水性聚氨酯光油及制备方法技术

一种水性聚氨酯光油及制备工艺，属于化学技术领域。该水性聚氨酯光油原料组分为：聚碳酸酯二醇、二异氰酸酯、铋磺酸基催化剂、含羧基的二元醇、小分子二元醇、叔胺类化合物、丙酮、抗氧剂1010、去离子水、胺扩链剂、丙二醇碳酸酯、双端羟基聚醚改性硅油份。其制备方法工艺步骤包括：（1）聚碳酸酯二醇脱水处理、（2）预聚物合成、（3）预聚物中和、（4）扩链和乳化、（5）蒸馏、（6）复配：将所得到的水性聚氨酯乳液在搅拌下添加丙二醇碳酸酯或双端羟基聚醚改性硅油后得到用于皮革表面涂饰的水性聚氨酯光油。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学
，涉及一种皮革表面涂饰剂。
技术介绍
涂饰是皮革制造过程中的一个重要环节，涂饰可增加皮革的美观和耐用性能，提高皮革档次，增加花色品种和扩大使用范围。水性聚氨酯由于以水为介质，具有无毒、不易燃烧、不污染环境、节能、安全可靠等优点。因此，近年来水性聚氨酯乳液获得了广泛的关注和较快的发展。水性聚氨酯乳液可使成革表面光亮光滑、耐水、耐溶剂、耐摩擦、耐寒、耐曲折，是目前国内制革厂使用较多的高档水性光油。但目前大多数制革厂使用的水性聚氨酯光油均为国外产品，国内生产的水 性聚氨酯光油还存在手感不佳、耐溶剂、耐热、耐干湿擦稍差的缺点。中国专利CN101717488A公开了一种环氧树脂改性水性聚氨酯乳液的制备方法通过采用环氧树脂作为大分子扩链剂，使环氧基和羟基参与反应，形成多重交联，虽然提高了聚氨酯的耐水、耐溶剂、耐热性能，但成膜硬度增加，手感变差，且成膜有裂纹流平性变差。中国专利CN101235129A公开了一种聚丁二烯改性聚氨酯乳液的制备方法通过在聚氨酯中引入端羟基聚丁二烯，使改性的聚氨酯乳液耐低温和力学性能得到了提高。但是此种改性乳液的机械稳定性不是很好，乳液常温放置几个月后容易出现增稠、沉淀、聚合的现象。中国专利CN1847277A公开了一种阴离子自乳化水性聚氨酯乳液的制备方法该专利中提出了亚甲基二甲基二异氰酸酯在水性聚氨酯中的应用，虽然以亚甲基二甲基二异氰酸酯为原料的水性聚氨酯可满足皮革涂饰的很多要求，但是作为水性光油在高档皮革顶层涂饰却满足不了耐光、耐黄变以及其它物理性能的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷而提供的一种用于皮革表面涂饰的环保型，该水性环保型聚氨酯光油不仅具有良好的环保性，还具有储存稳定性好、成膜光亮、耐光耐黄变、耐溶剂、耐干湿擦、能保持皮革的真皮手感的优点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是原料组分及重量比为聚碳酸酯二醇57. 28-62. 8份、二异氰酸酯31. 2-36份、铋磺酸基催化剂:0. 126-0. 252份、含羧基的二元醇4. 64-5. 12份、小分子二元醇:0. 40-1. 90份、叔胺类化合物3. 08-3. 94份、丙酮48-57. 6份、抗氧剂1010 :0. 28-0. 6份、去离子水304-364份、胺扩链剂0. 48-1. 6份、丙二醇碳酸酯8-12份、双端羟基聚醚改性硅油0. 8份。所述的聚碳酸酯二醇是以小分子二醇为起始剂，与碳酸二甲酯或二苯基碳酸酯进行酯交换反应而制得的。所述的二异氰酸酯为氢化苯基甲烷二异氰酸酯(H12DMIX所述的铋磺酸基催化剂的化学式为Bi (CH3SO3) 3。所述的含羧基的二元醇为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸中的一种。