[发明专利]一种改性水性聚氨酯及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及水性聚氨酯领域，公开了一种改性水性聚氨酯及其制备方法和应用，该方法包括：将二元醇I、二元醇II和二异氰酸酯进行反应，将反应得到的产物I依次与改性剂、交联剂进行反应，得到产物II，再依次与水、扩链剂进行反应得到改性水性聚氨酯；其中，所述改性剂的制备方法包括：将式(I)所示的化合物依次与硫酸、碳酸氢钠进行反应得到中间体I；将所述中间体I与丙三醇进行反应，得到所述改性剂。本发明的改性水性聚氨酯具有更低的吸水率、更优良的耐碱性和机械性能，储存稳定性更高。

技术领域

本发明涉及水性聚氨酯领域，具体涉及一种改性水性聚氨酯及其制备方法和应用。

背景技术

超纤革以基于超细纤维制成的三维网状结构的无纺布作基材，模拟真皮胶原的微观结构，作为天然皮革的最佳替代品，具有生产效率高、成革均匀及良好的物化性能等优点。

超纤革是基于超细纤维短纤的具有三维结构无纺布经含浸、开纤及后整理制备而成，其中含浸工艺对超纤革的性能影响较大。

含浸工艺是以压轧方式将聚氨酯溶液浸渍至非织造布中，通过聚氨酯粘结，使非织造布具有宏观整体结构，含浸工艺的效果直接决定着超纤革的手感、风格、弹性和力学性能。然而目前超纤革含浸工艺所用树脂几乎全部为溶剂型聚氨酯，容易造成环境污染及资源浪费，因此溶剂型聚氨酯在超纤革中的应用被逐步限制。

水性聚氨酯是以水为分散介质，具有无溶剂排放、环保等优点，因此制备基于水性聚氨酯超纤革是超纤革行业大势所趋。

CN106868880A公开了一种水性聚氨酯仿超纤及其制造方法，制备出了一种结构细密紧致，撕裂强度高的超纤革。

CN111040118A公开了一种超纤革用水性聚氨酯及其制备方法和应用，能够解决超纤革用水性聚氨酯容易发生凝胶现象而导致的稳定性较差，耐水性一般的技术问题。

CN111909351A公开了一种超纤含浸用水性聚氨酯的合成方法及应用，制备了耐高温，耐紫外线的超纤革。

然而，现有技术中的超纤革制备工艺中不含加脂工序，而真皮革制造过程中含有加脂工序，通过加脂工艺使皮革胶原纤维吸收一定量的油脂而赋予真皮革一定的物理机械性能及使用性能，因此，基于水性聚氨酯制备的超纤革在柔软性、丰满性及弹性等方面较真皮均具有一定的差异，而直接将真皮革中加脂工艺增加至超纤革制备工艺中，不仅增加成本，而且加脂剂与聚氨酯相容性差，降低了超纤革的使用性能。

发明内容

本发明的目的为了解决现有超纤革的柔软性、丰满性以及弹性较真皮具有一定的差异的问题。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种改性水性聚氨酯的制备方法，该方法包括：

(1)在催化剂的存在下，将二元醇I、二元醇II和二异氰酸酯进行第一接触反应，得到产物I；所述二元醇I的平均分子量为500-3000；所述二元醇II选自乙二醇、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3丙二醇、一缩二乙二醇、1,6-己二醇中的至少一种；

(2)将所述产物I依次与改性剂、交联剂进行第二接触反应，得到产物II；

(3)将所述产物II依次与水、扩链剂进行第三接触反应，得到改性水性聚氨酯；

其中，制备所述改性剂的步骤包括：

(a)将式(I)所示的化合物与硫酸进行第四接触反应，并将所述第四接触反应后得到的产物与碳酸氢钠进行中和反应，得到中间体I；

(b)在甲醇钠的存在下，将所述中间体I与丙三醇进行第五接触反应，得到所述改性剂，所述中间体I与所述丙三醇的用量重量比为4.5-5：1；