本发明专利技术公开了一种用于合成革面料的水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂及其制备方法，其特征是在聚氨酯分子主链上含有有机氟和有机硅元素，在聚氨酯分子侧链上含有可交联的双键基团，在聚氨酯侧链上含有亲水基团。其制备特征是以氟醚封端的硅氧烷二元醇为大分子多元醇将有机氟和有机硅化学键入聚氨酯链段中；以丙烯酸酯单体为稀释剂通过辐射聚合与含双键的聚氨酯发生交联，提高两种树脂的相容性；以多元胺为后扩链剂，同时提高乳液的固含量和聚氨酯的分子量。应用本发明专利技术方法制备的水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂，安全环保，乳液性能稳定，聚合物材料具有优异的机械性能和耐水耐化学性能，可广泛应用于合成革面层。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水性聚氨酯合成革
，特别涉及一种用于合成革面料的水性聚 氨酯-丙烯酸酯树脂及其制备方法。
技术介绍
采用聚氨酯树脂生产合成革的面层和基层材料，使合成革具有光泽柔和自然、手 感柔软、真皮感强的特点。中国技术专利ZL200720110550.4提出的真皮绒面聚氨酯 革，在正面的真皮纤维层上涂有一层聚氨酯面层，使得产品达到高仿真皮的效果。由于水性 树脂产业化是符合当今国际化工产品发展方向与发展潮流的，是替代进口、竞争国际市场 的重要发展战略，因此，水性聚氨酯合成革已成为目前发展最快的合成革品种之一，市场潜 力非常巨大。水性合成革用聚氨酯的特点优势在于经济环保，安全无公害，且在综合性能上与 传统的溶剂性合成革用聚氨酯大体一致，其中某些指标还更为优越。然而一般水性聚氨酯 乳液的自增稠性差、固含量低、乳胶膜的耐水性差、光泽性较低，涂膜的综合性能较差，为了 更好地提高水性聚氨酯树脂的综合性能，扩大应用范围，需对水性聚氨酯乳液进行适当的 改性。中国专利申请号200810037699. 3提出的有机硅-聚氨酯-丙烯酸酯三元复合离聚 物乳液的合成方法，该方法使用有机硅改性PUA聚合物，综合三者的优异性能，可以应用于 纺织品、汽车、家电等领域，但在聚氨酯预聚体合成过程中使用了有毒溶剂(包括丙酮、丁 酮、甲苯等)和金属离子(钠离子、钾离子等)，这些化合物不仅污染环境，而且部分残留在 制品中，会影响产品的质量和性能。中国专利ZL03146960.4提出的有机硅改性丙烯酸聚氨 酯杂合水分散体，是在聚氨酯侧链上引入活性双键基团，同时用功能性有机硅氧烷单体和 丙烯酸酯单体改性，所获分散体具有良好的耐热性和耐溶剂性，但在化学引发剂引发下，有 机硅氧烷单体和丙烯酸酯单体的转化率不高，水性聚氨酯树脂的耐水性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种用于合成革面料的水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂及其 制备方法，该树脂具有无V0C、工艺简单、成本低、耐水耐溶剂性优良等特点。其技术方案是一种用于合成革面料的水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂，其特征在于 以总体反应物的质量为基准，在聚氨酯分子主链上含有有机氟和有机硅元素，含量为3 7% ；在聚氨酯分子侧链上含有可交联的双键基团，含量为2 7. 5% ；在聚氨酯侧链上含有 亲水基团，含量为1-3. 5% ；聚醚和/或聚酯和/或聚丁二烯链段，含量为20 42%，聚丙 烯酸酯链段，含量为40 70%。所述可交联的双键是指丙烯酸酯基团中的双键。—种用于合成革面料的水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂的制备方法，其特征在于以 水性聚氨酯-丙烯酸酯中非水性组分的质量为基准，将2. 5 15%的氟醚封端的硅氧烷二元醇和10 50%的大分子多元醇在100 120°C脱水0. 5 1. 5小时，加入10 25%的 多异氰酸酯，在80 100°C反应2 4小时；加入2 7%的亲水化合物和0 3%的小分 子扩链剂，在60 90°C反应1 4小时，得到端基为NCO基团的聚氨酯预聚物，反应过程 中视粘度大小加入20 65%的丙烯酸酯单体稀释；将聚氨酯预聚物转入高速剪切分散机， 在800 4000转/分钟高速剪切和0 20°C条件下加入2 6%的三乙胺反应1 3分 钟，再加入去150 250%离子水，1 5分钟后得到端基为NCO基团的聚氨酯乳液；在0 20800 4000转/分钟高速搅拌条件下，缓慢加入0 5%多元胺进行后扩链，搅拌1 10分钟后，得到含有丙烯酸酯单体的水性聚氨酯乳液；将含有丙烯酸酯单体的水性聚氨酯 乳液置于辐射瓶中，利用6ciCo- Y射线，在辐射剂量为90 120Gy/min下照射4 6小时， 最终得到无溶剂型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂。