一種水性聚氨酯乳液及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于聚氨酯涂飾劑領域，涉及一種水性聚氨酯乳液及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 皮革涂飾劑是對皮革的外觀、使用性能和經濟價值進行提升的一種重要皮革化學 品。涂飾劑在皮革表面形成一層均勻的薄膜，賦予皮革優(yōu)異的使用性能，如耐溶劑、耐干濕 擦、防水性及光澤度等性能。隨著科學技術的發(fā)展，人們對皮革品質的需求越來越高，二皮 革的品質很大程度上取決于皮革涂飾劑的質量。涂飾劑光澤是涂膜表面的一種光學特征， 以其反射光的能力來表示。涂膜光澤是衡量涂膜外觀質量的主要指標，高光澤涂膜不僅外 觀靚麗，對被涂物表面起到良好的裝飾作用，并且對被涂物起到良好的保護作用。涂裝應用 的實踐表明，涂膜保護作用的降低，往往都是從其表面光澤下降開始的。
[0003] 目前皮革涂飾劑主要有硝化纖維涂飾劑、聚丁二烯涂飾劑、丙烯酸樹脂涂飾劑、有 機硅涂飾劑、聚氨酯涂飾劑等，其中水性聚氨酯涂飾劑是眾多研宄者的研宄重點，也是皮革 涂飾劑發(fā)展的主要方向。早在1972年，德國Bayer公司正式將聚氨酯水分散體作為皮革涂 飾劑使用。我國從20世紀70年代開始研宄水性聚氨酯涂飾劑在皮革中的應用。水性聚氨 酯皮革涂飾劑在使用過程中無毒、無污染、成膜能力強，具有優(yōu)異的耐寒性、彈性以及舒適 的手感，但因水性聚氨酯分子結構中含有一定量的-C00H、-OH、-0-等親水基團，形成的涂 膜不耐濕擦，并且形成的涂膜機械強度和光澤度不高。

【發(fā)明內容】

[0004] 鑒于以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種具有高光澤度的水性聚氨酯涂膜及其制 備方法，具體技術方案如下：
[0005] -種水性聚氨酯乳液，包括如下以重量份數表示的組分：
[0006]
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[0008] 所述聚合物多元醇的數均分子量為1000~2000,為聚己二酸乙二醇酯二元醇、 聚己二酸丁二醇酯二元醇、聚己二酸新戊二醇酯二元醇、聚四氫呋喃二元醇、聚碳酸酯二元 醇、聚氧化乙烯醚二元醇、聚氧化丙烯醚二元醇、聚1，3-丙二醇醚二元醇、聚己內酯二元醇 中的一種或幾種的混合物；
[0009] 所述親水擴鏈劑為N，N-二羥基乙基單馬來酰胺酸、二羥甲基丙酸、二羥甲基丁 酸、3-雙氨基丙烷磺酸中的一種或兩種以上的混合物；
[0010] 所述小分子多元醇為異山梨醇和己二醇、丁二醇、丙三醇、三羥甲基丙烷、二甘醇 中的一種或幾種的混合物。
[0011] 所述二異氰酸酯為1，6-己二異氰酸酯、甲基環(huán)己基二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二 異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯中的一種或幾種的混合物。
[0012] 所述多元胺化合物為乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、3,3_二 氯-4, 4-二氨基-二苯基甲烷中的一種或幾種的混合物。
[0013] 所述中和劑為三乙胺或氫氧化鈉或二者的混合物。
[0014] 上述任一所述的水性聚氨酯乳液的制備方法，包括如下步驟：
[0015] 將所述的聚合物多元醇、親水多元醇、小分子多元醇、N-甲基吡咯烷酮在80~ 95 °C真空脫水1. 5~2h，降溫至80~90 °C，加入二異氰酸酯，反應2. 5~3h，直到NCO %達 到理論值，得到NCO封端的聚氨酯預聚體；
