[发明专利]聚氨酯-聚丙烯酸酯复合皮革涂饰剂

说明书

本发明涉及的是一种用于皮革制造过程中作涂饰成膜剂的树脂材料。

作为皮革涂饰用的成膜材料，要求其对涂料中其他组分如着色剂颜料膏、助剂蜡乳液及干酪素等包裹相溶性好，所形成的涂膜与皮革表面粘着牢，具有良好的柔韧性、弹性、机械强度和耐热耐寒性，以及耐水抗溶剂性和舒适的真皮手感，且这些性能在使用过程中能较持久地保持。目前在皮革涂饰领域使用最广泛、使用量最大的成膜剂是丙烯酸树脂和聚氨酯树脂。丙烯酸树脂涂膜具有机械强度高、耐老化、耐光不变黄、耐水性好的优点，其树脂乳液稳定性也佳，特别适合于作各种修面皮革的成膜剂。但丙烯酸树脂又存在着耐有机溶剂性较差，温度高时易发粘，温度低时易发脆的缺点。此外，丙烯酸树脂涂饰于皮革表面后塑料感太强，在真皮手感性方面远不及聚氨酯树脂。聚氨酯树脂的涂膜柔软而富有弹性，并且其软硬度随温度变化不太大，耐有机溶剂性好，真皮手感强，特别适合于作服装革、沙发革等软面皮革的涂饰。但聚氨酯树脂涂膜耐水性不太好，机械强度不及丙烯酸树脂。特别是脂肪族聚氨酯价格远远高于丙烯酸树脂，而价格较低的芳香族聚氨酯树脂其耐光不黄变性和耐老化性均较差，其树脂水乳液稳定性也不太好。由于丙烯酸树脂和聚氨酯树脂在涂膜性能上能相互补充，因此，制革厂家常将这两种树脂混合在一起使用，以图弥补单一材料的不足。这种简单机械共混的方法只能在临用前进行，混合物放置时间稍久会分层。并且由于仅是简单机械共混，两种材料的各自特点不能较充分地体现。近几年也出现了聚氨酯与丙烯酸树脂复配的树脂，能比简单机械共混更好地体现两种材料的特点，并在一定程度上弥补了两者的不足。如特开昭59-157103、特开平1-301762、美国专利4335029、欧洲专利332326、0308115、0309113及《中国皮革》1994年4期刊载的论文“DUA聚氨酯改性丙烯酸树脂皮革涂饰剂的研制”就介绍了这类产品的制造方法。这些方法或者是将含有羟基的聚丙烯酸酯与带异氰酸酯活性基团的聚氨酯预聚体反应而制成复合分子链树脂高聚物。或者是在聚氨酯树脂存在下，将丙烯酸酯单体在其水乳液中聚合成较稳定的复混树脂乳液。这些方法中，前者通常制得应用不太广泛且成本较高的溶剂型产品。后者制得的水乳液中，除少部分聚氨酯胶粒上交联结合有聚丙烯酸酯分子链外，大部分仍以单纯聚氨酯或聚丙烯酸酯胶粒形式存在。这种复混状态的树脂在成膜后，由于其结构形态所限，其综合性能虽然比简单机械共混的好得多，但尚不能充分发挥出聚氨酯树脂和丙烯酸树脂的各自特点。

本发明的目的就在于将多个经聚乙烯醇扩链并引入了交联活性基团的聚氨酯微粒与含交联活性基团的聚丙烯酸酯微粒相互包裹交联，生成不规则异相“核-壳”结构的复合物新微粒，以充分显示兼具聚氨酯树脂和丙烯酸树脂两种材料各自特色的优良综合性能。

本发明的目的是这样实现的：

将聚氨酯预聚体在含有聚乙烯醇及多胺化合物和/或肼类衍生物和/或醛类化合物的水溶液中扩链反应，制成含有交联活性基团的多分枝状大分子结构的聚氨酯微粒乳液。另外，单独合成分子链上带有交联活性基团的聚丙烯酸酯微乳液。然后，将以上两种树脂乳液在一定条件下混合反应，并通过调整反应混合液的PH值及加入适量交联包裹促进剂，使混合液中两种微粒相互包裹交联，生成带有交联活性基团的不规则异相“核-壳”结构的复合物新微粒乳液。其中，聚氨酯与聚丙烯酸酯的固体分重量比例为9∶1～1∶9，聚乙烯醇用量为聚氨酯固体分的2％～15％，多胺化合物和/或肼类衍生物和/或醛类化合物的总用量为聚氨酯固体分重量的0.5％～12％。

本发明材料中的聚氨酯乳液是先由多异氰酸酯和多元醇通过加成聚合反应制成端基为异氰酸酯基团的预聚体，再在含有聚乙烯醇及多胺化合物和/或肼类衍生物和/或醛类化合物的水溶液中扩链反应，使分子量进一步增大，生成带有交联活性基团的多分枝状大分子微粒乳液。为了赋予聚氨酯分子链一定的亲水性，以制得稳定的水乳液，在预聚体中还引入了含羧基或叔胺基亲水基团的组分。