本发明涉及聚氨酯树脂制备方法领域，具体是一种弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂。
背景技术：
聚氨酯合成革的生产原料主要是聚氨酯树脂。现阶段合成革用PU树脂主要为芳香族类产品，价格相对低廉，工艺也相对简单。但芳香族聚氨酯树脂中一般含有N，N-二甲基甲酰胺(DMF)等强极性溶剂(简称强溶剂)，沸点为153℃，高于生产工艺温度(100-135℃)，合成革制造过程中，无法将有毒有害溶剂挥发干净，同时能耗较高。另外，在紫外线照射下，芳香族PU树脂易被氧化形成为醌亚胺结构，导致树脂黄变，当用于浅色合成革产品时将导致产品变色。而脂肪族PU树脂，在紫外线的照射下能长时间保持稳定。随着人们对合成革产品的品质、品种需求越来越高，绿色环保、节能降耗是大势所趋，因此对有优越抗紫外光功能的弱极性溶剂(简称弱溶剂)型脂肪族树脂的需求量也越来越大。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂，以解决现有技术制备的强溶剂型芳香族聚氨酯树脂遇光照易黄变，制造合成革时能耗高，产品未能达到绿色环保要求的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂，其特征在于：其组分及各组分的重量份如下：
有机锡类或有机铋类催化剂，添加量为多元醇化合物重量份的0.001-0.05％。
所述的一种弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂，其特征在于：所述的异氰酸酯为3-异氰酸酯基亚甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯。
所述的一种弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂，其特征在于：所述的多元醇化合物为聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇中的一种或两种，多元醇化合物的平均分子量为1000-3000。
所述的一种弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂，其特征在于：所述的聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇的官能度为2。
所述的一种弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂，其特征在于：所述的二元醇扩链剂为乙二醇，所述的二元胺扩链剂为异佛尔酮二胺。
所述的一种弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂，其特征在于：所述的有机溶剂选用碳酸二甲酯溶剂和异丙醇溶液。
所述的一种弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂，其特征在于：所述的终止剂选用吗啉终止剂。
所述的一种弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂，其特征在于：所述的多元醇化合物、异氰酸酯、二元醇扩链剂、二元胺扩链剂，有机溶剂的含水率均小于500ppm。
所述的一种弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂，其特征在于：制备方法按以下步骤：
(1)、将多元醇化合物、抗氧剂、二元醇扩链剂、异氰酸酯加在一起，搅拌混合均匀后加入有机锡类或有机铋类催化剂，在75～85℃温度条件下本体聚合反应2-3小时，生成异氰酸酯基在两端的预聚体，然后降温至50℃以下；
(2)、向步骤(1)合成的预聚体中加入35～45％的碳酸二甲酯溶剂，并将温度进一步降低至30℃以下，然后一次性加入碳酸二甲酯溶剂稀释的异佛尔酮二胺溶液，其中碳酸二甲酯溶剂与异佛尔酮二胺质量比为10:1，然后继续在30℃以下温度反应30分钟；
(3)、向步骤(2)合成的预聚体中一次性补加碳酸二甲酯稀释的异佛尔酮二胺溶液，其中碳酸二甲酯溶剂与异佛尔酮二胺质量比为15:1，然后继续在30℃以下温度反应30分钟；
(4)、对步骤(3)合成的预聚体进行增粘扩链反应，采用异佛尔酮二胺/碳酸二甲酯溶剂按比例3/4的浓度向反应釜中滴加异佛尔酮二胺溶液，滴加速度控制在0.2～0.3Kg/min，当电流上涨至要求值以下2A/吨时，减小滴加速度至0.1～0.2Kg/min，，要求异佛尔酮二胺溶液滴加一直保持不能停，溶液滴加完之前要提前配制溶液，并比上次浓度降低1倍以上；
(5)、电流上涨至要求值前0.5A/吨，停止滴加异佛尔酮二胺溶液，根据电流情况，加入适量吗啉终止剂，结束反应；
