本發(fā)明涉及高分子聚合物技術領域，特別涉及一種水性聚氨酯樹脂。

背景技術：

合成革可分為聚氨酯服裝革、鞋用合成革、汽車革和沙發(fā)革。不同領域?qū)Ω锏男阅芤蟛槐M相同，其中服裝革對舒適性和功能性的要求較高。例如要求革具有較好的透氣性、肉感、柔軟的手感、耐水解性、耐磨耐刮性和伸展性等。此外，在開發(fā)服裝革產(chǎn)品時，必須追求革性能和價格的平衡，以滿足市場上的皮革服裝要求。

水性聚氨酯樹脂是以水為分散介質(zhì)，在加工過程中無需有機溶劑，而且產(chǎn)品體系中不含有有毒份NCO基團，避免了對環(huán)境的污染和對操作人員的健康危害。但是收到水性聚氨酯樹脂本身的物理化學性質(zhì)的限制，將其批量應用于服裝革上還沒有成功的先例。在現(xiàn)有制革生產(chǎn)過程中，采用水性聚氨酯樹脂作為粘合層有致命的劣勢。其以水為溶劑，粘合層在面層和基布之間更不利于水分的烘干，且在烘干過程中需要蒸發(fā)熱較高，因此制革過程的烘烤時間延長，烘烤溫度提高，造成生產(chǎn)效率低下。

現(xiàn)有技術中如公開號為CN 103351456 A 的發(fā)明申請公開了一種服裝革用濕法聚氨酯樹脂，通過設計具有特定分子結構和分子量的酯醚共聚物多元醇，同時通過先合成一種粘度及固含量的聚氨酯樹脂中間體，然后將該中間體加入到最終的聚氨酯樹脂中，獲得了有較好柔軟度、濕滑感、豐滿的手感，較強的真皮感，具有服裝領域所要求的耐水解、高剝離和超柔軟等性能要求的產(chǎn)品；但是，這種聚氨酯樹脂的配方中含有占配方比重50%以上的有機溶劑，生產(chǎn)過程及所制備的產(chǎn)品不能夠滿足環(huán)保要求。

針對上述現(xiàn)象，專利CN 105061722 A公開了一種水性聚氨酯樹脂，所述水性聚氨酯樹脂包括以下原料組分及重量份：多元醇120-170份，多異氰酸酯10-30份，第一擴鏈劑4-10份，第二擴鏈劑0.6-2份，三乙胺2-6份，有機鉍催化劑0.2-0.6份和水260-400份。本發(fā)明的用于服裝革半干貼工藝的底料水性聚氨酯樹脂，其在合成過程中與傳統(tǒng)的水性聚氨酯異氰酸酯過量不同，在合成過程中羥基過量，直接以羥基封端。該水性聚氨酯在進行服裝革貼面時，加熱至半干狀態(tài)進行貼面，貼出來的革手感極柔軟和高的剝離強度，但這種水性聚氨酯樹脂極不耐寒，不能滿足低溫環(huán)境要求。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種水性聚氨酯樹脂，通過調(diào)整配方中的組分以及各組分的配比，使得水性聚氨酯樹脂能夠耐寒，且該水性聚氨酯樹脂進行服裝革貼面時，貼合層具有柔軟的手感、高的剝離強度及優(yōu)良的耐水性能。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案為：一種水性聚氨酯樹脂，其創(chuàng)新點在于：所述水性聚氨酯樹脂包括以下原料組分及重量份：聚酯多元醇20～40份，聚醚多元醇60～80份，多異氰酸酯12～16份，擴鏈劑4～10份，成鹽劑1～5份，有機鉍催化劑1～2份和水200～400份；其中，聚酯多元醇是由聚己內(nèi)酯多元醇和聚碳酸酯多元醇混合而成的，且聚己內(nèi)酯多元醇和聚碳酸酯多元醇的質(zhì)量比為1.7～2.1:1；聚醚多元醇為四氟呋喃-氧化丙烯共聚二醇；擴鏈劑是由乙二醇和異氟爾酮二胺的混合而成，且乙二醇和異氟爾酮二胺的質(zhì)量比為1:1.5～2。

