[发明专利]一种合成革用水性聚氨酯乳液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合成革制造技术领域，具体涉及一种合成革用水性聚氨酯乳液的制备方法。

背景技术

聚氨酯在涂料、粘合剂、人造革等领域有许多用途，其中，在目前的合成革产业中，一般会大量使用有机溶剂型树脂，造成了大气污染、环境污染、操作环境卫生的破坏，并且会增加危险性，同时这种伴随着溶剂蒸发还导致了资源浪费。

目前，为了改善这些问题，早在10几年前各地就已进行原料聚氨酯树脂水性化的开发及研究。其中，一部分被运用到实际生产中，但无法达到溶剂型聚氨酯树脂的性能及品质。特别是付与亲水性的分散乳液化，其基本缺陷是耐水性、耐溶剂性。水性聚氨酯乳液大多是在聚氨酯树脂合成时，树脂结构中的亲水基发生共聚合，产生自己乳化性，在水中被中和分散。也有使用亲水性羟基羧基与三级胺中和，再加入二或三官能胺使水中分散乳化后残留的异氰酸基扩链并高分子化，但是会降低耐水解性。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种合成革用水性聚氨酯乳液的制备方法，提高了利用这种方法乳液制得的合成革的耐水性和耐溶剂性。

为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种合成革用水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将大分子多元醇、小分子多元醇、亲水性羟基羧酸、二异氰酸酯与溶剂混合,其中，所述的溶剂含量占混合物总重量的5-20%，混合物中的羟基的摩尔量占所述的大分子多元醇、小分子多元醇和亲水性羟基羧酸的摩尔量总和的1～5%；

（2）在混合物加入催化剂，在80～110℃温度下进行反应，反应2～6小时后，得到预聚体；

（3）将预聚体降低温度至60～80℃，在预聚体中加入三乙胺将预聚体中和成盐，在高速剪切下加入去离子水持续乳化分散，再加入扩链剂，反应1-5分钟得到乳液。作为优选，所述的步骤（1）中的大分子多元醇、小分子多元醇和亲水性羟基羧酸中的反应基团羟基与反应基团羟基和二异氰酸酯中的反应基团NCO的当量比范围为0.5-0.9。

采用上述的优选方案后，所合成的预聚体易分散为乳液且合成的水性聚氨酯有实际应用的物理性能。

作为优选，所述的大分子多元醇为聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯二醇、聚内酯多元醇中的一种或多种。大分子多元醇的数均分子量为400～5000。

其中，聚酯多元醇一般为聚酯二元醇，由饱和和不饱和的小分子二元醇与脂族、脂环族、芳族或杂环族的饱和、不饱和的二元羧基反应制得，小分子二元醇一般为乙二醇、丙二醇、1，3-丁二醇、1，4丁二醇、新戊二醇、戊二醇、己二醇、2-乙基、1，3-己二醇、双酚-A或二乙二醇。不饱和的二元羧基一般为乙二酸、马来酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸或富马酸。

聚醚多元醇包括低分子量的含活泼氢的化合物作为起始剂，与环氧化合物开环聚合得到的聚合物。其中，适合的环氧化合物为四氢呋喃、环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷中的一种或其中多种的混合物。含活泼氢原子的起始剂包括连在氧、氮、硫或三键碳原子上的氢原子化合物。典型的双官能团醇类起始剂有：乙二醇、一缩乙二醇、丙二醇，水也属于这一类。为制得具有支链的三官能团或多官能团的聚醚，一般用多官能度的起始剂，这类起始剂包括甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇、甘露醇、葡萄糖苷以及蔗糖等。胺类起始剂能制得特别活泼的碱性氨基聚醚，常用的脂肪胺有乙二胺、二乙烯三胺、三乙醇胺、三乙烯四胺、苯二胺、甲苯二胺、哌嗪、2，5-二甲基哌嗪、肼，以及它们的混合物。酚类和多元羧酸也可用作起始剂。

聚碳酸酯二醇，如聚碳酸己二醇酯二醇，由1，6-己二醇和二苯基碳酸酯经过酯交换缩聚而成。

聚内酯多元醇，如聚ε –己内酯，是由ε –己内酯在起始剂存在下开环聚合制得。

作为优选，所述的小分子多元醇包括二元醇和三元醇，所述的三元醇占小分子多元醇总摩尔含量的0.5-3%。小分子多元醇的数均分子量一般在400以下。

采用上述的优选方案后，使用少量的三羟基醇合成发生轻度内交联网络的预聚体，再通过乳化扩链，可以提高合成革的耐水性及耐溶剂性。