本发明专利技术属于聚氨酯改性技术领域，具体涉及一种改性水性聚氨酯及其制备方法和表面处理剂。本发明专利技术的改性水性聚氨酯的制备方法为：采用羟基丙烯酸酯和含有乙烯基的苯磺酸钠对水性聚氨酯进行改性。本发明专利技术的改性水性聚氨酯的对PVC(人造革)的附着力和耐水解性好，且具有良好的阻燃性。良好的阻燃性。
【技术实现步骤摘要】
一种改性水性聚氨酯及其制备方法和表面处理剂
[0001]本专利技术属于聚氨酯改性
，具体涉及一种改性水性聚氨酯及其制备方法和表面处理剂。
技术介绍
[0002]以PVC树脂为原料生产的人造革简称为PVC人造革(简称人造革)。我国是世界人造革生产和消费的大国，直至2017年我国人造革生产线和产量已经占据世界总产量的2/3，是高分子行业重点发展的领域。
[0003]人造革主要包含粘接层、中间发泡层以及表面效应层(表面处理剂)。表面处理剂一般作为人造革的顶层，因此需要较好的物理和化学性质，比如：耐溶剂性、耐水性、滑爽性、消光性、防污性、耐候性、防火阻燃性以及与PVC人造革涂层良好的附着力等。
[0004]传统的人造革表面处理剂一般是溶剂型树脂，其中包含的二甲基甲酰胺、甲苯、丁酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯等，这些溶剂对于环境会造成严重的污染。根据测算，每条人造革生产线排放溶剂量达20吨以上。因此，人造革行业面临着环境污染严重和资源浪费严重的问题，开发水性树脂代替溶剂型树脂，也就成为了维系人造革产业可持续发展的关键。
[0005]水性聚氨酯作为一种常见的水性树脂，可以按照多元醇的种类分为聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯。聚酯型聚氨酯由于存在大量的酯键可以有效的提高聚氨酯与PVC涂层的附着力，但是酯键在水性聚氨酯中容易水解；聚醚型水性聚氨酯耐水解性优良，但是与PVC涂层之间的附着力差。因此表面处理剂的耐水解和附着力难以平衡，且多功能的物理化学性能优良的表面处理剂种类也比较少。
[0006]因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于提供一种改性水性聚氨酯的制备方法，采用该方法制备得到的改性水性聚氨酯的附着性好，可有效解决/缓解现有技术中水性聚氨酯与PVC人造革之间附着力差的问题。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种改性水性聚氨酯的制备方法，采用羟基丙烯酸酯和含有乙烯基的苯磺酸钠对水性聚氨酯进行改性。
[0009]优选地，制备方法包括下述步骤：
[0010]步骤(1)，聚氨酯预聚体的合成：
[0011]a.将聚醚多元醇、二异氰酸酯、小分子扩链剂、亲水扩链剂、催化剂和溶剂置于反应器中，升温反应至NCO％到达理论值；
[0012]b.向所述反应器中加入羟基丙烯酸酯，继续反应直到体系中的NCO基团反应完；
[0013]c.降温，加入含有乙烯基的磺酸钠，搅拌；
[0014]步骤(2)，改性水性聚氨酯分散体的制备：加入溶剂和pH调节剂分别调节经步骤(1)处理得到的聚氨酯预聚体的粘度和pH，得到中和后的预聚体，并将中和后的预聚体分散
于去离子水中，得到改性水性聚氨酯分散体；
[0015]步骤(3)，改性水性聚氨酯的制备：向经所述步骤(2)处理得到的改性水性聚氨酯分散体中加入引发剂，升温，搅拌反应；搅拌反应结束后，除去溶剂即得所述改性水性聚氨酯。
[0016]优选地，所述羟基丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、4
‑
羟基丁基丙烯酸酯中的至少一种。
[0017]更优选地，含有乙烯基的磺酸钠为乙烯基磺酸钠和/或苯乙烯磺酸钠。
[0018]优选地，以重量份计，所述聚醚多元醇、二异氰酸酯、小分子扩链剂、亲水扩链剂、催化剂、羟基丙烯酸酯和含有乙烯基的磺酸钠的用量比为
[0019](13～17):(5.4～8):(0.1～1.05):(0.7～1.1):(0.03～0.05):(6.8～9):(6.8～9)。
[0020]优选地，所述聚醚多元醇、二异氰酸酯、小分子扩链剂、亲水扩链剂、催化剂、羟基丙烯酸酯和含有乙烯基的磺酸钠的用量比为(13～14.55):(5.05～6.09):(0.19～0.55):(0.52～1.02):(0.0295～0.035):(6.82～6.9):(6.82～6.9)。
[0021]优选地，所述步骤(1)和步骤(2)中的溶剂均为丙酮，所述步骤(2)中的pH调节剂为三乙胺；所述步骤(1)中溶剂的重量与步骤(3)制得的改性水性聚氨酯的重量之比为(13～15):100，所述步骤(1)和步骤(2)中溶剂的总重量与步骤(3)制得的改性水性聚氨酯的重量比为(73～75):100。
[0022]优选地，步骤(2)中，所述三乙胺与所述二异氰酸酯的重量比为(0.7～0.83):(5.4～8)；所述去离子水与所述聚醚多元醇的重量比为(63～66):(13～17)。
[0023]更优选地，步骤(2)中，所述三乙胺与所述二异氰酸酯的重量比为(0.39～0.77):(5.05～6.09)；所述去离子水与所述聚醚多元醇的重量比为(64.5～65.5):(13～14.55)。
