水性聚氨酯自消光树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水性聚氨酯自消光树脂及其制备方法，包括聚四亚甲基醚二醇、环烷基脂肪族二异氰酸酯、二氨基磺酸盐、水性聚氨酯缔合型增稠剂；其特征是：还包含至少一种碳原子数为4以上的1，4‑丁二醇或1，6‑己二醇脂肪族小分子扩链剂，或两种的混合物，二氨基磺酸盐为2‑[(2‑氨乙基)氨基]乙磺酸钠，至少两种仲胺类扩链剂作为乳化前扩链剂，以及水合肼作为乳化后扩链剂；异氰酸酯物质的量为n+3；脂肪族小分子扩链剂物质的量为1/n+3；2‑[(2‑氨乙基)氨基]乙磺酸钠物质的量为1.05‑1.25/n+3；二胺物质的量为1.25‑1.50/n+3。具有自消光效果好、乳化稳定性好、产品稳定性好等优点。

Water borne polyurethane self extinction resin and its preparation method

The invention relates to a waterborne polyurethane self matting resin and a preparation method thereof, comprising four poly methylene ether glycol, cycloalkyl aliphatic diisocyanate and two amino sulfonate, waterborne polyurethane associative thickener; it is characterized by also comprising at least one carbon atom number 4 to 1, 4 butanediol 6 or 1 hexandiol aliphatic chain extenders, or a mixture of two, two to 2 aminosulfonate [(2 aminoethyl) amino] ethanesulfonic acid sodium, at least two secondary amine chain extender as chain extender and emulsion before and after emulsification of hydrazine hydrate as chain extender; the amount of substance of isocyanate n+3; aliphatic chain extenders for amount of substance 1/n+3; [2 (2 aminoethyl) amino] ethanesulfonic acid sodium material was 1.05 1.25/n+3; two amine in the amount of 1.25 1.50/n+3. It has the advantages of good self extinction effect, good emulsification stability, good stability of the product and so on.

【技术实现步骤摘要】
水性聚氨酯自消光树脂及其制备方法
本专利技术属于高分子材料领域，尤其关于一种水性聚氨酯自消光树脂及其制备方法。本专利技术适用于皮革和合成革的涂饰剂。
技术介绍
目前，国内对于水性聚氨酯涂饰剂消光树脂的制备方法主要分为两种：其一为水性聚氨酯涂饰剂的基础上添加水性消光填料，如气相二氧化硅等，通过固体颗粒对于光线的漫反射产生的消光效果达成最终的目的；另一种则是设计一种特别的分子结构或乳液颗粒，在干燥过程中因颗粒形态的变化，以及不同基团在这过程中发生水溶作用，产生粗糙的表面达到涂膜的消光效果。如专利申请号为CN201110404622.7“消光型合成革用水性聚氨酯涂饰剂”，通过添加1%-10%的消光粉，即气相二氧化硅，以达成消光的效果。这种方式制备的消光树脂，其主要缺点是性能稳定性不足，生产制造时对乳液粒径分布均一性要求比较高，长时间存储时容易产生沉淀。申请号CN201510386759.2的一种反应自消光型水性聚氨酯树脂及其制备方法与应用，通过四氢呋喃醚和异氰酸酯聚合，通过二羟甲基成盐后的基团进行乳化，以2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠和水合肼为后扩链剂，制备一种具有球形结构的水性聚氨酯乳液。这种球形结构的乳胶粒子在干燥过程中能够很好保持其球体形状，其消光效果由水合肼的用量决定。