水性聚氨酯涂飾劑以水為溶劑,消除了溶劑型聚氨酯生產、儲運和使用過程中易燃易爆等危險,滿足安全、健康及環保的要求,易于清潔保養,具有成膜性能強,遮蓋力強,粘結牢固,涂層光亮、平滑、耐磨、耐熱、耐水、耐寒、耐曲折、富有彈性,涂飾后的成革手感豐滿、舒適,能大大提高成革的等級,受到高度重視和廣泛研究。
聚氨酯涂料飾劑制備方法
自乳化法
親水單體擴鏈法具有簡便、應用范圍廣等優點,是目前制備水性PU所采用的主要方法。而將親水基團直接引入聚醚或聚酯多元醇分子中,是國外工業化生產中常采用的方法,具有較高的應用價值。也有用SO3或濃H2SO4將芳香族多異氰酸酯和多元醇的預聚物磺化,在苯環上引入)SO3H基團,經擴鏈制得磺酸鹽型水性PU。
在PU樹脂中引入部分親水基團,使PU分子具有一定的親水性,不加乳化劑,憑借這些親水基團使之乳化。根據分子結構上親水基團的類型,自乳化型水性PU可分為陽離子型、陰離子型、兩性型和非離子型。而陰離子型是采用二羥甲基丙酸(DMPA)、二氨基烷基磺酸鹽等為擴鏈劑,引入羧基或磺酸基,再用三乙胺等進行中和并乳化。若在PU骨架上引入羥基、醚基、羥甲基等非離子基團,尤其是聚氧化乙烯(PEO)鏈段,可得到非離子型自乳化PU。親水基團的引入方法可采用親水單體擴鏈法、聚合物反應接枝法以及將親水單體直接引入大分子聚合物多元醇中等方法。
外乳化法
選取制成適當分子質量的PU預聚體或其溶液,然后加入乳化劑,在劇烈攪拌下強制性地將其分散于水中,制成PU乳液或分散體。預聚體的黏度愈低,愈易于乳化,加入少量可溶于水的有機溶劑也有益于乳化。其中較好的方法是在乳化劑存在下將預聚體和水混合,冷卻到5e左右,然后在均化器中使之分散成乳液。由于此法制得的PU乳液中的大部分鏈端NCO基團,在相當長的時間內保持穩定,且NCO基團與胺基的反應比水的反應快了一個數量級,因此外乳化法在多數情況下可在水中進行擴鏈(常用二胺),以生成高分子質量的聚氨酯-聚脲乳液。此法的關鍵之一是選擇合適的乳化劑。此法制得的PU乳液粒徑較大,一般大于1.0Lm,穩定性差,由于使用較多的乳化劑,使產品的成膜性不良,并影響膠膜的耐水性、強韌性和粘接性。
涂飾是皮革制造過程總一個重要環節,涂飾可增加皮革美觀和耐用性能,提高皮革檔次,增加花色品種和擴大使用范圍。常用皮革涂飾劑有格素涂飾劑、丙烯酸涂飾劑、硝化纖維涂飾劑和聚氨酯涂飾劑。
水性PU涂飾劑以其優異的性能在皮革生產中發揮著巨大的作用,其產品也在不斷的完善,主要有以下幾方面的發展。
(1)各種新技術的開發應用。如納米技術的應用,新型納米水性PU乳液可用于皮革涂飾,其產品具有穩定性好、抗老化、耐化學品、抗靜電等良好特性。
(2)生產過程更環保。水性PU產品的生產過程中經常要用到一些有機溶劑,高沸點的如氮甲基吡咯烷酮;低沸點的如丙酮、丁酮。隨著環保要的加強,水性PU的生產將向完全無溶劑工藝發展。
(3)高固含量產品的開發。國內生產的水性PU產品固含量一般在20%左右,不僅耗費大量的成本在多余水分的運輸上,而且對于高端的光亮劑產品,固含量上不去直接影響膜的光亮度。