[发明专利]一种水性聚氨酯自消光树脂制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，尤其关于一种水性聚氨酯自消光树脂的制备方法。本发明适用于皮革和合成革的涂饰剂。

背景技术

目前，国内对于水性聚氨酯涂饰剂消光树脂的制备方法主要分为两种：其一为水性聚氨酯涂饰剂的基础上添加水性消光填料，如气相二氧化硅等，通过固体颗粒对于光线的漫反射产生的消光效果达成最终的目的；另一种则是设计一种特别的分子结构或乳液颗粒，在干燥过程中因颗粒形态的变化，以及不同基团在这过程中发生水溶作用，产生粗糙的表面达到涂膜的消光效果。如专利申请号为CN201110404622.7“消光型合成革用水性聚氨酯涂饰剂”，通过添加1%-10%的消光粉，即气相二氧化硅，以达成消光的效果。这种方式制备的消光树脂，其主要缺点是性能稳定性不足，生产制造时对乳液粒径分布均一性要求比较高，长时间存储时容易产生沉淀。申请号CN201510386759.2的一种反应自消光型水性聚氨酯树脂及其制备方法与应用，通过四氢呋喃醚和异氰酸酯聚合，通过二羟甲基成盐后的基团进行乳化，以2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠和水合肼为后扩链剂，制备一种具有球形结构的水性聚氨酯乳液。这种球形结构的乳胶粒子在干燥过程中能够很好保持其球体形状，其消光效果由水合肼的用量决定。其缺点在于乳胶粒子本身的刚度不够，在乳化、后扩链以及干燥的过程中极易因丙酮、水份挥发等造成微应力而造成球形颗粒的变形，从而导致消光效果失效，甚至最终形成高光泽的涂膜。而且，这种制备技术对于预聚体的乳化要求极高，生产重复性差，工业化的品质稳定性不足。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺点，对树脂本身的结构进行改良，制备出“软核硬壳”结构的水性聚氨酯树脂颗粒，形成一种特殊的空心微球结构，并保证这种结构在乳液干燥，尤其是热干燥过程中具有良好的稳定性，并在生产制备过程中降低对乳化操作的技术要求，使其具有良好的工业化重复能力，且消光效果好的水性聚氨酯自消光树脂制备方法。

本发明的技术方案，由聚四亚甲基醚二醇、环烷基脂肪族二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯的一种或两种的混合物、二氨基磺酸盐、水性聚氨酯缔合型增稠剂、催化剂、去离子水、1，4-丁二醇或1，6-己二醇中的一种或两种的混合物、二氨基磺酸盐为2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠、至少两种仲胺类扩链剂以及水合肼，采用分步反应达到分子结构设计；主要是各物质采用以下投放比例和工艺步骤：

1) 投料聚四亚甲基醚二醇，分子量为2000，800份入6000L反应釜，升温至115⁰C，抽真空脱水0.5小时，打开回流冷凝阀，通入氮气保护；

2）降温至80⁰C，中速搅拌下，投料100份丁酮、222.4份4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、0.6份催化剂入以上反应釜，反应1.5小时；

3）投料400份丁酮、脂肪族小分扩链剂18份入以上反应釜，80⁰C继续反应2.0小时；

4）降温至60⁰C，中速搅拌下投料丙酮400份，调整温度至50⁰C；在分散盘边缘线速度为12m/s以上高速剪切下，快速加入2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠亲水扩链剂46.4份，然后高速搅拌30分钟；在30分钟内持续匀速滴加600份丙酮，以保持反应时的粘度；

5）预先准备2.4份仲胺扩链剂和丙酮200份的混合物，在高速搅拌下投入反应釜，并反应5分钟；

6）快速加入2440份冰冻去离子水，高速剪切乳化15分钟；

7）预先准备水合肼3份和去离子水27份的混合物，一次投入以上反应釜，高速剪切5分钟；

8）在中速搅拌下保持冷却水冷却，熟化2小时；

9）熟化后马上升温至45⁰C脱除大部分丙酮和丁酮，然后升温至56⁰C脱除丙酮至要求值；

10）使用去离子水调整固含量，并用20份水性聚氨酯缔合型增稠剂调整粘度，可加入少量基材润湿剂或流平剂0.2-0.5份，经检测合格后，按包装指示用80目过滤网过滤包装。

本发明与现有技术相比的优点是：采用分子结构设计和乳胶粒子结构设计，制备出“软核硬壳”结构的水性聚氨酯树脂颗粒，形成一种特殊的空心微球结构，摒弃了在水性聚氨酯乳液中添加消光粉的做法，达到比添加消光粉更为优异的自消光效果，避免了添加消光粉引起乳液不稳定性等负面作用；具有乳化稳定性好，乳化工艺技术要求低，产品稳定性好，消光效果好等优点。

具体实施方式