一种生物基含硅聚氨酯及其制备方法和超纤革与流程

本发明属于聚氨酯，具体涉及一种生物基含硅聚氨酯及其制备方法和超纤革。

背景技术：

1、聚氨酯由硬段和软段构成，硬段主要由二异氰酸酯或二异氰酸酯与扩链剂组成，其通常影响聚合物的软化熔融温度和高温性能，而软段主要由聚醚和聚酯等多元醇组成。不同软段和硬段组成的聚氨酯的性能各不相同，经过设计，可具有耐油、耐磨、耐低温、耐老化、硬度高和有弹性等性能特点，可广泛用于制作粘合剂、涂料、合成革等领域。

2、目前，对于水性聚氨酯合成革的研究有很多。cn108395827a公开了一种水性聚氨酯合成革面层浆料，所述的面层浆料包括以下重量份的原料组分：水性脂肪族聚氨酯100份、水性色浆15～20份、流平剂0.3～1份、消泡剂0.1～0.5份、环氧树脂水性交联剂1～5份、增稠剂0.3～0.5份；所述的环氧树脂水性交联剂经二聚酸丙烯酸酯嵌段共聚物改性处理；所述的水性色浆中混合有占水性色浆质量百分比0.2～0.5％的纳米银/纳米tio2的混合粒子；该发明提供的水性聚氨酯合成革面层浆料，通过对环氧树脂水性交联剂进行改性处理，增大其链段长度，使得固化形成的面层柔韧性增加，从而提高水性聚氨酯合成革面层的耐弯曲能力。虽然上述发明提供的水性聚氨酯合成革具有众多优异的性能，但是由于其添加了水性色浆作为着色剂，进而存在润色性、展色性，以及耐磨性不佳等问题。

3、因此，开发一种具有优异润色性、展色性以及耐磨性的生物基含硅聚氨酯，是本领域急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种生物基含硅聚氨酯及其制备方法和超纤革，通过在制备原料中选择腰果壳油多元醇和双nco封端有机硅预聚物进行搭配，使得到的所述生物基含硅聚氨酯兼具优异的润色性、展色性、耐磨性、热稳定性以及耐水性，满足在超纤革面层的使用需求。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种生物基含硅聚氨酯，所述生物基含硅聚氨酯的制备原料包括双nco封端有机硅预聚物、多异氰酸酯、聚合物多元醇和扩链剂；

4、所述聚合物多元醇包括聚合物多元醇a和聚合物多元醇b；

5、所述聚合物多元醇a包括腰果壳油多元醇。

6、本发明提供的生物基含硅聚氨酯的制备原料包括双nco封端有机硅预聚物、多异氰酸酯、聚合物多元醇和扩链剂；所述聚合物多元醇包括聚合物多元醇a和聚合物多元醇b；所述聚合物多元醇a包括腰果壳油多元醇所述生物基含硅聚氨酯通过采用腰果壳油多元醇和双nco封端有机硅预聚物封端硅油进行搭配，得到了兼具具有优异的润色性、展色性，以及耐磨性，满足在超纤革多个领域中的使用需求。

7、优选地，所述扩链剂包括亲水扩链剂和非亲水扩链剂。

8、优选地，所述生物基含硅聚氨酯的制备原料按照重量份包括如下组分：双nco封端有机硅预聚物1～9重量份、多异氰酸酯10～28重量份、聚合物多元醇55～75重量份、亲水扩链剂2～6重量份和非亲水扩链剂1～5重量份。

9、其中，所述双nco封端有机硅预聚物可以为2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份或8重量份等。

10、所述多异氰酸酯可以为12重量份、14重量份、16重量份、18重量份、20重量份、22重量份、24重量份或26重量份等。

11、所述聚合物多元醇可以为57重量份、59重量份、61重量份、63重量份、65重量份、67重量份、69重量份、71重量份或73重量份等。

12、所述亲水扩链剂可以为2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份、5重量份或5.5重量份等。