所述氟醚封端的硅氧烷二元醇，结构式如下CH3 CH,II 3HO— CH2CHO- CH2CH2CH2-^Si-O^rSi-CH2CHpH2-OCHCH— OHICH3 CH3ICF2CFHCF3CF2CFHCF3其中η为3 20的整数。所述大分子多元醇为聚己内酯多元醇(PJ)、聚碳酸酯多元醇(PCD)、聚四氢呋喃 醚多元醇(PTMG)、聚环氧乙烷多元醇(PEG)、聚环氧丙烷多元醇(PPG)和/或端羟基聚丁二 烯(HTTP)。所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基 甲烷二异氰酸酯(MDI)、1，6_己二异氰酸酯(HDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯0(DI)、萘-1， 5-二异氰酸酯(NDI)、多亚甲基多苯基异氰酸酯(PAPI)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯 (TMXDI)、甲基环己基二异氰酸酯(HTDI)和/或二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)。所述亲水化合物为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基戊酸和/或二羟甲基 辛酸。所述小分子扩链剂为乙二醇、一缩二乙二醇、1，4-丁二醇、2，3-丁二醇、1，6-己二 醇、新戊二醇、二甘醇、甘油、山梨醇、三羟甲基丙烷、二羟甲基环己烷、季戊四醇二丙烯酸酯 (PEDA)、二缩季戊四醇四丙烯酸酯(DPETA)和/或三羟甲基丙烷单丙烯酸酯(TMPMA)。所述丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁 酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸-β -羟乙酯、丙烯酸羟 乙酯、甲基丙烯酸-β -羟丙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸缩水甘油酯、甲 基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸六氟丁酯和 /或丙烯酸六氟丁酯。所述多元胺为乙二胺、丙二胺、己二胺、2-甲基-1，5-戊二胺、二乙烯三胺、三乙烯 四胺、四乙烯五胺和/或异氟尔酮二胺。本专利技术的一种用于合成革面料的水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂，以水性聚氨酯-丙 烯酸酯乳液中非水性组分的质量为基准，以大分子多元醇的方式将有机氟和有机硅化学键 入聚氨酯链段中，有机氟和有机硅的引入使得聚氨酯材料具有优良的机械性能和耐水耐化 学性能；以丙烯酸酯单体为稀释剂最后通过辐射聚合，不仅提高与聚氨酯树脂的相容性，而且减少了 VOC的含量，降低成本；以多元胺为后扩链剂，同时提高乳液的固含量和聚氨酯的 分子量。应用本专利技术方法制备的水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂，安全环保，乳液性能稳定，聚 合物材料具有优异的机械性能和耐水耐化学性能，可广泛应用于合成革面层。附图说明图1为本专利技术方法制备的水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂的红外吸收光谱图。具体实施例方式实施例1将沈克的氟醚封端的硅氧烷二元醇(Mn = 2000)和64克的聚环氧丙烷多元醇 (Mn = 2000)在120°C脱水1小时，加入23. 5克的甲基环己基二异氰酸酯，在90°C反应4小 时；加入6. 8克的二羟甲基丙酸和1. 7克的季戊四醇二丙烯酸酯，在80°C反应3小时，反应 过程中加入30克的丙烯酸甲酯和30克的丙烯腈稀释，得到端基为NCO基团的聚氨酯预聚 物；将聚氨酯预聚物转入高速剪切分散机，在800转/分钟高速剪切和20°C条件下加入5. 2 克的三乙胺反应2分钟，再加入340克的水，5分钟后得到端基为NCO基团的聚氨酯乳液； 在低于20°C、4000转/分钟高速搅拌条件下，缓慢加入1. 86克的乙二胺进行后扩链，搅拌5 分钟后，得到水性聚氨酯乳液；本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于合成革面料的水性聚氨酯－丙烯酸酯树脂，其特征在于：以总体反应物的质量为基准，在聚氨酯分子主链上含有有机氟和有机硅元素，含量为３～７％；在聚氨酯分子侧链上含有可交联的双键基团，含量为２～７．５％；在聚氨酯侧链上含有亲水基团，含量为１－３．５％；聚醚和／或聚酯和／或聚丁二烯链段，含量为２０～４２％，聚丙烯酸酯链段，含量为４０～７０％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：戴家兵，李维虎，
申请(专利权)人：合肥市科天化工有限公司，
类型：发明
国别省市：34
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