[发明专利]一种聚酯型阳离子型水性含氟聚氨酯及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种聚酯型阳离子型水性含氟聚氨酯及其制备方法和在皮革涂饰剂中的应用。

背景技术

阳离子型水性聚氨酯的分子链上带有正电，对疏水的聚酯、丙烯基类织物纤维具有很好的浸润性，在纺织、皮革和造纸等领域具有广泛的应用前景。

目前的皮革涂饰剂主要有单组份阳离子型水性聚氨酯与溶剂型聚氨酯。单组份阳离子型水性聚氨酯由于其存在亲水性基团，因此传统的单组份阳离子型水性聚氨酯涂饰剂的硬度、耐水性和耐溶剂性达不到溶剂型聚氨酯的水平，而溶剂型聚氨酯由于存在环保问题已逐渐面临淘汰。

基于以上背景，迫切需要发展耐水性好、耐溶剂性优良、耐磨性优异、力学性能优异、环保型的阳离子型水性聚氨酯皮革涂饰剂，扩大皮革涂饰剂的应用范围。

发明内容

本发明目的之一为了解决上述的溶剂型聚氨酯的污染环境、传统的单组份阳离子型水性聚氨酯的硬度、耐水性和耐溶剂差等技术问题而提供一种性能优于单组份阳离子型水性聚氨酯、接近溶剂型聚氨酯但比溶剂型聚氨酯更加环保的聚酯型阳离子型水性含氟聚氨酯。

本发明目的之二提供上述聚酯型阳离子型水性含氟聚氨酯的制备方法。

本发明采用的技术方案

一种聚酯型阳离子型水性含氟聚氨酯，按重量份数计算，其组成及含量如下：

聚己二酸乙二醇酯                    40-60份

1,6-己二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物    100-120份

扩链剂                              0.2-5.0份

中和剂                               0.2-8.0份

催化剂                               0.02-1.0份

稀释剂                               40-60份

其中所述的聚己二酸乙二醇酯的数均分子量为2000g/mol；

所述的1,6-己二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物，重量份数计算，其组成及含量如下：

1,6-己二异氰酸酯三聚体         100-120份

4,4,5,5,5-五氟戊醇               1-3份

二月桂酸二丁基锡               0.6-1.0份

所述的扩链剂为N-甲基二乙醇胺；

所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡与辛酸亚锡组成的混合物；优选为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡；

所述的中和剂为乙醇酸、冰醋酸及乙酸酐中的一种或两种以上组成的混合物；优选的乙醇酸或乙酸酐；

所述的稀释剂为丙酮或丁酮。

上述的聚酯型阳离子型水性含氟聚氨酯的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）、将1,6-己二异氰酸酯三聚体、4,4,5,5,5-五氟戊醇及二月桂酸二丁基锡加入到容器中，在氮气保护下80℃下反应3h后得到1,6-己二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物；

（2）、将聚己二酸乙二醇酯在120℃，720-760mmHg真空度下搅拌脱水1h，然后通氮气下加入步骤（1）所得的1,6-己二异氰酸酯三聚体-氟醇加成物，混合均匀后将温度升至85～90℃左右，反应2h后降温至60℃，加入扩链剂及催化剂，继续反应1h后加入稀释剂，得到反应液;

将上述得到的反应液倒入加有中和剂的冰水中，然后于1000r/min 高速剪切乳化10min，减压蒸馏至稀释剂全部脱出后即得到聚酯型阳离子型水性含氟聚氨酯；

所述的中和剂和冰水按重量比计算，即中和剂：冰水为1：100~200；

所述的减压蒸馏即控制温度为30℃，真空度750mmHg，搅拌转速为60~90rpm下进行，至稀释剂全部脱出后为止，即脱至蒸馏瓶中无气泡，停止。

上述的聚酯型阳离子型水性含氟聚氨酯用于皮革涂饰剂。

本发明的有益效果

本发明的一种聚酯型阳离子水性含氟聚氨酯，由于酯羰基会与硬段的-HNCOO-结构中H原子形成众多氢键，因此具有较好的耐溶剂性。酯键的存在使水性聚氨酯的刚性增强，使水性聚氨酯力学强度增强。