13、优选地，所述生物基含硅聚氨酯的制备原料还包括催化剂和/或中和剂。

14、优选地，所述生物基含硅聚氨酯的制备原料中催化剂的含量为0～0.5重量份且不等于0，例如0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份或0.4重量份等。

15、优选地，所述催化剂包括有机铋催化剂和/或有机锡催化剂。

16、优选地，所述生物基含硅聚氨酯的制备原料中中和剂的含量为1～5重量份，例如2重量份、3重量份或4重量份等。

17、优选地，所述中和剂包括三乙胺、乙酸或二甲基乙醇胺中的任意一种或至少两种的组合。

18、优选地，所述腰果壳油多元醇与聚合物多元醇b之间的质量比为(1～5):(5～9)，例如1:5.5、1:6、1:6.5、1:7、1:7.5、1:8或1:8.5等。

19、优选地，所述双nco封端有机硅预聚物的分子量为1000～2000，例如1200、1400、1600或1800等。

20、优选地，所述双nco封端有机硅预聚物中异氰酸酯基的质量百分含量为3～10％，例如3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、7％、8％或9％等。

21、优选地，所述聚合物多元醇b包括聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇或聚四氢呋喃二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸丙二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇、聚碳酸-1,6-己二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇、聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇中的任意一种或至少两种的组合。

22、优选地，所述非亲水扩链剂包括乙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、二甘醇乙二胺、异佛尔酮二胺、二乙烯三胺、水合肼、哌嗪中的任意一种或至少两种的组合。

23、优选地，所述亲水扩链剂包括二羟甲基丙酸和/或二羟甲基丁酸。

24、优选地，所述多异氰酸酯包括甲苯-2,4-二异氰酸酯(tdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯(mdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)或氢化苯二亚甲基二异氰酸酯(h6xdi)中的任意一种或至少两种的组合。

25、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述生物基含硅聚氨酯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

26、(1)将腰果壳油二元醇和聚合物多元醇b混合，加入双nco封端有机硅预聚物、多异氰酸酯和任选地催化剂进行反应，得到预聚体；

27、(2)将扩链剂和步骤(1)得到的预聚体进行反应，加入任选地中和剂，再加入任选地水进行剪切分散后，继续加入扩链剂进行反应，得到所述生物基含硅聚氨酯。

28、优选地，步骤(1)所述反应的温度为70～90℃，例如72℃、74℃、76℃、78℃、80℃、82℃、84℃、86℃或88℃等。

29、优选地，步骤(2)所述将扩链剂和步骤(1)得到的预聚体进行反应的反应温度为70～90℃，例如72℃、74℃、76℃、78℃、80℃、82℃、84℃、86℃或88℃等。

30、优选地，步骤(2)所述继续加入扩链剂进行反应的反应温度为70～90℃，例如72℃、74℃、76℃、78℃、80℃、82℃、84℃、86℃或88℃等。

31、第三方面，本发明提供一种超纤革，所述超纤革包括基材和涂覆于所述基材上的面层；

32、所述面层的制备原料包括如第一方面所述的生物基含硅聚氨酯。

33、第四方面，本发明提供一种如第一方面所述的生物基含硅聚氨酯在超纤革制备中的应用。

34、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

35、本发明提供的生物基含硅聚氨酯的制备原料包括双nco封端有机硅预聚物、多异氰酸酯、聚合物多元醇和扩链剂；所述聚合物多元醇包括聚合物多元醇a和聚合物多元醇b；且所述聚合物多元醇a包括腰果壳油多元醇；通过选择腰果壳油多元醇和双nco封端有机硅预聚物进行搭配，使得到的生物基含硅聚氨酯具有极佳的润色性、展色性、耐热性和耐磨性，同时还具有滑爽的手感，满足超纤革面层的使用需求。同时，腰果壳油多元醇为可再生的生物基环保型材料，以其为原料，具有更为广阔的应用前景。