[发明专利]一种水性聚氨酯树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种水性聚氨酯树脂的制备工艺，其中异氰酸酯为芳香族异氰酸酯，经过与多元醇、扩链剂反应得到预聚物，然后加入稀释丙酮，加入抗黄变助剂混合均匀，经过中和、分散、扩链，脱除丙酮即可得到抗黄变的水性聚氨酯树脂。采用芳香族异氰酸酯成本优势明显，力学性能优异，通过抗黄变助剂能有效解决目前芳香族异氰酸酯制备的水性聚氨酯高温黄变、存储黄变问题，同时提高产品耐候性。

技术领域

本发明涉及一种水性聚氨酯树脂及其制备工艺，尤其涉及一种由芳香族异氰酸酯制备合成革用水性聚氨酯树脂的制备工艺。

背景技术

传统溶剂型聚氨酯材料一般使用有毒溶剂，不仅污染环境，而且危害人体健康。随着人类环保意识的提高以及国家法律法规的完善，溶剂型聚氨酯材料应用场景逐渐压缩，而水性聚氨酯具有无毒、无污染、环保等优点，广泛应用于家具、服装、建材等领域。

水性聚氨酯产品多采用脂肪族异氰酸酯和多元醇制得，这种方法的优点是工艺简单、反应易于控制、质量稳定、产品抗黄变性好，但由于脂肪族异氰酸酯价格较高，导致产品生产成本高。而芳香族异氰酸酯虽然生产成本低，产品力学性能优异，但成品在存储和使用过程中易黄变。

专利CN112708103A以氢化苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯其中一种或两种以任意比例混合为原料制备了一种合成革面层产品，产品粘合力强，放置不发粘，但生产成本高，市场推广受限。

专利CN108517029A公开了一种软质合成革用不黄变型无溶剂聚氨酯中间层树脂，以脂肪族异氰酸酯为原料制备了抗黄变的水性聚氨酯，广泛应用于电子包装套件革、手套革等软质合成革产品。该方法制得的产品虽然抗黄变，但生产工艺复杂，成本高昂。

发明内容

本发明公开了一种水性聚氨酯树脂的制备工艺，以芳香族异氰酸酯为主要原料，将反应制得预聚物用丙酮稀释，然后加入抗黄变助剂混合均匀，经过中和、分散、扩链，即可得到合成革用水性聚氨酯乳液，解决了芳香族水性聚氨酯产品不抗黄变的问题，具有力学性能优异、生产成本低廉、抗黄变优异等优点，可广泛应用于合成革、涂层、表处剂等领域。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的第一个方面，提供一种水性聚氨酯树脂，所述水性聚氨酯树脂包括以下原料制成，按质量百分比：

优选地，所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯的一种或混合物；

优选地，多元醇官能度为2～4，分子量500-5000，包括聚四氢呋喃醚多元醇、聚环氧乙烷多元醇、聚环氧丙烷多元醇、聚己二酸二元醇和聚硅氧烷多元醇中的一种或多种，进一步优选聚四氢呋喃醚二元醇、聚环氧乙烷二元醇、聚环氧丙烷二元醇、聚环氧丙烷三元醇和聚硅氧烷二元醇中的一种或多种；

优选地，所述小分子扩链剂的分子量为50-200，优选为乙二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、一缩二乙二醇、1，4-环己烷二甲醇中的一种或多种的组合；

优选地，所述非离子扩链剂为包含一个羟基或氨基的聚乙氧基醚，优选数均分子量为200～8000、环氧乙烷个数为4～200的单官能团聚氧乙烯醚，进一步优选聚乙二醇单甲醚。

优选地，所述亲水扩链剂为羧基二元醇、磺酸盐二元胺和含有聚氧化乙烯基二醇中的一种或多种，进一步优选二羟甲基丙酸和/或二羟甲基丁酸。

优选地，所述中和剂为可与羧基反应的三乙胺、三乙醇胺、三丙胺、氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、二甲基乙醇胺中的一种或多种，进一步优选三乙胺和/或二甲基乙醇胺。

优选地，所述胺扩链剂的分子量低于500，优选乙二胺、羟乙基乙二胺、1,6-己二胺、异佛尔酮二胺、二乙烯三胺中的一种或多种；

优选地，所述抗黄变助剂主要有效成分构成和优选百分含量为：