進一步地，所述的多異氰酸酯為異氟爾酮二異氰酸酯。

進一步地，所述的成鹽劑為三乙胺和乙酸的混合物，且三乙胺和乙酸的質(zhì)量比為1.3～1.7:1。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

（1）本發(fā)明水性聚氨酯樹脂，配方中聚醚多元醇采用四氟呋喃-氧化丙烯共聚二醇，該共聚醚成本比純聚四氫呋喃二醇便宜，而其制品性能近似于純聚四氫呋喃二醇，進而使制得的水性聚氨酯樹脂具有優(yōu)良的耐寒性；同時，聚酯多元醇采用聚己內(nèi)酯多元醇和聚碳酸酯多元醇混合物，擴鏈劑采用乙二醇和異氟爾酮二胺的混合物，通過混合物的中和，使得水性聚氨酯樹脂的性能大大提升，同時，各組分通過嚴格的配比控制，使得水性聚氨酯樹脂進行服裝革貼面時，貼合層手感的柔軟度、剝離強度及耐水性能都有顯著的提高；

（2）本發(fā)明水性聚氨酯樹脂，多異氰酸酯選用異氟爾酮二異氰酸酯，避免了使用4,4-二苯基甲烷2-異氰酸酯或甲苯二異氰酸酯，不會出現(xiàn)苯環(huán)在紫外線下發(fā)生異變而導致物料黃變的現(xiàn)象；此外，成鹽劑選用三乙胺和乙酸的混合物，且三乙胺和乙酸的質(zhì)量比為1.3～1.7:1，避免了堿性過強，導致水性聚氨酯樹脂性能下降的現(xiàn)象。

具體實施方式

下面的實施例可以使本專業(yè)的技術人員更全面地理解本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。

實施例1

本實施例水性聚氨酯樹脂，該水性聚氨酯樹脂包括以下原料組分及重量份：聚酯多元醇20份，四氟呋喃-氧化丙烯共聚二醇80份，異氟爾酮二異氰酸酯16份，擴鏈劑10份，成鹽劑5份，有機鉍催化劑2份和水400份；其中，聚酯多元醇是由聚己內(nèi)酯多元醇和聚碳酸酯多元醇混合而成的，聚己內(nèi)酯多元醇12.6份，聚碳酸酯多元醇7.4份；擴鏈劑是由乙二醇和異氟爾酮二胺的混合而成，乙二醇4份，異氟爾酮二胺6份；成鹽劑為三乙胺和乙酸的混合物，三乙胺2.83份，乙酸2.17份。

實施例2

本實施例水性聚氨酯樹脂，該水性聚氨酯樹脂包括以下原料組分及重量份：聚酯多元醇20份，四氟呋喃-氧化丙烯共聚二醇80份，異氟爾酮二異氰酸酯16份，擴鏈劑10份，成鹽劑5份，有機鉍催化劑2份和水400份；其中，聚酯多元醇是由聚己內(nèi)酯多元醇和聚碳酸酯多元醇混合而成的，聚己內(nèi)酯多元醇13.55份，聚碳酸酯多元醇6.45份；擴鏈劑是由乙二醇和異氟爾酮二胺的混合而成，乙二醇3.33份，異氟爾酮二胺6.67份；成鹽劑為三乙胺和乙酸的混合物，三乙胺3.15份，乙酸1.85份。

實施例3

本實施例水性聚氨酯樹脂，該水性聚氨酯樹脂包括以下原料組分及重量份：聚酯多元醇20份，四氟呋喃-氧化丙烯共聚二醇80份，異氟爾酮二異氰酸酯16份，擴鏈劑10份，成鹽劑5份，有機鉍催化劑2份和水400份；其中，聚酯多元醇是由聚己內(nèi)酯多元醇和聚碳酸酯多元醇混合而成的，聚己內(nèi)酯多元醇13.1份，聚碳酸酯多元醇6.9份；擴鏈劑是由乙二醇和異氟爾酮二胺的混合而成，乙二醇3.64份，異氟爾酮二胺6.36份；成鹽劑為三乙胺和乙酸的混合物，三乙胺3份，乙酸2份。