(6)、加入剩余的碳酸二甲酯溶剂和异丙醇溶液，固含量控制在15～18％，粘度2～4Pa·s/25℃，加入硅油助剂，搅拌均匀后，在反应釜中放置12H后，观察粘度稳定时，卸料，包装，入库。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明制备的弱溶剂型脂肪族聚氨酯树脂解决了现有的强溶剂型芳香族聚氨酯树脂存在的几个问题：1)在紫外线照射下，芳香族PU树脂易被氧化形成为醌亚胺结构，导致树脂黄变，当用于浅色合成革产品时将导致产品变色。而脂肪族PU树脂，在紫外线的照射下能长时间保持稳定；2)芳香族聚氨酯树脂中一般含有N，N-二甲基甲酰胺(DMF)等强极性溶剂(简称强溶剂)，沸点为153℃，高于生产工艺温度(100-135℃)，烘干聚氨酯涂层需要更高的热能，而本体系中使用的弱溶剂，碳酸二甲酯和异丙醇等沸点在80～90℃，烘干涂层需要的热能更少，达到了节能降耗的目标；3)两个体系中使用的溶剂沸点相差60℃以上，弱溶剂更多更容易挥发干净，合成革中残留的有机溶剂更少，环保性能更高，产品档次高，具有更大的市场竞争力。
具体实施方式
下面给出实施例以对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。
实施例1：
一种弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂，主要是由以下组分按重量比制备而成：
表1弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂组分表一
本实施例的弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂的制备步骤如下：
(1)、将聚碳酸酯多元醇，聚酯多元醇进行脱水处理；
(1)、将聚碳酸酯多元醇、聚酯多元醇、抗氧剂、二元醇扩链剂、全部异氰酸酯加在一起，搅拌混合均匀后加入有机锡类或有机铋类催化剂，于75～85℃本体聚合反应2-3小时，生成异氰酸酯基在两端的预聚体，然后开始降温至50℃以下。
(2)、向步骤1)合成的预聚体中加入35～45％的碳酸二甲酯溶剂，料温进一步降低至30℃以下，一次性加入碳酸二甲酯溶剂稀释的异佛尔酮二胺溶液，其中碳酸二甲酯溶剂与异佛尔酮二胺质量比为10:1，继续在30℃以下温度反应30分钟。
(3)、向步骤2)合成的预聚体中一次性补加碳酸二甲酯稀释的异佛尔酮二胺溶液，其中碳酸二甲酯溶剂与异佛尔酮二胺质量比为15:1，继续在30℃以下温度反应30分钟。
(4)、对步骤3)合成的预聚体进行增粘扩链反应，采用IPDA/DMC按比例3/4浓度向反应釜中滴加IPDA溶液。控制滴加速度0.2～0.3Kg/min。当电流上涨至要求值以下2A/吨(5吨料10A，10吨料20A)减小滴加速度至0.1～0.2Kg/min。IPDA溶液滴加，要求一直保持不能停，溶液滴加完之前要提前配制溶液，并比上次浓度降低1倍以上。
(5)电流上涨至要求值前0.5A/吨，停止滴加IPDA溶液，根据电流情况，加入适量吗啉终止剂。结束反应。
(6)加入剩余的溶剂，DMC和IPA，固含量控制在15～18％，粘度2～4Pa·s/25℃，加入硅油助剂，搅拌均匀后，在反应釜中放置12H后，观察粘度稳定时，卸料，包装，入库。
其中，上述的聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、3-异氰酸酯基亚甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)、二元醇扩链剂、二元胺扩链剂、DMC和IPA溶剂的含水率均小于500ppm。
实施例2：
一种弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂，主要是由以下组分按重量比制备而成：
表2弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂组分表二
本实施例的弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂的制备步骤如下：
(1)、将聚碳酸酯多元醇，聚醚多元醇进行脱水处理；
(1)、将聚碳酸酯多元醇、聚醚多元醇、抗氧剂、二元醇扩链剂、全部异氰酸酯加在一起，搅拌混合均匀后加入有机锡类或有机铋类催化剂，于75～85℃本体聚合反应2-3小时，生成异氰酸酯基在两端的预聚体，然后开始降温至50℃以下。
(2)、向步骤1)合成的预聚体中加入35～45％的碳酸二甲酯溶剂，料温进一步降低至30℃以下，一次性加入碳酸二甲酯稀释的异佛尔酮二胺溶液，其中碳酸二甲酯溶剂与异佛尔酮二胺质量比为10:1，继续在30℃以下温度反应30分钟。
