[发明专利]柔感涂层用高触变水性聚氨酯分散体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学合成领域，特别是涉及一种柔感涂层用高触变水性聚氨酯分散体及其制备方法。

背景技术

柔感涂层，即树脂涂覆在基材上形成的具有柔顺手感的一种涂层。上述柔感有时又称弹性手感或者绒毛手感，具有柔感的涂层与弹性涂料有着本质区别，弹性涂料是指涂膜具有高的断裂伸长率，而对触摸手感不做要求。

目前，柔感涂层主要用在三个方面：一、多数情况下，可以通过辊涂方式涂覆在BOPP或者BOPET上作为预涂软包装膜使用；二、应用在各种电子或电器产品上，如数码相机、笔记本电脑、手机等外壳在加工成型后都需要在表面喷涂保护和装饰用的触摸具有弹性手感的涂料；三、作为皮革涂饰剂广泛应用在服装皮革、沙发皮革和汽车坐垫皮革上。

目前，关于柔感涂层的制备方法是在树脂(聚酯树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂和聚氨酯等)中添加弹性粉或者绒毛粉(比如大日精化5070D)，使用各种分散剂、防沉降剂等使得粉料均匀分散在树脂中而形成的涂料。

例如，专利号为201110183769.8，名称为一种喷涂用聚氨酯弹性手感漆涂料及用途的专利，公开了一种使用在电子产品外壳的弹性手感漆的制备方法。这种方法主要是在两种含有羟基的聚酯树脂中填充弹性亚光粉，喷涂前加入适量异氰酸酯固化剂使得涂膜连续，强度增加。但上述技术方案中的缺点在于使用了二甲苯和醋酸丁酯。虽然在有机溶剂中这两种是低毒试剂，但是施工过程中难免会产生令人不愉快的气味，造成人体的健康伤害。其次，因为需要添加粉料，虽然含有羟基的聚酯树脂能够很好的将粉料分散，但是长时间存放，其稳定性会出现问题。此外，目前市售的弹性粉或者绒毛粉价格昂贵，而需要达到柔性手感，往往需要添加的粉体量要超过涂料的20％以上，对于涂料商和消费者来说，成本过于昂贵。

因此，针对上述问题，有必要提供一种进一步的改进方案。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种柔感涂层用高触变水性聚氨酯分散体、及其制备方法，其克服了现有的制备柔感涂层的方法中通过加入弹性粉、绒毛粉等而带来的弊端。

本发明的制备方法基于如下技术构思：柔感的聚氨酯微球的结构需要的聚氨酯树脂需具备一定的柔软性，而且还需要具有一定的硬度和韧性。因为，如果为了追求柔感而使聚氨酯树脂强度不高，在涂覆成膜的时候不仅容易坍塌，而且形成的涂膜整体强度不够，容易破损。而如果通过添加交联剂来使聚氨酯树脂具有高的致密性，那么柔性手感就会消失。上述技术要求对形成具有良好柔感、且又具有一定强度的聚氨酯微构成了一对矛盾，因此，需综合考虑上述技术要求，平衡二者之间的关系。

由此，本发明的柔感涂层用高触变水性聚氨酯分散体的制备方法旨在合成一种内软外密的，且具有一定粒径大小的聚氨酯微球。该聚氨酯微球内部结构为聚氨酯预聚体A，该聚氨酯预聚体A的分子量较低，其上不残留异氰酸根基团，且疏水性柔软性好。从而内部的聚氨酯预聚体A使聚氨酯微球具有一定的柔软性。聚氨酯微球的外层结构为聚氨酯预聚体B，该聚氨酯预聚体B分子量较高，其上含有一定量异氰酸根基团，且较致密、亲水性好。从而外层的聚氨酯预聚体B使聚氨酯微球具有一定的牢固性。

本发明的柔感涂层用高触变水性聚氨酯分散体的制备方法首先制备聚氨酯预聚体A和聚氨酯预聚体B，然后将二者混合，使得外层的聚氨酯预聚体B的量能够完全包住内层的聚氨酯预聚体A。具体地，当聚氨酯预聚体A和聚氨酯预聚体B进行混合、中和后，水分散后形成一定大小的聚氨酯微球。其中，由于聚氨酯预聚体A具有疏水性，倾向于在小球的中心，而聚氨酯预聚体B具有亲水性，倾向于包裹在小球的周围，这样就形成了内软外密结构的聚氨酯水分散体微球。

在上述发明构思指导下，为实现本发明的目的，本发明的一种柔感涂层用高触变水性聚氨酯分散体的制备方法，其特包括如下步骤，如下步骤中物质的份数以质量份计：

S1.向第一反应釜中加入70～90份聚醚二元醇，脱水；降温，再加入10～30份的二异氰酸酯和0.1～1份的催化剂；

S2.向第一反应釜中添加过量的单官能度的小分子醇，继续反应；升温，脱去多余的小分子醇，降温，得到聚氨酯预聚体A；

S3.向第二反应釜中加入30～80份的聚合物多元醇，脱水；降温，加入20～70份的二异氰酸酯和0.1～1份的催化剂；

S4.向第二反应釜中添加1～6份的含有羧基的单分子二元醇，继续反应；降温，加入中和剂，得聚氨酯预聚体B；

S5.将聚氨酯预聚体A和聚氨酯预聚体B以1:3～2:1的质量比进行混合；