一种制革用有机硅改性水性聚氨酯的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种制革用有机硅改性水性聚氨酯的合成方法，使用低聚二元醇、脂肪族二异氰酸酯、端羟基硅油、亲水扩链剂（小分子二元醇和含羧基的小分子二元醇）进行逐步聚合反应，合成侧链含羧基的有机硅改性的亲水性聚氨酯预聚体，然后加入多元胺中和剂中和羧基形成季铵盐后，自乳化分散在计量水中，得有机硅改性水性聚氨酯分散液，再加入二元胺进行扩链后，制得合成革用有机硅改性水性聚氨酯乳液。本发明专利技术的制备方法不仅操作方便，节能环保，而且制备的水性聚氨酯乳液，外观呈半透明，固含量>30 wt.%，PH在6.0-7.0之间，其合成革具有耐黄变、耐水性好等优点，是新一代绿色环保高性能的化工产品，具有广阔的市场前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及化工
，具体设及一种制革用有机娃改性水性聚氨醋的合成方 法。
技术介绍
聚氨醋合成革因其具有光泽柔和、耐磨性好、良好的撕裂强度和伸长率、丰满的 手感、合适的价格等优点而成为价格昂贵且短缺的天然皮革替代品，被广泛用于服装、制 鞋、箱包、汽车、家具等行业。但传统的聚氨醋革生产过程中使用了大量的N，N二甲基甲酯 胺（DMF)、甲乙酬（ΜΚ()、甲苯等有机溶剂，运些溶剂易燃易爆，毒副作用大，既污染环境，又 威胁人的生命健康。近年来，随着国家对环保和节能减排要求的提升，溶剂型聚氨醋革生产 不得不面临转型升级。 水性聚氨醋是采用水作为分散介质，分散液中不含或含极少量的有机溶剂，除具 有溶剂型聚氨醋的优异性能外，还具有环保、无毒、节能等优点，采用水性聚氨醋取代溶剂 型聚氨醋已成为一种必然的趋势。但是由于水性聚氨醋的分子链端上引入较多的亲水性基 团，使得其在力学性能、热稳定性、耐水耐溶剂性能较差，从而限制其广泛应用。 有机娃分子中的Si-0-Si键因具有较大的内聚能而使得该类分子具有耐高溫、耐 水解等优良的性能。通过有机娃改性提升力学性能和阻燃性能是水性聚氨醋革研究的一 种重要方向。把有机娃助剂直接加入到聚氨醋乳液中共混运种物理混合方式是目前普遍 使用的改性方法。但是有机娃与聚氨醋树脂，尤其与介质水之间的相容性较差，运种改性 方法将导致有机娃的析出，引起产品表面出油，革发白，光泽下降等副作用。近来，中国专 利CN102604026提出通过化学方法合成制革用有机娃改性的聚氨醋树脂的方式，显著提升 有机娃与聚氨醋的相容性，改善聚氨醋革的力学性能、热稳定性能和表观，但制备的聚氨醋 树脂仍然是基于溶剂型的，导致其生产效率低且能耗高，过程复杂，不利于环保。中国专 利CN103981716通过多步有机合成制备了有机娃改性的水性聚氨醋，但是其制备过程繁琐 苛刻，所得的水性聚氨醋固含量低，只适用于做皮革的表面处理剂，而且具有不耐黄变的缺 点。
技术实现思路
阳〇化]本专利技术要解决的技术问题是提供一种可W直接用于制革的、固含量较高的有机娃 改性水性聚氨醋的合成方法，通过简洁的有机合成步骤将有机娃引入到水性聚氨脂的分子 链上，改善所得水性聚氨醋革产品的耐黄变、耐水、耐热和耐磨等性能。 本专利技术通过W下技术方案实现： 一种制革用有机娃改性水性聚氨醋的合成方法，按重量百分比取用原料：二异氯酸醋 20%-60%、低聚二元醇5%-25%、端径基硅油1%-20%、小分子二元醇亲水扩链剂0%-10%和/或 含簇基的小分子二元醇亲水扩链剂0%-20%、小分子多元胺中和剂0%-15%、小分子二元胺扩 链剂5%-20%、有机祕催化剂0%-1%、丙酬10%-20%、余量为水； 合成步骤如下： (1) 有机娃改性亲水性聚氨醋预聚体的制备： 二异氯酸醋和低聚二元醇于85°c下揽拌反应0. 5-2小时，加入亲水扩链剂和端径基娃 油，继续揽拌反应0. 5-1小时后，加入有机祕催化剂和丙酬，继续揽拌反应1. 5-3小时，然后 在50°C下用多元胺进行中和反应20-30分钟；最后加水高速揽拌自乳化分散，得有机娃改 性水性聚氨醋分散液； (2) 二次扩链： 在有机娃改性水性聚氨醋分散液中加入小分子二元胺，然后升溫至30-45°C扩链4-8 小时； (3) 脱丙酬： 待体系成半透明均一液体后，对体系进行加热，保持在50-60°C，低压脱丙酬，得有机娃 改性的制革用半透明均一水性聚氨醋乳液。 本专利技术进一步改进方案是，所述低聚二元醇为聚己二酸新戊二醇醋二醇、聚已二 酸乙二醇-丙二醇醋二醇、聚已二酸乙二醇-1. 4下二醇醋二醇中的一种或任意组合。 本专利技术更进一步改进方案是，所述端径基硅油为两端都为径基的聚酸-聚硅氧烷 共聚物，分子量在2200-3300之间。 本专利技术更进一步改进方案是，所述二异氯酸醋为异佛尔酬二异氯酸醋、六亚甲基 二异氯酸醋、4,4'-二环己基甲烧二异氯酸醋和甲基环己基二异氯酸醋中的一种或任意组 合。 