，本树脂材料在不加任何消光介质的条件下有优异的消光效果，并且有着优异的手感及耐刮性，可提高合成革材料的表面感官。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自消光型水性聚氨酯树脂，其特征在于，包含以下组分：第一分子量的第一多元醇、第二分子量的第二多元醇、聚碳酸酯二醇、异氰酸酯、第一亲水扩链剂、第二亲水扩链剂、二醇扩链剂、二胺扩链剂、去离子水。
2.根据权利要求1所述的自消光型水性聚氨酯树脂，其特征在于，各组分的配比如下：第一分子量的第一多元醇30-50重量份、第二分子量的第二多元醇10-30重量份、聚碳酸酯二醇10-30重量份、异氰酸酯30-50重量份、第一亲水扩链剂1-3重量份、第二亲水扩链剂5-15重量份、二醇扩链剂5-15重量份、二胺扩链剂5-10重量份、去离子水150-250重量份。
3.根据权利要求1所述的自消光型水性聚氨酯树脂，其特征在于，所述第一多元醇和所述第二多元醇为相同种类的多元醇，并且所述第一分子量与所述第二分子量不同。
4.根据权利要求3所述的自消光型水性聚氨酯树脂，其特征在于，所述第一多元醇和所述第二多元醇都为聚四氢呋喃醚二醇。
5.根据权利要求1所述的自消光型水性聚氨酯树脂，其特征在于，所述第一分子量为800-1200，所述第二分子量为1900-2200，所述聚碳酸酯二醇的分子量为1800-2100。
6.根据权利要求1所述的自消光型水性聚氨酯树脂，其特征在于，所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或多异氰酸酯。
7.根据权利要求1所述的自消光型水性聚氨酯树脂，其特征在于，所述第一亲水扩链剂包括二羟甲基丙酸和/或三元醇，并且所述第二亲水扩链剂为氨基磺酸盐。
8.根据权利要求1所述的自消光型水性聚氨酯树脂，其特征在于，所述二胺扩链剂为异佛尔酮二胺。
9.一种用于制备根据权利要求1-8中任一项所述的自消光型水性聚氨酯树脂的方法，其特征在于，包含下列步骤：
(1)按比例称取反应原料；
(2)将第一分子量的第一多元醇、第二分子量的第二多元醇、聚碳酸酯二醇在第一预定温度进行脱水处理；
(3)降温至第二预定温度并向脱水后的物质中加入异氰酸酯，在第三预定温度反应至所测得的NCO％达到理论值；
(4)加入第一亲水扩链剂和二醇扩链剂，继续反应至所测得的NCO％达到理论值；
(5)加入溶剂降低体系粘度，再加入第二亲水扩链剂继续反应，控制反应时间和温度；
(6)在高速剪切下加入去离子水分散，再加入二胺扩链剂继续分散；
(7)减压去除溶剂。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一预定温度为80-110℃，所述第二预定温度为40-60℃，所述第三预定温度为70-100℃。
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