[发明专利]一种皮革用低光泽水性聚氨酯分散体及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯分散体，具体涉及一种皮革用低光泽水性聚氨酯分散体的制备方法；还涉及该分散体在皮革涂饰剂中的应用。

背景技术

皮革涂饰剂是对皮革进行后处理，赋予皮革特殊的光泽和手感的一种产品。现有的低光泽皮革涂饰剂大多采用溶剂型聚氨酯树脂，成膜时，伴随溶剂的挥发、涂膜变薄收缩、悬浮于树脂中的二氧化硅颗粒凸现在涂膜顶层形成一个微观粗糙表面，该微观粗糙表面可以使入射光漫反射，从而获得低光泽效果与柔和触感。

由于水性聚氨酯是一种成胶粒子均匀分散在水中的低黏度液体，在使用时，依靠聚合粒子间融合形成分布均匀的连续状涂膜，然而，由于水性聚氨酯树脂的浸润性差，通过添加诸如二氧化硅之类的消光剂虽然可以获得低光泽效果，伴随时间的推移，这些消光剂颗粒很容易被从涂膜中剥离出来，由此对涂膜的耐候性和耐紫外光性能带来负面影响；经过表面处理后的二氧化硅类消光剂，可以增强与水性聚氨酯树脂的融合程度，随之带来了该消光剂在水性体系分散的矛盾；同时，对于无机消光剂颗粒的引入，低光泽革表面涂饰层存在耐划伤性能丧失、“自抛光”趋势不可避免；伴随低光泽要求提高，必须添加大量的消光剂，此种做法会带来分散体粘度增加、储运中的“硬”沉淀、涂膜的延展性急剧降低，以上不良现象在低光泽的鞋面革、服装革、汽车内饰革等需经常揉搓、弯折与摩擦的场合尤为明显。

为克服上述二氧化硅消光剂在选择与配伍过程中出现的问题，近年来，单组份水性聚氨酯分散体消光树脂开发开始受到关注。国外关于低光泽的组合物报道，如US6331582B1描述了一种热活化涂料组合物，包括丙烯酸或者聚酯溶剂基粘结剂树脂、着色剂和聚乙烯醇缩醛消光剂；EP0841992A2公开了一种低光泽溶剂基可交联涂料组合物，包括极性聚合物、非极性聚合物和交联剂的组合；US5744522公开了一种低光泽涂料粉末组合物，包括丙烯酸共聚物、芳香聚酯以及特定的异氰尿酸酯固化剂。上述专利都描述了避免使用二氧化硅等外加消光剂获得低光泽涂膜表面的方法，但是这些技术方案均提供的是复杂并且昂贵的解决方案，包括使用溶剂和粉末；WO2012020026A1描述了一种非离子型单组份水性聚氨酯分散体及其制备方法。由于该方法中预聚体的合成使用丙酮或丁酮，虽然在后续的减压操作可除去部分有机溶剂，但制品中依然会有部分溶剂残留；中国专利CN1735642A描述了一种优选的不使用二氧化硅消光剂的低光泽涂膜，从该专利的描述中，发现在预聚物制备过程中仍然使用了大量的溶剂，涂膜在干燥时发生自交联，包括自氧化、Schiff碱交联和硅烷缩合等，故其很难在快速的人造革合成革涂饰工业化流水线上应用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种不使用外加消光剂的皮革用低光泽聚氨酯分散体及其制备方法。

本发明的另一个目的是提供含上述低光泽聚氨酯分散体，不含外加消光剂、生产过程中不使用有机溶剂的皮革涂饰剂的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种皮革用低光泽水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)将脂肪族聚合二元醇、二羟甲基丙酸进行脱水处理后，降温至60～80℃，加入有机铋催化剂，混合均匀；在氮气保护下，加入二异氰酸酯进行预聚反应2～4小时，当‐NCO值达到理论值的85～95%时，将预聚物冷却至50～60℃；所述二异氰酸酯与脂肪族聚合二元醇的摩尔比为1.8～3.5：1；所述二羟甲基丙酸和脂肪族聚合二元醇的摩尔比为0.2～0.6：1；所述有机铋催化剂加入量为预聚物质量的0.01～0.03%；

步骤(2)向步骤(1)产物加入中和剂中和成盐20～40分钟，并冷却至20～50℃；所述中和剂与二羟甲基丙酸摩尔比为0.8～1.1：1；

步骤(3)将步骤(2)产物投入到氨基磺酸钠类扩链剂水溶液中，继续乳化、扩链20～30分钟；所述氨基磺酸钠类扩链剂和脂肪族聚合二元醇的摩尔比为0.05～0.12：1；

步骤(4)向步骤(3)产物中滴加肼类扩链剂，使分散体中剩余的异氰酸酯反应完全，得到平均粒径为180～5000nm的水性聚氨酯分散体；所述肼类扩链剂与脂肪族聚合二元醇的摩尔比为0.4～1.5：1；

步骤(5)降温出料，用200目筛网过滤，滤液即为皮革用低光泽水性聚氨酯分散体。

优选地，步骤(1)所述二异氰酸酯为己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷‐4,4’‐二异氰酸酯、四甲基苯二次甲基二异氰酸酯、2,2,4‐三甲基己二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯或甲基环己烷二异氰酸酯。