[发明专利]聚氨酯复合催化剂及其无溶剂型聚氨酯树脂和制备方法

说明书

本发明是一种聚氨酯复合催化剂及其无溶剂型聚氨酯树脂和制备方法，聚氨酯复合催化剂为核壳型的微粒状结构，生物高分子材料为壳材，叔胺类催化剂和/或有机金属类催化剂为芯材；所述的复合催化剂粒径为15～45μm，壳的厚度为5～15μm；该含有聚氨酯复合催化剂的无溶剂型聚氨酯树脂包括羟基组分和活性异氰酸酯组分；所述的羟基组分包括如下重量份组分：聚醚多元醇A100份；扩链剂3～15份；所述的活性异氰酸酯组分包括如下重量份组分：聚醚多元醇B50～150份；异氰酸酯100～500份；所述复合催化剂具有催化效果可控的优势，使用所述的催化剂制备的聚氨酯制品应用于合成皮革领域。

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯复合催化剂，还涉及含有该催化剂的聚氨酯树脂及其制备方法，属于聚氨酯树脂制备的技术领域。

背景技术

随着国内外对于环保意识的逐渐加强，近年来，我国陆续颁布了较多与环保相关的法律法规，相关部门也加大对环境造成重大污染企业的整治力度，传统的溶剂型聚氨酯合成革由于存在大量的挥发性有机溶剂，不仅增加了生产能耗成本，而且对环境以及生产操作人员的健康造成难以恢复的伤害。因此，无溶剂、环保的聚氨酯树脂越来越受人们得重视，有取代溶剂型聚氨酯的趋势。

目前市面上无溶剂聚氨酯树脂是由主要包括两种组分组成的，含羟基组分和活性异氰酸酯组分。生产时以一定的比例混合并涂布于合成革基材上，利用羟基与异氰酸根基团的反应性，在一定温度和时间条件下得到无溶剂聚氨酯合成革，取代了传统的溶剂型生产工艺，很大程度降低了VOC的排放和生产能耗。为保证两种组分及时的及时反应以提高聚氨酯的成型固化速度，需要在催化剂存在下加速反应。然而，无溶剂双组分聚氨酯树脂作为混合即时反应型产品，前期反应速度主要受催化剂的量的影响，而无溶剂反应速度的快慢直接决定了生产时的工艺以及能耗成本。一方面，产品本身若想快速熟化，就需要加入大量的催化剂，但是催化剂添加量过高，前期操作时间非常短，无法操作；催化剂添加量少，虽然能够延长前期的操作时间，但是后期的熟化速度会严重降低，聚合反应有影响，分子量无法达到高分子的量级，因此会影响产品的表面效果或物理性能如剥离强度、拉伸强度、耐磨、耐刮等。另一方面，即使催化剂添加适量，由于催化剂的存在还是难以直接采用低效率的人工混合再涂覆，严重依赖混合专用设备且要求设备对于两个组分的精密计量准确，初始成本投入高，且设备操作繁琐，这也成了限制很多聚氨酯合成革厂家转型环保产品的主要原因之一。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于克服以上缺陷，提供一种聚氨酯复合催化剂及其无溶剂型聚氨酯树脂和制备方法，所述复合催化剂具有催化效果可控的优势，使用所述的催化剂制备的聚氨酯制品应用于合成皮革领域。

技术方案：本发明的一种聚氨酯复合催化剂为核壳型的微粒状结构，生物高分子材料为壳材，叔胺类催化剂和/或有机金属类催化剂为芯材；

所述的复合催化剂粒径为15～45μm，壳的厚度为5～15μm；

所述的生物高分子材料含有蛋白质，生物高分子材料熔点在80～120℃。

其中，

所述的蛋白质包括胶原蛋白、明胶或阿拉伯胶中的一种及以上；明胶和阿拉伯胶的混合物时，明胶和阿拉伯胶的质量比为0.8～1.3。

所述的叔胺类催化剂为三乙烯二胺、二甲基环己胺、四甲基乙二胺、二氮杂二环或四甲基二亚丙基三胺中的一种及以上。

所述的有机金属类催化剂为异辛酸锌、乙酸钾、异辛酸钾、油酸钾或异辛酸铋中的一种及以上。

本发明的聚氨酯复合催化剂的无溶剂型聚氨酯树脂，其特征在于该含有聚氨酯复合催化剂的无溶剂型聚氨酯树脂包括羟基组分和活性异氰酸酯组分；

所述的羟基组分包括如下重量份组分：

聚醚多元醇A 100份；

扩链剂 3～15份；