其缺点在于乳胶粒子本身的刚度不够，在乳化、后扩链以及干燥的过程中极易因丙酮、水份挥发等造成微应力而造成球形颗粒的变形，从而导致消光效果失效，甚至最终形成高光泽的涂膜。而且，这种制备技术对于预聚体的乳化要求极高，生产重复性差，工业化的品质稳定性不足。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的缺点，对树脂本身的结构进行改良，制备出“软核硬壳”结构的水性聚氨酯树脂颗粒，形成一种特殊的空心微球结构，并保证这种结构在乳液干燥，尤其是热干燥过程中具有良好的稳定性，并在生产制备过程中降低对乳化操作的技术要求，使其具有良好的工业化重复能力，且消光效果好的水性聚氨酯自消光树脂及其制备方法。本专利技术水性聚氨酯自消光树脂的合成物质，包括至少一种分子量为1000或2000的聚四亚甲基醚二醇，或两种的混合物，其物质量设定为n个单位，n为大于1的自然数；至少有环烷基脂肪族二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯的一种或两种的混合物，至少一种二氨基磺酸盐，水性聚氨酯缔合型增稠剂，催化剂，去离子水；其特征是：还包含至少一种碳原子数为4以上的1，4-丁二醇或1，6-己二醇脂肪族小分子扩链剂，或两种的混合物，二氨基磺酸盐为2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠，至少两种仲胺类扩链剂，乙二胺或异佛尔酮二胺或两者的混合物作为乳化前扩链剂，以及水合肼作为乳化后扩链剂；异氰酸酯物质的量为n+3；脂肪族小分子扩链剂物质的量为1/n+3；2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠物质的量为1.05-1.25/n+3；二胺物质的量为1.25-1.50/n+3。本专利技术水性聚氨酯自消光树脂的制备方法，其特征是：1)投料聚四亚甲基醚二醇，分子量为2000，800份入6000L反应釜，升温至1150C，抽真空脱水0.5小时，打开回流冷凝阀，通入氮气保护；2）降温至800C，中速搅拌下，投料100份丁酮、222.4份二异氰酸酯、0.6份催化剂入以上反应釜，反应1.5小时；3）投料400份丁酮、脂肪族小分扩链剂18份入以上反应釜，800C继续反应2.0小时；4）降温至600C，中速搅拌下投料丙酮400份，调整温度至500C；在分散盘边缘线速度为12m/s以上高速剪切下，快速加入2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠亲水扩链剂46.4份，然后高速搅拌30分钟；在30分钟内持续匀速滴加600份丙酮；5）预先准备2.4份仲胺扩链剂和丙酮200份的混合物，在高速搅拌下投入反应釜，并反应5分钟；6）快速加入2440份冰冻去离子水，高速剪切乳化15分钟；7）预先准备水合肼3份和去离子水27份的混合物，一次投入以上反应釜，高速剪切5分钟；8）在中速搅拌下保持冷却水冷却，熟化2小时；9）熟化后马上升温至450C脱除大部分丙酮和丁酮，然后升温至560C脱除丙酮至要求值；10）使用去离子水调整固含量，并用20份水性聚氨酯缔合型增稠剂调整粘度，可加入少量基材润湿剂或流平剂0.2-0.5份，经检测合格后，按包装指示用80目过滤网过滤包装。本专利技术与现有技术相比的优点是：采用分子结构设计和乳胶粒子结构设计，摒弃了在水性聚氨酯乳液中添加消光粉的做法，达到比添加消光粉更为优异的自消光效果，避免了添加消光粉引起乳液不稳定性等负面作用；具有良好的乳化稳定性，其性能主要取决于分子结构设计，以及亲水基团周围的分子结构的刚性维持能力，降低了水性聚氨酯自消光树脂工业化对乳化技术的难度要求，提高了生产制造的品质稳定性。具体实施方式本专利技术水性聚氨酯自消光树脂的合成物质，包括至少一种分子量为1000或2000的聚四亚甲基醚二醇，或两种的混合物，其物质量设定为n个单位，n为大于1的自然数，n的单位为mol；至少包含环烷基脂肪族二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯的一种或两种的混合物，至少一种二氨基磺酸盐作为亲水扩链剂，水性聚氨酯缔合型增稠剂，催化剂，去离子水；其特征是：还包含至少一种碳原子数为4以上的1，4-丁二醇或1，6-己二醇脂肪族小分子扩链剂，或两种的混合物，二氨基磺酸盐为2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠，至少两种仲胺类扩链剂，乙二胺或异佛尔酮二胺或两者的混合物作为乳化前扩链剂，以及水合肼作为乳化后扩链剂；异氰酸酯物质的量为n+3；脂肪族小分子扩链剂物质的量为1/n+3；2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠物质的量为1.05-1.25/n+3；二胺的物质量为1.25-1.50/n+3。