[发明专利]一种水性聚氨酯-脲分散体、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种水性聚氨酯‑脲分散体，所述水性聚氨酯‑脲通过组分A）多异氰酸酯、B）大分子多元醇、C）小分子醇类和D）氨基化合物反应生成，且引入水形成水性聚氨酯‑脲分散体。该水性聚氨酯‑脲的链结构中具有侧生羟基、羧基、磺酸基或磷酸基，以及含有吡啶环，具有加强的分子链内/间的氢键相互作用和п‑п堆积相互作用。本发明所公开的水性聚氨酯‑脲分散体，其中一个在自消光涂层的应用案例，具有低光泽（60°角光泽度小于1）、手感好、黑度高、抗划伤和耐乙醇擦等优良性能，可应用于皮革、布匹和纸张等基材，应用于皮革涂饰、纸张印刷、印染油墨、印花涂层、包装涂层、消光甲油等领域。

技术领域

本发明涉及一种水性聚氨酯-脲分散体、制备方法及其在自消光涂层领域的应用。

背景技术

聚氨基甲酸酯(聚氨酯)是主链中具有氨基甲酸酯键(-NH-COO-)重复结构单元的一类高分子化合物，主要由多异氰酸酯和多元醇通过逐步聚合反应而来，有时也会加入其他具有两个及以上活泼氢化合物，如在水性聚氨酯合成时，通常是多异氰酸酯、多元醇和少量多元胺反应得来，形成水可分散的聚氨酯-脲聚合物，统称为聚氨酯。

聚氨酯-脲通常可以应用在皮革工业、纺织整理、涂料、医用材料、玻璃纤维、塑料制件、汽车内饰件等领域，然而现有技术的聚氨酯-脲制备的涂层通常存在对非极性基材润湿性差、非交联体系力学性能低、耐水/溶剂性不好和耐热性不够的的缺点。例如专利CN111793188 B公开了一种含羟基自消光水性聚氨酯及由其组成的自消光涂料，其技术方案存在的缺点是涂层在固化时需要较长的时间(室温固化7天)或者较高的温度(120℃)，才能达到较为不错的耐水和耐溶剂性，但涂膜的光泽度较高。专利CN 110627986 A提出了一种阳离子型自消光水性聚氨酯树脂及其制备方法，采用了两种大、小粒径的组分A、B复配得到阳离子型自消光水性聚氨酯分散体，由其制成的涂膜虽然具有较低的光泽度，但是耐水时间明显较短和耐酒精擦拭次数较少。

因此，需要开发一种抗材料形变和耐溶剂性的水性聚氨酯-脲树脂，由其制备成的涂层，具有低光泽度、手感好、抗划伤和耐醇擦性能等优异的综合性能。

发明内容

本发明目的之一是提供一种水性聚氨酯-脲分散体。

本发明另一目的在于，提供上述水性聚氨酯-脲分散体的应用，用于自消光涂层，具有稳定性高、低光泽(60°角光泽度小于1)、黑度高、抗划伤和耐乙醇擦等优良性能，可应用于皮革、布匹和纸张等基材，应用于皮革涂饰、纸张印刷、印染油墨、印花涂层、包装涂层、消光甲油等领域。

为实现上述目的，本发明采用具体如下技术方案：

在一个方面，本发明提供一种水性聚氨酯-脲分散体，由包括以下组分的反应制备而成：

A)多异氰酸酯，20-35％；

B)大分子多元醇，60-75％；

C)小分子醇类，1-3％；

D)氨基化合物，2.5-10％；

以上述反应组分的总质量为100％计。

根据本发明提供的一种水性聚氨酯-脲分散体，在一些示例中，所述组分A)多异氰酸酯选自芳香族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯、脂环族多异氰酸酯中的一种或多种，优选自1,4-苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、1,4-环己基二异氰酸酯中的一种或多种；更优选自六亚甲基二异氰酸酯和/或异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或两种。

所述组分B)大分子多元醇的数均分子量优选为800-8000g/mol，更优选为1000-3000g/mol；