一种表处剂用水性聚氨酯及其制备方法和应用与流程

本发明属于聚氨酯，具体涉及一种表处剂用水性聚氨酯及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着人们的审美观念的转变和生活水平的不断提高，人们越来越关注消光材料，消光材料以其优雅、自然的特点，已经广泛的出现在日常生活中的方方面面，如皮革、纸张、涂层等。制备消光材料的方法有很多种，主要分为物理方法和化学方法两种，物理方法是将消光剂(如：高填充料、微蜡粉、无机消光粉、有机消光树脂填料等)加入到树脂中从而达到消光的目的，这种物理消光的方法可以达到很好的消光效果，但是缺点也是比较明显的，消光助剂的添加会使得乳液因为消光剂的添加而难以储存，且力学强度差。化学方法消光主要是通过化学反应合成特定结构的高分材料，利用其结构和性质的关系或者材料内部各个组分的性质差异，在不需要外加消光剂的条件下，实现材料的消光效果。本体消光型聚氨酯分散体是一种常见的化学方法制备的消光树脂，在不添加任何消光剂情况下，以水为分散介质，干燥成膜后形成凹凸不平的表面进而达到消光效果，与物理消光聚氨酯相比，具有绿色环保、高性能等优点。本体消光型水性聚氨酯(wpu)能够有效改善消光剂加入的缺陷，并且随着人们环保意识的加强和国家出台的环保政策，本体消光水性聚氨酯取代物理消光聚氨酯将成为一个趋势。

2、在合成革行业，特雾特黑效果是一种新的风格被广大的消费者所喜爱，而目前市场上特雾特黑的表处剂用聚氨酯主要是以油性为主，无法做到没有污染，部分的水性特雾特黑的表处剂则是加入了大量的消光粉，导致乳液的储存稳定性较差，长时间存放会有沉淀出现而无法使用。

3、因此合成制备一种环保的自消光的特雾特黑且性能稳定的合成革表处剂是比较迫切的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种表处剂用水性聚氨酯及其制备方法和应用，以解决目前表处剂存在的难以储存稳定和易污染的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种表处剂用水性聚氨酯，所述表处剂用水性聚氨酯包括a组分、b组分、后扩链剂和溶剂，其中，

4、按质量份计，所述a组分包括：聚酯多元醇，17.1-18.55份；有机硅多元醇，1-1.52份；第一二异氰酸酯，8-9.3份；第一小分子扩链剂，0.17-0.35份；亲水扩链剂，0.31-0.55份；中和剂，0.13-0.35份；去离子水，69.5-70.5份；

5、按质量份计，所述b组分包括：聚醚多元醇，17.1-20.55份；有机硅多元醇，1-1.52份；第二二异氰酸酯，6.05-9.3份；第一小分子扩链剂，0.17-0.35份；亲水扩链剂，0.57-0.82份；中和剂，0.39-0.67份；去离子水，69.5-70.5份。可选地，所述聚酯多元醇为聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇中的一种或两种混合，所述聚酯多元醇的数均分子量为1000-2000g/mol；

6、所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃二醇、聚氧化丙烯二醇中的一种或两种混合，所述聚醚多元醇的数均分子量为1000-2000g/mol；

7、所述有机硅多元醇为带侧链的有机硅二元醇，所述有机硅多元醇的数均分子量为1000-2000g/mol。

8、可选地，所述第一二异氰酸酯为4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯；

9、所述第二二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或两种混合；

10、所述第一小分子扩链剂为三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷中的一种或两种混合；

11、所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸中的一种或两种混合；

12、所述中和剂为三乙胺或氢氧化钾。

13、可选地，按质量份计，所述a组分还包括：第二小分子扩链剂，0.71-0.95份；催化剂，0.05-0.07份；

14、按质量份计，所述b组分还包括：第二小分子扩链剂，0.71-0.85份；催化剂，0.0595-0.075份。

15、可选地，所述第二小分子扩链剂为乙醇胺、1,4-丁二醇或1,6-己二醇中的一种或两种混合；所述催化剂为有机铋。

16、可选地，所述后扩链剂的质量为所述a组分和所述b组分质量总和的比为0.02-0.04％；

17、所述后扩链剂为异氟尔酮二胺、水合肼、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二氨基二环己基甲烷和三甲基己二胺的一种或多种混合；

18、所述溶剂为丙酮或者n-甲基吡咯烷酮。

19、本发明还提出了一种如上所述的表处剂用水性聚氨酯的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

20、步骤一，按配比称取a组分的原料，混合聚酯多元醇、有机硅多元醇、第一二异氰酸酯、第一小分子扩链剂和亲水扩链剂，并加入溶剂进行反应，得到a聚氨酯预聚体；

21、步骤二，向a聚氨酯预聚体中依次加入溶剂、中和剂和去离子水，进行中和和分散，得到改性水性a聚氨酯分散体；

22、步骤三，按配比称取b组分的原料，混合聚醚多元醇、有机硅多元醇、第二二异氰酸酯、第一小分子扩链剂和亲水扩链剂，并加入溶剂进行反应，得到b聚氨酯预聚体；

23、步骤四，向b聚氨酯预聚体中依次加入溶剂、中和剂和去离子水，进行中和和分散，得到改性水性b聚氨酯分散体；

24、步骤五，将改性水性a聚氨酯分散体和改性水性b聚氨酯分散体混合，并加入后扩链剂进行后扩链反应，脱除溶剂后得到表处剂用水性聚氨酯。

25、可选地，步骤一中，反应温度为60-70℃；

26、步骤一中，反应过程采用二正丁胺滴定法监测，当检测到反应体系中ncowt％达到理论值时，停止反应，得到a聚氨酯预聚体；

27、步骤二具体为，待a聚氨酯预聚体的体系温度降至30-40℃，加入溶剂搅拌20-30min，加入中和剂，搅拌20-30min，之后在转速为1000-1500rpm下用去离子水分散，持续搅拌20-30min，得到改性水性a聚氨酯分散体。

28、可选地，步骤三中，反应温度为60-70℃；

29、步骤三中，反应过程采用二正丁胺滴定法监测，当检测到反应体系中ncowt％达到理论值时，停止反应，得到b聚氨酯预聚体；

30、步骤四具体为，待b聚氨酯预聚体的体系温度降至30-40℃，加入溶剂搅拌20-30min，加入中和剂，搅拌20-30min，之后在转速为1000-1500rpm下用去离子水分散，持续搅拌20-30min，得到改性水性b聚氨酯分散体。

31、本发明还提供了一种如上所述的表处剂用水性聚氨酯的应用，所述表处剂用水性聚氨酯应用于特雾特黑合成革表处剂的制备。

32、有益效果：

33、本发明的一种表处剂用水性聚氨酯，包括a组分、b组分、后扩链剂和溶剂，其中，a组分和b组分中多元醇种类不同、异氰酸酯种类不同，则由此形成的两种聚合物软硬不同，并且，亲水扩链剂的含量不同，则由此形成的两种聚合物的纳米粒子的大小不同，最后使用共混后扩链的方法，得到一种具有很好抗污效果及肤感效果等综合性能的表处剂用水性聚氨酯，很好地解决目前水性本体消光树脂具备特雾特黑性能但难以储存稳定的问题。