[发明专利]一种聚氨酯疏水助剂及其制备和使用方法

说明书

本发明公开了一种用于皮革涂饰剂领域的聚氨酯疏水助剂的制备方法，是以甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、新戊二醇、丁二醇或季戊四醇为原料，再加入全氟烷基乙醇、异丙醇终止反应，在加热搅拌条件下进行缩合反应，最终制得性能优良的聚氨酯疏水助剂。本法制得的产物为淡黄色透明液体，疏水效果好，取少量添加到皮革聚氨酯涂饰剂中，助剂的添加质量与涂饰剂质量的比例为0.5～5:100，即可大幅度改善皮革表面涂饰剂涂层的表面憎水性能，同时不影响涂膜自身的手感和光泽等物性。本发明工艺过程简单，反应转化率高，无需后处理，产物易得环保，反应条件温和便于控制，原材料成本低，非常有利于规模化生产。

技术领域

本发明属于疏水剂制备领域，特别涉及到一种聚氨酯疏水剂及其制备和使用方法。

背景技术

表面的润湿性对材料应用有着至关重要的作用，低表面能物质对材料表面修饰对改善材料表面憎水性有着至关重要的作用。含氟聚氨酯凭借其优异的热稳定性、化学惰性、低表面能、生物相容性，成为了国内外疏水剂的重点研究方向。在鞋材、箱包和服装等领域，大量使用皮革材料，如真皮、PU人造革和PVC人造革等；为了使这些皮革材料有特殊的花纹和手感，通常用聚氨酯涂饰剂对皮革Base进行修饰处理。这个聚氨酯体系的修饰涂层，由于表面的防水和防涂鸦性能不足，备受诟病。直接采用现成的疏水性的聚氨酯树脂，一方面导致最后得到的涂层没有特殊的手感和花纹，丧失了涂饰的功能；另一方面，又存在含氟的疏水树脂，价格昂贵，无法得到推广和应用。因此开发出性能优异的含氟聚氨酯疏水助剂，小比例地添加到涂饰剂中，使得到的皮革表面修饰涂层保持原来的花纹和手感，同时又能够获得疏水性能，对皮革材料的升级，有着重大的意义。

由于含氟原料价格高昂，使得含氟聚氨酯的生产成本较高。因此，聚氨酯疏水助剂的研究中，最重要的就是合成疏水效果好，成本可控的含氟聚氨酯，即氟用量越少越好。目前，国内聚氨酯疏水助剂工业应用仍较少，主要依靠于国外进口。因此开发出合成成本低、高性能的聚氨酯疏水助剂有着广阔的市场，具有很高的开发价值。

中国专利CN103992043A公布了一种用长链氟烷基通过水解萃取到全氟溶剂中制得疏水剂的方法，但此方法中使用大量的含氟聚合物且用到价格高昂的全氟溶剂，该制备方法成本高，极大地限制了其实际应用。

综上所述，传统的聚氨酯涂饰剂涂饰皮革base后，形成了特殊的手感、花纹和光泽，也存在涂饰剂表面的防水和防涂鸦性能弱的不足。直接采用现成的疏水性的聚氨酯树脂，价格昂贵，并且没有涂饰的功能。故提供一种合成工艺简单、生产过程成本可控以及生产原料易得的制备方法是制备化学惰性、生物相容性好和低的表面能的聚氨酯疏水助剂的关键。

发明内容

本发明提供了一种聚氨酯疏水助剂的制备方法。该方法制备得到的聚氨酯疏水助剂为黄色或淡黄色透明粘稠液体，合成成本低，化学惰性、生物相容性好和低的表面能，可以用作改善表面疏水性材料。

本发明通过如下技术方案实现：

一种聚氨酯疏水助剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

(1)在隔绝空气条件下，取二异氰酸酯溶解于二甲基甲酰胺，得到溶液A，取多元醇溶解于二甲基甲酰胺，得到溶液B，将溶液B滴加到溶液A中，在加热搅拌条件下反应，制得端异氰酸酯基预聚体；

(2)取全氟辛基乙醇溶解于二甲基甲酰胺，得到溶液C，将溶液C加入到端异氰酸酯基预聚体中，最后加入异丙醇或正丁醇终止反应，在加热搅拌条件下反应，反应结束后降至室温即制得聚氨酯疏水助剂。

优选的，步骤(1)中所述二异氰酸酯与多元醇的摩尔比为1.2:1～3.4:1；二异氰酸酯与二甲基甲酰胺的质量比为1:1～1:2；多元醇与二甲基甲酰胺的质量比为1:2～1:3。

优选的，步骤(1)所述反应的条件为：温度20～50℃、搅拌速度250～450rpm，反应时间2～4h。