(一)技术领域本发明涉及一种水性聚氨酯皮革涂试剂的制备方法,具体涉及一种聚醚聚酯型水性聚氨酯皮革涂饰剂的制备方法。(二)
背景技术:
皮革涂饰剂是用于皮革表面涂饰保护和美化皮革的一类皮革助剂的统称,它由成膜剂、着色材料、溶剂及助剂按照一定比例配制而成,其中成膜物质是皮革涂饰剂的基础。皮革涂饰剂在皮革制造中有非常重要的作用,可以增加皮革美观,延长皮革使用时间,显著提高皮革制品的质量和档次,增加商业价值。随着消费者观念的改变和环保问题的提出,人们对涂饰剂提出了更高的要求,因此,近年来对皮革涂饰剂的研究非常多。酪素是人们最早使用的皮革涂试剂,其是从牛奶中提取出的一种物质。由于使用酪素涂饰其成膜坚硬、无延伸性、容易断裂、吸气性强、不耐湿擦,并且从牛奶中提取不符合发展要求。硝化棉溶液于1920年开始正式应用于皮革涂饰剂并被商品化,硝化纤维可增加涂层的耐水性能,作为面层光亮剂。然而,硝化纤维类涂饰剂不耐老化、使用过程中增塑剂容易挥发使涂层变硬发脆,在紫外光照射下涂层会发黄,因而,硝化纤维类涂饰剂在皮革修饰中始终没有得到广泛的应用。1933年,丙烯酸树脂乳液首先在德国用于皮革涂饰,很快得到了应用推广。丙烯酸树脂涂饰和天然树脂及其它树脂相比,具有独特的性能,它与皮胶原结合强、成膜强度高、富有弹性、耐候性好、耐老化性能优良、成本低廉,赋予皮革良好的物性。但是丙烯酸是热塑性树脂,其涂膜存在“热粘、冷脆”、不耐溶剂等缺点,限制了它的使用。聚氨酯又称聚氨基甲酸酯,它是由多异氰酸酯与多元羟基化合物作用而成的高分子化合物,其特点是大分子链上含有很多重复的氨基甲酸酯基团,因此,具有很好的强度、耐磨、耐溶剂等性能,而且可通过改变化合物的结构、分子量的大小,使聚氨酯的性能在很大的范围内得到调节。聚氨酯用在皮革涂饰剂,其成膜性能好,粘结牢固,涂层具有高光泽、高耐磨性、高弹性、耐水、耐候、耐寒、耐化学药品,涂饰的成品革手感丰满、舒适,能大大提高成品革的档次。水性聚氨酯皮革涂饰剂是以水为分散介质的二元胶体体系,与溶剂型聚氨酯相比,具有无毒、不易燃烧、不污染环境等优点。近年来,随着环境法规的完善和人们环境意识的增强,促进了水性聚氨酯的发展。水性聚氨酯按照原料可分为聚酯型水性聚氨酯和聚醚型水性聚氨酯,利用聚酯多元醇为原料合成的水性聚氨酯皮革涂饰剂涂膜外观好、有较好的的力学性能,而其耐水性能较差;采用聚醚多元醇为原料合成水性聚氨酯皮革涂饰剂涂膜柔韧性和耐水性较好,但其力学性能较差。因此,采用聚酯二元醇和聚醚二元醇混合为原料制备水性聚氨酯皮革涂饰剂,可以使二者的优势互补,改善和提高水性聚氨酯皮革涂饰剂的性能。中国专利文献CN102050936B公开了一种单组份水性聚氨酯皮革涂饰剂的合成工艺,以聚醚三元醇、聚酯二元醇、甲苯二异氰酸酯为主要原料合成水性聚氨酯皮革涂饰剂,但未提及机械性能及耐水性。中国专利文献CN102924683A公开了一种耐黄变皮革涂饰剂用水性聚氨酯分散体及其制备方法,该方法侧重于耐黄性能,其机械性能较低,其最高拉伸强度只有20Mpa。中国专利文献CN102924683A公开了一种皮革涂饰用阴离子水性聚氨酯分散体及其制备方法。该方法合成的水性聚氨酯机械性能虽然有所改善,但拉伸强度与断裂伸长率不能同时达到最优,且未提及耐水性能,综上所述,目前缺乏一种拉伸强度高,断裂伸长率高且吸水率低的水性聚氨酯皮革涂饰剂及其制备方法。(三)