本专利技术更进一步改进方案是，所述小分子二元醇亲水扩链剂为乙二醇、1,4-下二 醇、新戊二醇、1，6-己二醇中的一种或任意组合。 本专利技术更进一步改进方案是，所述含簇基的小分子二元醇亲水扩链剂为二径甲基 丙酸、二径甲基下酸中的一种或组合。 本专利技术更进一步改进方案是，所述小分子多元胺中和剂为Ξ乙胺、Ξ乙醇胺中的 一种或组合。 本专利技术更进一步改进方案是，所述小分子二元胺扩链剂为乙二胺、异佛尔酬二胺 中的一种或组合。 与现有技术相比，本专利技术具有W下优点： 1、本专利技术提供的合成制革用有机娃改性的水性聚氨醋的制备工艺简单，工况易于控 审IJ，产品质量稳定，绿色环保，适合工业化生产。 2、通过异氯酸醋与端径基硅油的扩链反应制备有机娃改性的水性聚氨醋，可W使 有机娃基团在聚氨醋链段上达到分子级别的分散，提高了其与聚氨醋树脂的相容性，有利 于提升该乳液的稳定性，便于储藏和运输。 3、采用本专利技术水性聚氨醋制备的合成革，无溶剂残留，光滑柔软，真皮感强，而且 具有很好的耐黄变、耐水、耐热和耐磨等性能。【具体实施方式】 下面通过实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明，但并不因此而限制本专利技术 的内容。 阳〇1引实施例1 一种制革用有机娃改性水性聚氨醋的合成方法，按重量百分比取用原料：二异氯酸醋 20%、低聚二元醇20%、端径基硅油10%、小分子二元醇亲水扩链剂10%、小分子多元胺中和剂 10%、小分子二元胺扩链剂5%、有机祕催化剂1%、丙酬10%，余量为水； 合成步骤如下： (1) 有机娃改性亲水性聚氨醋预聚体的制备： 二异氯酸醋和低聚二元醇于85°C下揽拌反应0. 5-2小时，加入亲水扩链剂和端径基娃 油，继续揽拌反应0. 5-1小时后，加入有机祕催化剂和丙酬，继续揽拌反应1. 5-3小时，然后 在50°C下用多元胺进行中和反应20-30分钟；最后加水高速揽拌自乳化分散，得有机娃改 性水性聚氨醋分散液； (2) 二次扩链： 在有机娃改性水性聚氨醋分散液中加入小分子二元胺，然后升溫至30-45°C扩链4-8 小时； (3) 脱丙酬： 待体系成半透明均一液体后，对体系进行加热，保持在50-60°C，低压脱丙酬，得有机娃 改性的制革用半透明均一水性聚氨醋乳液。 所述低聚二元醇为聚己二酸新戊二醇醋二醇； 所述端径基硅油为两端都为径基的聚酸-聚硅氧烷共聚物，分子量在2200-3300之 间； 所述二异氯酸醋为异佛尔酬二异氯酸醋与六亚甲基二异氯酸醋组合。 所述小分子二元醇亲水扩链剂为乙二醇； 所述小分子多元胺中和剂为Ξ乙胺； 所述小分子二元胺扩链剂为乙二胺。 阳OW 实施例2 一种制革用有机娃改性水性聚氨醋的合成方法，二异氯酸醋35%、低聚二元醇20%、端 径基硅油20%、含簇基的小分子二元醇亲水扩链剂20%、小分子多元胺中和剂10%、小分子二 元胺扩链剂15%、有机祕催化剂1%、丙酬10%，余量为水； 合成步骤如下： (1) 有机娃改性亲水性聚氨醋预聚体的制备： 二异氯酸醋和低聚二元醇于85°C下揽拌反应0. 5-2小时，加入亲水扩链剂和端径基娃 油，继续揽拌反应0. 5-1小时后，加入有机祕催化剂和丙酬，继续揽拌反应1. 5-3小时，然后 在50°C下用多元胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制革用有机硅改性水性聚氨酯的合成方法，其特征在于：按重量百分比取用原料：二异氰酸酯20%‑60%、低聚二元醇5%‑25%、端羟基硅油1%‑20%、小分子二元醇亲水扩链剂0%‑10%和/或含羧基的小分子二元醇亲水扩链剂0%‑20%、小分子多元胺中和剂0%‑15%、小分子二元胺扩链剂5%‑20%、有机铋催化剂0%‑1%、丙酮10%‑20%、余量为水；合成步骤如下：（1）有机硅改性亲水性聚氨酯预聚体的制备：二异氰酸酯和低聚二元醇于85℃下搅拌反应0.5‑2小时，加入亲水扩链剂和端羟基硅油，继续搅拌反应0.5‑1小时后，加入有机铋催化剂和丙酮，继续搅拌反应1.5‑3小时，然后在50℃下用多元胺进行中和反应20‑30分钟；最后加水高速搅拌自乳化分散，得有机硅改性水性聚氨酯分散液；（2）二次扩链：在有机硅改性水性聚氨酯分散液中加入小分子二元胺，然后升温至30‑45℃扩链4‑8小时；（3）脱丙酮：待体系成半透明均一液体后，对体系进行加热，保持在50‑60℃，低压脱丙酮，得有机硅改性的制革用半透明均一水性聚氨酯乳液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：倪伶俐，李桂军，冯会生，张锋，
申请(专利权)人：淮安凯悦科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32