[0024]优选地，所述步骤a中升温至60～70℃，NCO％的理论值为1.13～1.45。
[0025]优选地，步骤a中采用二丁胺滴定法监测反应过程。
[0026]更优选地，步骤c具体为，降温至40～50℃，加入所述含有乙烯基的磺酸钠后搅拌10～20min。
[0027]优选地，所述步骤(2)中，先将反应体系降温至30～40℃，再加入溶剂降低反应体系的粘度，搅拌20～30min后，加入pH调节剂，搅拌20～30min，得到中和后的预聚体。
[0028]优选地，将中和后的预聚体分散到1000～1500rpm转速下搅拌的去离子水中，维持搅拌20～30min，得到改性水性聚氨酯分散体。
[0029]优选地，步骤(3)中，引发剂为过硫酸钾，所述过硫酸钾与所述聚醚多元醇的重量比为(0.05～0.2):(13～17)，加入引发剂后水浴升温至80～85℃，搅拌反应3～4h。
[0030]优选地，所述步骤(3)中在45～55℃温度下减压蒸馏除去溶剂。
[0031]更优选地，所述过硫酸钾与所述聚醚多元醇的重量比为(0.115～0.125):(13～14.55)。
[0032]优选地，所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇和/或聚四氢呋喃二醇，所述的聚醚多元醇的数均分子量为1000～2000g/mol。
[0033]优选地，所述二异氰酸酯为4,4
’‑
二环己基甲烷二异氰酸酯和/或异佛尔酮二异氰酸酯。
[0034]优选地，所述小分子扩链剂为乙醇胺和/或1,4
‑
丁二醇。
[0035]优选地，所述催化剂为有机铋催化剂。
[0036]优选地，所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸。
[0037]本专利技术还提供了一种改性水性聚氨酯，其采用如下技术方案：一种改性水性聚氨酯，所述改性水性聚氨酯采用上所述的方法制备得到。
[0038]本专利技术还提供了一种表面处理剂，其采用如下技术方案：一种表面处理剂，所述表面处理剂包括上所述的改性水性聚氨酯。
[0039]优选地，所述表面处理剂用于对PVC人造革进行处理。
[0040]更优选地，所述表面本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，采用羟基丙烯酸酯和含有乙烯基的苯磺酸钠对水性聚氨酯进行改性。2.如权利要求1所述的改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤(1)，聚氨酯预聚体的合成：a.将聚醚多元醇、二异氰酸酯、小分子扩链剂、亲水扩链剂、催化剂和溶剂置于反应器中，升温反应至NCO％到达理论值；b.向所述反应器中加入羟基丙烯酸酯，继续反应直到体系中的NCO基团反应完；c.降温，加入含有乙烯基的磺酸钠，搅拌；步骤(2)，改性水性聚氨酯分散体的制备：加入溶剂和pH调节剂分别调节经步骤(1)处理得到的聚氨酯预聚体的粘度和pH，得到中和后的预聚体，并将中和后的预聚体分散于去离子水中，得到改性水性聚氨酯分散体；步骤(3)，改性水性聚氨酯的制备：向经所述步骤(2)处理得到的改性水性聚氨酯分散体中加入引发剂，升温，搅拌反应；搅拌反应结束后，除去溶剂即得所述改性水性聚氨酯；优选地，所述羟基丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、4
‑
羟基丁基丙烯酸酯中的至少一种；更优选地，含有乙烯基的磺酸钠为乙烯基磺酸钠和/或苯乙烯磺酸钠。3.如权利要求2所述的改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，以重量份计，所述聚醚多元醇、二异氰酸酯、小分子扩链剂、亲水扩链剂、催化剂、羟基丙烯酸酯和含有乙烯基的磺酸钠的用量比为(13～17):(5.4～8):(0.1～1.05):(0.7～1.1):(0.03～0.05):(6.8～9):(6.8～9)；优选地，所述聚醚多元醇、二异氰酸酯、小分子扩链剂、亲水扩链剂、催化剂、羟基丙烯酸酯和含有乙烯基的磺酸钠的用量比为(13～14.55):(5.05～6.09):(0.19～0.55):(0.52～1.02):(0.0295～0.035):(6.82～6.9):(6.82～6.9)。4.如权利要求2所述的改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(2)中的溶剂均为丙酮，所述步骤(2)中的pH调节剂为三乙胺；所述步骤(1)中溶剂的重量与步骤(3)制得的改性水性聚氨酯的重量之比为(13～15):100，所述步骤(1)和步骤(2)中溶剂的总重量与步骤(3)制得的改性水性聚氨酯的重量比为(73～75):100；优选地，步骤(2)中，所述三乙胺与所述二异氰酸酯的重量比为(0.7～0.83):(5.4～8)；所述去离子水与所述聚醚多元醇的...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱洪祥，钱建中，翁闯，高月，邹秀静，陈杰，
申请(专利权)人：福建汇得新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。