[发明专利]一种彩色水性聚氨酯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种彩色水性聚氨酯，由以下重量份的原料制备而成：二异氰酸酯50‑200份，常规二元醇150‑350份，彩色聚酯多元醇50‑120分，小分子扩链剂1‑20份，亲水扩链剂10‑45份，去离子水400‑1200份；所述彩色聚酯多元醇由以下重量份的原料制备而成：二元酸20‑100份、小分子扩链剂30‑110份、含活性羟基的染料5‑20份、钛酸四丁酯0.1‑0.5份，其中羟基与羧基摩尔数为1.1‑1.3:1。本发明的彩色水性聚氨酯通过化学反应，将彩色基团原位合成到聚氨酯分子链中，染料与聚氨酯通过化学键结合，解决了色迁移、耐摩擦牢度和耐水性牢度低的弊病；同时，由于染料与聚氨酯在同一分子结构，属于一个体系，稳定性更强，无浮色现象。应用于超纤革，耐水洗色牢度、耐摩擦色牢度、耐色迁移等级更高。

技术领域

本发明涉及高分子合成领域，具体涉及一种彩色水性聚氨酯及其制备方法。

背景技术

我国是世界上最大的纺织品生产和出口国，纺织品出口的持续稳定增长对保证我国外汇储备、国际收支平衡、人民币汇率稳定、解决社会就业及纺织业可持续发展至关重要。特别是近几年，我国PU合成革发展极为迅速，据统计， 2019年中国合成革产量为328.28万吨，同比增长9.6％。

水性聚氨酯由于特殊的分子结构及聚集状态结构具有成膜性能好、热、力学性能优良、耐水、耐寒、耐曲折等特点被广泛用于纺织印染、皮革加工等领域。

目前，聚氨酯合成革一般通过将水性聚氨酯和染料物理共混使用达到不同的颜色风格，现有的共混技术存在以下问题：染料与水性聚氨酯、织物通过氢键、范德华力等弱作用力结合在一起，导致颜色不牢固，易迁移；另外染料与水性聚氨酯共混后处于亚稳定状态，放置过程中会分层和浮色，制备出带色的水性聚氨酯是解决目前水性聚氨酯产品上述问题的有效途径。

CN104193952B公开了一种用于防水涂料的彩色聚氨酯乳液及其制备方法，其原理是在聚氨酯合成阶段引入显色扩链剂，将发色基团引入聚氨酯主链中；该方法需采用高反应活性的甲苯二异氰酸酯和阶段升温的方法(反应温度＜ 120℃)来提高与发色基团的反应效率，限制了应用范围的同时，仍然存在显色扩链剂利用率不高的问题。

CN104693403B公开了一种合成革用彩色聚氨酯树脂及其制备方法，其原理是采用含双羟基或者双伯氨基的染料在聚氨酯合成阶段将发色基团引入聚氨酯分子链中，解决色迁移的问题；制备过程中采用有机溶剂，造成污染的同时也存在安全隐患。

CN106496489B公开了一种水溶性彩色扩链剂、共聚型彩色聚氨酯乳液和彩色聚氨酯-丙烯酸酯共聚物乳液及制备方法，其通过改性将至少两个氨基引入水溶性染料中，然后在聚氨酯合成阶段将水溶性彩色扩链剂分子引入聚氨酯分子链中，从而解决色牢度问题；但是氨基与异氰酸酯基团反应剧烈并放出大量热，反应阶段容易导致凝胶现象，合成过程不易控制，存在安全隐患。

虽然以上各种方法都可以将发色基团引入聚氨酯分子链中但是仍然存在染料利用率低、反应不易控制的问题，限制了其在工业生产中的实际应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种彩色水性聚氨酯及其制备方法。本发明的彩色水性聚氨酯通过化学反应，将彩色基团原位合成到聚氨酯分子链中，染料与聚氨酯通过化学键结合，解决了色迁移、耐摩擦牢度和耐水性牢度低的弊病；同时，由于染料与聚氨酯在同一分子结构，属于一个体系，稳定性更强，无浮色现象。应用于超纤革，耐水洗色牢度、耐摩擦色牢度、耐色迁移等级更高。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种彩色水性聚氨酯，由以下重量份的原料制备而成：二异氰酸酯50-200 份，常规二元醇150-350份，彩色聚酯多元醇50-120分，小分子扩链剂1-20份，亲水扩链剂10-45份，去离子水400-1200份；