[发明专利]一种端羟基液体橡胶改性水性聚氨酯消光树脂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种端羟基液体橡胶改性水性聚氨酯消光树脂的方法，属于水性涂料工业领域。

背景技术

水性聚氨酯具有无毒、不易燃、不污染、安全可靠、易操作和改性等特点，因此在涂料、胶黏剂和皮革涂饰剂等领域有广泛应用。但是相比传统的溶剂型聚氨酯，仍有一些不足和缺陷。由于在水性聚氨酯主链中引入亲水基团，所以其耐水性相对较差；另外，水性聚氨酯的分子量比溶剂型聚氨酯低，使得力学性能和耐热性均有待提高。

皮革涂饰剂可以对皮革材料的表面性能进行修饰来满足各种应用的需求。因此，近年来功能性皮革涂饰剂涂料受到了广泛关注。消光的涂料有优雅、柔和、自然的外观，符合现在人们的生活需求，受到了广大消费者的青睐。合成消光树脂可避免直接添加消光粉所带来的乳液稳定性差、乳液的黏度升高、胶膜的耐刮性下降等缺陷，进而受到了广泛关注。中国专利104164785A公开了一种合成革用水性消光表面处理剂及其应用方法，该专利将水性聚氨酯、海藻酸钠溶液、聚氨酯绒毛粉、酪素涂饰剂、交联剂和水混合形成合成革表面处理剂，然后对合成革进行涂饰，烘干后得到消光的表面。该方法本质上还是利用物理方法达到消光，同时该方法中用到的氮丙啶交联剂有高毒性，对人体有潜在危险。中国专利103740250A公开了一种自消光型皮革水性聚氨酯涂饰剂的制备方法，该方法合成了一种具有交联结构较大粒径的聚氨酯A组分，使其与粒径较小的B组分进行混合，在成膜过程中A组分上浮在表面，使膜具有较高粗糙度达到消光效果。该方法需要先合成两种水性聚氨酯，再将其物理共混，制备工艺较为复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种端羟基液体橡胶改性水性聚氨酯消光树脂的方法。该方法利用端羟基液体橡胶主链包含碳碳双键和两个羟基的特点，通过共聚的方式将端羟基液体橡胶引入水性聚氨酯体系中，端羟基液体橡胶较长的非极性碳链使乳液在成膜过程由于极性的差异在硬段和软段微区会发生明显的微相分离，从而使水性聚氨酯胶膜产生表面粗糙，达到消光的效果。同时，通过端羟基液体橡胶强疏水性的烯键可提高水性聚氨酯的耐水性。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种端羟基液体橡胶改性水性聚氨酯消光树脂的方法，通过共聚的方式将端羟基液体橡胶引入水性聚氨酯体系中，端羟基液体橡胶较长的非极性碳链使乳液在成膜过程在硬段和软段微区会发生明显的微相分离，从而使水性聚氨酯胶膜产生表面粗糙，实现消光的目的；

一种端羟基液体橡胶改性水性聚氨酯消光树脂的方法，具体步骤如下：

步骤一、将真空除水后的端羟基液体橡胶和聚醚二元醇或者聚酯二元醇混合，在惰性气保护和机械搅拌下加入二异氰酸酯，在催化剂作用下反应至剩余异氰酸根的含量达到理论值a后得到产物A；端羟基液体橡胶的质量占聚醚二元醇或者聚酯二元醇质量的10～50％。

步骤二、将亲水扩链剂加入到步骤一得到的产物A中，继续反应至剩余异氰酸根的含量达到理论值b后，得到产物B；亲水扩链剂的质量占预聚体总质量的3～10％。

步骤三、将小分子扩链剂加入到步骤二得到的产物B中，继续反应至剩余异氰酸根的含量达到理论值c后，得到产物C；小分子扩链剂的质量占预聚体总质量的1～3％；定义R为预聚体中异氰酸根与步骤一、步骤二、步骤三中所有羟基的物质的量比，则需R＞1。

步骤四、将产物C降至室温，然后加入成盐剂，直至成盐剂与亲水扩链剂的中和反应完全，得到预聚体；成盐剂与亲水扩链剂的物质的量比为1:1。

步骤五、将步骤四所得的预聚体在高速分散下乳化，乳化开始后立即加入后扩链剂，得到端羟基液体橡胶改性水性聚氨酯消光树脂；后扩链剂中胺基与预聚体中剩余异氰酸根的物质的量比为1:1。

步骤一、二、三所述的异氰酸根理论值的计算公式分别为：

其中n_(NCO)＝二异氰酸酯中异氰酸根的物质的量(mol)；n₁(OH)＝端羟基液体橡胶中羟基的物质的量(mol)；n₂(OH)＝聚醚二元醇或聚酯二元醇中羟基的物质的量(mol)；n₃(OH)＝亲水扩链剂中羟基的物质的量(mol)；n₄(OH)＝扩链剂中羟基的物质的(mol)；M_(NCO)＝异氰酸根的摩尔质量，为固定值42g/mol；m＝预聚体的总质量(g)。

步骤一所述的端羟基液体橡胶包括端羟基聚丁二烯(HTPB)和端羟基聚异戊二烯(HTPI)。