(3)、向步骤2)合成的预聚体中一次性补加碳酸二甲酯稀释的异佛尔酮二胺溶液，其中碳酸二甲酯溶剂与异佛尔酮二胺质量比为15:1，继续在30℃以下温度反应30分钟。
(4)、对步骤3)合成的预聚体进行增粘扩链反应，采用IPDA/DMC按比例3/4浓度向反应釜中滴加IPDA溶液。控制滴加速度0.2～0.3Kg/min。当电流上涨至要求值以下2A/吨(5吨料10A，10吨料20A)减小滴加速度至0.1～0.2Kg/min。IPDA溶液滴加，要求一直保持不能停，溶液滴加完之前要提前配制溶液，并比上次浓度降低1倍以上。
(5)电流上涨至要求值前0.5A/吨，停止滴加IPDA溶液，根据电流情况，加入适量吗啉终止剂。结束反应。
(6)加入剩余的溶剂，DMC和IPA，固含量控制在15～18％，粘度2～4Pa·s/25℃，加入硅油助剂，搅拌均匀后，在反应釜中放置12H后，观察粘度稳定时，卸料，包装，入库。
其中，上述的聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、3-异氰酸酯基亚甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)、二元醇扩链剂、二元胺扩链剂、DMC和IPA溶剂的含水率均小于500ppm。
实施例3：
一种弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂，主要是由以下组分按重量比制备而成：
表3弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂组分表三
本实施例的弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂的制备步骤如下：
(1)、将两种聚碳酸酯多元醇进行脱水处理；
(1)、将两种聚碳酸酯多元醇、抗氧剂、二元醇扩链剂、全部异氰酸酯加在一起，搅拌混合均匀后加入有机锡类或有机铋类催化剂，于75～85℃本体聚合反应2-3小时，生成异氰酸酯基在两端的预聚体，然后开始降温至50℃以下。
(2)、向步骤1)合成的预聚体中加入35～45％的碳酸二甲酯溶剂，料温进一步降低至30℃以下，一次性加入碳酸二甲酯稀释的异佛尔酮二胺溶液，其中碳酸二甲酯溶剂与异佛尔酮二胺质量比为10:1，继续在30℃以下温度反应30分钟。
(3)、向步骤2)合成的预聚体中一次性补加碳酸二甲酯稀释的异佛尔酮二胺溶液，其中碳酸二甲酯溶剂与异佛尔酮二胺质量比为15:1，继续在30℃以下温度反应30分钟。
(4)、对步骤3)合成的预聚体进行增粘扩链反应，采用IPDA/DMC按比例3/4浓度向反应釜中滴加IPDA溶液。控制滴加速度0.2～0.3Kg/min。当电流上涨至要求值以下2A/吨(5吨料10A，10吨料20A)减小滴加速度至0.1～0.2Kg/min。IPDA溶液滴加，要求一直保持不能停，溶液滴加完之前要提前配制溶液，并比上次浓度降低1倍以上。
(5)电流上涨至要求值前0.5A/吨，停止滴加IPDA溶液，根据电流情况，加入适量吗啉终止剂。结束反应。
(6)加入剩余的溶剂，DMC和IPA，固含量控制在15～18％，粘度2～4Pa·s/25℃，加入硅油助剂，搅拌均匀后，在反应釜中放置12H后，观察粘度稳定时，卸料，包装，入库。
其中，上述的聚碳酸酯多元醇、3-异氰酸酯基亚甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)、二元醇扩链剂、二元胺扩链剂、DMC和IPA溶剂的含水率均小于500ppm。
验证效果方案：
为了验证本发明所述的弱溶剂型脂肪族面层用聚氨酯树脂具有更高的环保性能，制成合成革后，成品中有机化合物挥发含量低，把上述实施方案1，2，3所制备的树脂和强溶剂型面层树脂对比，按如下配方制成合成革，具体制革配方如下：
面层：树脂 160；
1A70色粉 1；
粘结层：无溶剂发泡料 150；
贴合布基
其中，1A70色粉为佛山市顺德区宝斯特颜料有限公司的产品。
工艺及检测结果具体见下表：
表4工艺及检测结果表
用上述配方制成的聚氨酯合成革，测试DMF含量，弱溶剂型脂肪族面层体系DMF含量能控制在10㎎/㎏以内，符合宜家客户要求的环保标准；而普通强溶剂型面层体系DMF含量远超过10㎎/㎏，无法达到客户要求的高环保要求；同时采用弱溶剂脂肪族面层体系，生产合成革时能耗大大降低，符合绿色环保的要求；另外脂肪族面层树脂较芳香族面层树脂耐紫外光照射能力大大提高，能长时间保持稳定而不会产生黄变。
本说明书及本申请的权利要求书中，所谓体系，是指整个反应体系，就是所有物质的总量。上述实施方案和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其同物界定。