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种拉伸强度高,断裂伸长率高且吸水率低的聚酯聚醚型水性聚氨酯皮革涂饰剂的制备方法。为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:一种聚酯聚醚型水性聚氨酯皮革涂饰剂的制备方法,所述聚酯聚醚型水性聚氨酯皮革涂饰剂由如下重量百分数的组分制成:所述的制备方法包括如下步骤:(1)将聚酯多元醇和聚醚多元醇进行脱水处理后,控制温度在60~90℃加入二异氰酸酯、亲水扩链剂、交联剂和有机锡催化剂,所述的亲水扩链剂为二羟甲基丙酸(DMPA)或1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA),控制温度在60~90℃进行预聚反应,直至-NCO浓度达到理论值,得到预聚物;(2)将预聚物用丙酮溶解后,向预聚体中加入去离子水乳化,再加入二元胺扩链剂进行进一步的扩链反应20~30min,然后抽真空脱去丙酮得到聚酯聚醚型水性聚氨酯皮革涂饰剂。进一步,所述的二异氰酸酯为异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中的一种或两种以上的混合物。进一步,所述的聚酯多元醇为聚己二酸-1,4-丁二醇、聚己二酸乙二醇、聚己二酸一缩二乙二醇、聚己二酸新戊二醇中任意一种或两种以上的混合物。进一步,所述的聚醚多元醇为聚丙二醇(PPG)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)、高活性聚醚多元醇(DP)中任意一种或两种以上的混合物。进一步,所述的交联剂为三羟甲基丙烷(TMP)。进一步,所述二元胺扩链剂为乙二胺、丙二胺、异氟尔酮二胺中的一种或两种以上的混合物。进一步,所述的有机锡催化剂为二丁基二月桂酸锡或辛酸亚锡。进一步,所述聚酯聚醚型水性聚氨酯皮革涂饰剂优选由如下重量百分数的组分制成:更进一步,聚醚多元醇与聚酯多元醇的重量之比为1:3~7:1。进一步,步骤(1)中,二异氰酸酯、亲水扩链剂、交联剂和有机锡催化剂的投料温度和预聚反应温度分别控制在60~70℃。与现有技术相比,本发明的有益效果在于本发明提供了能满足拉伸强度高,断裂伸长率高且吸水率低此三重要求的水性聚氨酯皮革涂饰剂。(四)具体实施方式:实施例1:在四口烧瓶中投入DP-2000200g和聚己二酸新戊二醇200g,120℃抽真空脱水2h,降温至70℃后,加入IPDI145g,1,2-二羟基-3-丙磺酸钠20g,三羟甲基丙烷2g,二丁基二月桂酸锡4滴,于60~70℃反应至-NCO浓度达到理论值后加入150g丙酮溶解。将预聚体倒入分散釜中,降温至35℃,高速搅拌(3000r/min)加入去离子水500g,再加入乙二胺4g,高速搅拌20~30min。在50~60℃低压抽真空脱丙酮后得到水性聚氨酯乳液。其测试结果如下:拉伸强度:42.5MPa。断裂伸长率:510%。吸水率:12.5%所制备的水性聚氨酯皮革涂饰剂拉伸断裂强力测试方法根据GB/T15232-1994测定,所述步骤中的-NCO浓度监测法是通过二正丁胺法监测体系中-NCO含量的变化。吸水率测定方法:将样品膜在真空下干燥24h,室温下取一定量的胶膜(m1)浸泡在20℃蒸馏水中2h后取出,用滤纸快速擦去表面水分,立即称重(m2)。吸水率P计算公式:实施例2-5操作方法同实施例1,具体配方及结果不同处见表1:表1