本专利技术水性聚氨酯自消光树脂的制备方法，其特征是：1)投料聚四亚甲基醚二醇，分子量为2000，800份入6000L反应釜，升温至1150C，抽真空脱水0.5小时，打开回流冷凝阀，通入氮气保护；2）降温至800C，中速搅拌下，投料100份丁酮、222.4份二异氰酸酯、0.6份催化剂入以上反应釜，反应1.5小时；3）投料400份丁酮、脂肪族小分扩链剂18份入以上反应釜，800C继续反应2.0小时；4）降温至600C，中速搅拌下投料丙酮400份，调整温度至500C；在分散盘边缘线速度为12m/s以上高速剪切下，快速加入2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠亲水扩链剂46.4份，然后高速搅拌30分钟；在30分钟内持续匀速滴加600份丙酮，以保持反应时的粘度；5）预先准备2.4份仲胺扩链剂和丙酮200份的混合物，在高速搅拌下投入反应釜，并反应5分钟；6）快速加入2440份冰冻去离子水，高速剪切乳化15分钟；7）预先准备水合肼3份和去离子水27份的混合物，一次投入以上反应釜，高速剪切5分钟；8）在中速搅拌下保持冷却水冷却，熟化2小时；9）熟化后马上升温至450C脱除大部分丙酮和丁酮，然后升温至560C脱除丙酮至要求值；10）使用去离子水调整固含量，并用20份水性聚氨酯缔合型增稠剂调整粘度，可加入少量基材润湿剂或流平剂0.2-0.5份，经检测合格后，按包装指示用80目过滤网过滤包装。本专利技术采用碳原子数为4以上的小分子二醇，在聚合过程中进行扩链本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性聚氨酯自消光树脂，包括至少一种分子量为1000或2000的聚四亚甲基醚二醇，或两种的混合物，其物质量设定为n个单位，n为大于1的自然数；至少有环烷基脂肪族二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或4,4'‑二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种的混合物，至少一种二氨基磺酸盐，水性聚氨酯缔合型增稠剂，催化剂，去离子水；其特征是：还包含至少一种碳原子数为4以上的1，4‑丁二醇或1，6‑己二醇脂肪族小分子扩链剂，或两种的混合物，二氨基磺酸盐为2‑[(2‑氨乙基)氨基]乙磺酸钠，至少两种仲胺类扩链剂，乙二胺或异佛尔酮二胺或两者的混合物作为乳化前扩链剂，以及水合肼作为乳化后扩链剂；异氰酸酯物质的量为n+3；脂肪族小分子扩链剂物质的量为1/n+3；2‑[(2‑氨乙基)氨基]乙磺酸钠物质的量为1.05‑1.25/n+3；二胺物质的量为1.25‑1.50/n+3。

【技术特征摘要】
1.一种水性聚氨酯自消光树脂，包括至少一种分子量为1000或2000的聚四亚甲基醚二醇，或两种的混合物，其物质量设定为n个单位，n为大于1的自然数；至少有环烷基脂肪族二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种的混合物，至少一种二氨基磺酸盐，水性聚氨酯缔合型增稠剂，催化剂，去离子水；其特征是：还包含至少一种碳原子数为4以上的1，4-丁二醇或1，6-己二醇脂肪族小分子扩链剂，或两种的混合物，二氨基磺酸盐为2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠，至少两种仲胺类扩链剂，乙二胺或异佛尔酮二胺或两者的混合物作为乳化前扩链剂，以及水合肼作为乳化后扩链剂；异氰酸酯物质的量为n+3；脂肪族小分子扩链剂物质的量为1/n+3；2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠物质的量为1.05-1.25/n+3；二胺物质的量为1.25-1.50/n+3。2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯自消光树脂的制备方法，其特征是：1)投料聚四亚甲基醚二醇，分子量为2000，800份入6000L反应釜，升温至1150C，抽真空脱水0.5小时，打开回流冷凝阀，通入氮气保护；2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张善志，徐群策，徐卡特，胡军舰，
申请(专利权)人：温州国仕邦高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33