[0016] 降低體系溫度，加入中和劑，在60~80°C反應0. 5~lh，得到水性聚氨酯預聚體， 中和度為95~100% ;
[0017] 將所述水性聚氨酯預聚體在攪拌機的高速剪切作用下均勻分散，滴加多元胺和水 的混合物，控制體系溫度為30~40°C，乳化0. 5~lh，得到所述水性聚氨酯乳液。
[0018] 本發(fā)明的優(yōu)點如下：
[0019] (1)在傳統(tǒng)水性聚氨酯乳液的基礎上引入新型的擴鏈劑，改變了聚氨酯的分子鏈 結構；通過調節(jié)擴鏈劑的含量，使合成的水溶性聚氨酯乳液具有很好的力學性能和光澤度； 用小分子多元醇擴鏈的同時，引入親水基團，保持乳液具有一定的親水性，最后用適量的二 異氰酸酯單體封端得到聚氨酯預聚物，保證在乳化后用活性的多元胺進行擴鏈，最終獲得 高性能的水性聚氨酯；
[0020] (2)控制聚氨酯分子鏈中親水基團的含量，使聚氨酯預聚體在去離子水中順利乳 化，得到的乳液具有優(yōu)異的穩(wěn)定性；通過加入小分子的擴鏈劑，對聚氨酯進行改性，提高了 聚氨酯乳液薄膜的力學性能和光澤度；
[0021] ⑶制備的水溶性聚氨醋，無需另外添加乳化劑，提高了乳液的穩(wěn)定性；
[0022] (4)還具有耐熱、耐溶劑、耐高低溫等優(yōu)異性能。
【附圖說明】
[0023] 圖1是實施例1~5的產品的耐熱測試曲線圖和數據；
[0024] 圖2是實施例1~5的產品的耐失重測試曲線圖和數據；
[0025] 圖3是實施例1~5的產品的耐高低溫測試曲線圖和數據。
【具體實施方式】
[0026] 下面，結合附圖和實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步詳細的說明，但不應 以此限制本發(fā)明的保護范圍。
[0027] 實施例1
[0028] (1)將80份分子量為2000的聚己二酸新戊二醇酯二醇、4. 5份二羥甲基丙酸、0份 異山梨醇、6份N-甲基吡咯烷酮在90°C真空脫水1. 5~2h，降溫至80~90°C，加入27. 8 份異佛爾酮二異氰酸酯，反應2. 5~3h，直到NC0%達到理論值，得到NCO封端的聚氨酯預 聚體；
[0029] (2)降低體系溫度，加入3. 3份中和劑三乙胺，在60°C反應0. 5h，得到親水的水性 聚氨酯預聚體，中和度為95~100% ;
[0030] (3)將得到的親水的水性聚氨酯預聚體在攪拌機的高速剪切作用下均勻分散在 250份去離子水中，一段時間后，滴加3. 1份乙二胺和20份水的混合物，控制體系溫度為 30~40°C。乳化時間為lh，得到固含量為30%水性聚氨酯乳液。
[0031] 實施例2
[0032] (1)將80份分子量為2000的聚己二酸新戊二醇酯二醇、4. 8份二羥甲基丙酸、L 3 份異山梨醇、6份N-甲基吡咯烷酮在90°C真空脫水1. 5~2h，降溫至80~90°C，加入31. 8 份異佛爾酮二異氰酸酯，反應2. 5~3h，直到NC0%達到理論值，得到NCO封端的聚氨酯預 聚體；
[0033] (2)降低體系溫度，加入3. 5份中和劑三乙胺，在60°C反應0. 5h，得到親水的水性 聚氨酯預聚體，中和度為95~100% ;
[0034] (3)將得到的親水的水性聚氨酯預聚體在攪拌機的高速剪切作用下均勻分散在 265份去離子水中，一段時間后，滴加3. 5份乙二胺和20份水的混合物，控制體系溫度為 30~40°C。乳化時間為lh，得到固含量為29. 7%的水性聚氨酯乳液。
[0035] 實施例3
[0036] (1)將80份分子量為2000的聚己二酸新戊二醇酯二