所述的小分子二元醇为乙基丁基丙二醇、1，6-己二醇、1，4-环己烷二甲醇、新戊二醇、1,2-辛二醇、1，10-癸二醇中的一种。所述的叔胺类化合物为三乙胺、二甲氨基乙醇、二甲氨基丙醇中的一种。所述的抗氧化剂1010的化学分子式为四[￠-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。 所述的丙酮是低沸点有机溶剂。 所述的胺扩链剂为己二胺、二乙烯三胺、异佛尔酮二胺中的一种。所述的丙二醇碳酸酯是高沸点有机助溶剂。所述的双端羟基聚醚改性硅油是有机硅改性交联剂。其制备方法步骤如下 I、聚碳酸酯二醇脱水处理 将聚碳酸酯二醇加入到干燥不锈钢反应釜中，加热至110-120°C，并用真空泵在200-400P的压力下抽真空干燥0. 5-1小时，然后将聚碳酸酯二醇降温至70-75°C。2、预聚物合成 将H12DMI (在此步骤中，双端羟基聚醚改性硅油可以和H12DMI —同加入参与反应，也可以和丙二醇碳酸酯一起后添加)加入到聚碳酸酯二醇中，控制温度在85-95°C之间，搅拌反应2-2. 5小时，然后降温至70-75°C加入铋磺酸基催化剂、含羧基的二元醇和小分子二元醇，继续升温至75-85°C，搅拌2. 5-3. 5小时，一直反应到异氰酸酯基团(一NC0)不再变化为止，得到预聚物，在此过程中加入丙酮进行降低粘度。3、预聚物中和 将预聚物的温度降至50°C，利用丙酮调节粘度至约70-80mpa. s，再通过高位槽滴加叔胺类化合物，搅拌反应10-15分钟。4、扩链和乳化 在高剪切力下，加入水，再加入事先用水稀释的胺扩链剂，搅拌速率控制在1000-2000转/分，搅拌20-30分钟。得到蓝光半透明的水性聚氨酯乳液。5、蒸馏 将水性聚氨酯乳液在60-70°C之间通过减压蒸馏40-60分钟，除去丙酮，得到pH=7. 5-9，固含量在20-25%的蓝光半透明的水性聚氨酯乳液。6、复配 将所得到的水性聚氨酯乳液在搅拌下添加丙二醇碳酸酯或双端羟基聚醚改性硅油后得到用于皮革表面涂饰的水性聚氨酯光油。本专利技术的有益技术效果体现在以下几个方面 I、本专利技术采用聚碳酸酯二醇为主要原材料，与一般的聚酯二元醇和聚醚系的二元醇相比具有相当优异的机械性能，抗水解性，热稳定性，耐候性和耐溶剂性。2、本专利技术采用的异氰酸酯是氢化苯基甲烷二异氰酸乙酯(H12DMI), H12DMI属于脂环族二异氰酸酯，用它可制得不黄变聚氨酯产品，适合于生产具有优异的光稳定性、耐候性和机械性能的聚氨酯材料，除了优异的力学性能以外，H12DMI还赋予制品杰出的耐水解性和耐化学品性能。3、本专利技术采用的催化剂是铋磺酸基催化剂，属新一代无毒，绿色环保型催化剂，代替了目前生产水性聚氨酯乳液普遍使用的含有机锡类的催化剂，残留在聚氨酯乳液中的有机锡重金属催化剂不仅会造成环境污染，还可导致生物体畸形和慢性中毒，该类催化剂已被欧盟等发达国家列入禁止使用的名单。而有机铋催化剂不仅仅属于合成聚氨酯材料的新型无毒、绿色环保型催化剂，还可以使制得的聚氨酯 产品具有较窄的分子量分布和较低的粘度，在水性聚氨酯乳液中还可减少水于-NCO基的副反应。4、本专利技术采用的抗氧剂1010是一种多元受阻酚型抗氧剂，与大多数聚合物具有很好的相容性。有良好的防止光和热引起的变色作用。且毒性极低，可用于食品包装材料中。5、本专利技术所采用的助溶剂是丙二醇碳酸酯，它是一只无色无味的透明液体，是一种环保型的无毒高沸点溶剂。6、本专利技术采用有机硅改性交联剂为双端羟基聚醚改性硅油，由于它的分子结构中含有双端羟基，既可以在预聚反应初期加入一同参与化学反应，也可以作为一种后添加剂加入到乳液中去，两种加入方式都可以起到改善手感和降低粘性的作用。采用本专利技术的积极效果是这些因素决定了本专利技术制备的水性聚氨酯光油具有良好的环境保护性，乳液具有优良的储存稳定性，用于皮革表面涂饰时具有成膜光亮、耐光耐黄变、耐溶剂、耐干湿擦、能保持皮革的真皮手感的优点。具体实施例方式下面通过原材料不同配比用量，同类原料不同下位品种情况下的具体实例，对本专利技术进一步说明 实施例I : 以生产475公斤水性聚氨酯光油为例，原材料配方配比采用下限值，采用日本旭化成产品牌号，上海沂庆贸易有限公司代理的聚碳酸酯二醇P⑶L-T4671 (分子量为1000)、二羟甲基丙酸、I. 6-己二醇、二甲氨基乙醇、异佛尔酮二胺下位品种。原料组分及配方聚碳酸酯二醇P⑶L-T4671 (分子量为1000) :57. 28公斤、H12DMI 36本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性聚氨酯光油，其特征是原料组分及重量比为：:聚碳酸酯二醇：57.28？62.8份、二异氰酸酯：31.2？36份、铋磺酸基催化剂：0.126？0.252份、含羧基的二元醇：4.64？5.12份、小分子二元醇：0.40？1.90份、叔胺类化合物：3.08？3.94份、丙酮：48？57.6份、抗氧剂1010：0.28？0.6份、去离子水304？364份、胺扩链剂0.48？1.6份、丙二醇碳酸酯8？12份、双端羟基聚醚改性硅油0.6？0.8份。

【技术特征摘要】
1.ー种水性聚氨酯光油，其特征是原料组分及重量比为聚碳酸酯ニ醇57. 28-62. 8份、ニ异氰酸酯=31. 2-36份、铋磺酸基催化剂0. 126-0. 252份、含羧基的ニ元醇4.64-5. 12份、小分子ニ元醇0. 40-1. 90份、叔胺类化合物3. 08-3. 94份、丙酮48-57. 6份、抗氧剂1010 :0. 28-0. 6份、去离子水304-364份、胺扩链剂O. 48-1. 6份、丙ニ醇碳酸酯8-12份、双端羟基聚醚改性硅油O. 6-0. 8份。2.如权利要求I所述的水性聚氨酯光油，其特征是聚碳酸酯ニ醇是以小分子ニ醇为起始剂，与碳酸ニ甲酯或ニ苯基碳酸酯进行酯交换反应而制得的。3.如权利要求I所述的水性聚氨酯光油，其特征是ニ异氰酸酯为氢化苯基甲烷ニ异氰酸酷(H12DMIX4.如权利要求I所述的水性聚氨酯光油，其特征是含羧基的ニ元醇为ニ羟甲基丙酸、ニ羟甲基丁酸中的ー种。5.如权利要求I所述的水性聚氨酯光油，其特征是小分子ニ元醇为こ基丁基丙ニ醇、1,6-己ニ醇、1，4-环己烷ニ甲醇、新戊ニ醇、1，2-辛ニ醇、1，10-癸ニ醇中的ー种。6.如权利要求I所述的水性聚氨酯光油，其特征是叔胺类化合物为三こ胺、ニ甲氨基こ醇、ニ甲氨基丙醇中的ー种。7.如权利要求I所述的水性聚氨酯光油，其特征是胺扩链剂为己ニ胺、ニこ烯三胺、异佛尔酮ニ胺中的ー种。8.如权利要求I所述的水性聚氨酯光油，其特征是双端羟基聚醚改性硅油是有机硅改性交联剂。9.一种如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰华，刘文峰，闫克辉，张福义，胡新霞，马福兰，刘娅林，孙海园，李扬，
申请(专利权)人：山东天庆科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：