下表1為實施例1-3中聚酯多元醇中聚己內(nèi)酯多元醇和聚碳酸酯多元醇，擴鏈劑中乙二醇和異氟爾酮，成鹽劑中三乙胺和乙酸的質(zhì)量比對比表格：

將上述實施例1～3中的水性聚氨酯樹脂按常規(guī)步驟制備聚氨酯服裝革，對制得的聚氨酯服裝革進行性能測試，測試結構見表2。

注：1.耐寒測試按IS05423-1992、IS0-4643：1992、SATRAPM-25-1002測試，具體為-100℃下8萬次測試；

2.耐UV黃變按HG/T3689-2001測試；

3.剝離強度按GB/T8949-1995測試；

4.耐折牢度按照QB/T1646-2007標準規(guī)定進行，分別將各組試樣在23℃±2℃和-10℃±2℃下，將試樣正面向里折疊，觀察正、反兩面受折部分的變化；

5.耐磨性測試方法：按照QB/T2726-2005的規(guī)定進行，荷重為1000g，選用H-22號磨輪，設定轉速為500r/min，試驗結束后觀察受測試樣表面的變化。

結論：由上表可以看出，實施例1-3的水性聚氨酯樹脂用于服裝革時，各性能都有了顯著的提高，尤其是耐寒性能，即-100℃下8萬次無裂痕；此外，實施例1-3進行相互對比，可以看出，實施例3的各項測試性能均優(yōu)于其他兩個實施例，因而實施例3為最佳實施例。

實施例4

本實施例水性聚氨酯樹脂，該水性聚氨酯樹脂包括以下原料組分及重量份：聚酯多元醇40份，四氟呋喃-氧化丙烯共聚二醇60份，異氟爾酮二異氰酸酯12份，擴鏈劑4份，成鹽劑1份，有機鉍催化劑1份和水200份；其中，聚酯多元醇是由聚己內(nèi)酯多元醇和聚碳酸酯多元醇混合而成的，聚己內(nèi)酯多元醇26.2份，聚碳酸酯多元醇13.8份；擴鏈劑是由乙二醇和異氟爾酮二胺的混合而成，乙二醇1.45份，異氟爾酮二胺2.55份；成鹽劑為三乙胺和乙酸的混合物，三乙胺0.6份，乙酸0.4份。

實施例5

本實施例水性聚氨酯樹脂，該水性聚氨酯樹脂包括以下原料組分及重量份：聚酯多元醇30份，四氟呋喃-氧化丙烯共聚二醇70份，異氟爾酮二異氰酸酯14份，擴鏈劑7份，成鹽劑3份，有機鉍催化劑1.5份和水300份；其中，聚酯多元醇是由聚己內(nèi)酯多元醇和聚碳酸酯多元醇混合而成的，聚己內(nèi)酯多元醇19.66份，聚碳酸酯多元醇10.34份；擴鏈劑是由乙二醇和異氟爾酮二胺的混合而成，乙二醇2.55份，異氟爾酮二胺4.45份；成鹽劑為三乙胺和乙酸的混合物，三乙胺1.8份，乙酸1.2份。

下表3為實施例3-5的各組分配比對比表格：

表3 實施例3-5的重量配比

將上述實施例3～5中的水性聚氨酯樹脂按常規(guī)步驟制備聚氨酯服裝革，對制得的聚氨酯服裝革進行性能測試，測試結構見表4。

注：1.耐寒測試按IS05423-1992、IS0-4643：1992、SATRAPM-25-1002測試，具體為-100℃下8萬次測試；

2.耐UV黃變按HG/T3689-2001測試；

3.剝離強度按GB/T8949-1995測試；

4.耐折牢度按照QB/T1646-2007標準規(guī)定進行，分別將各組試樣在23℃±2℃和-10℃±2℃下，將試樣正面向里折疊，觀察正、反兩面受折部分的變化；

5.耐磨性測試方法：按照QB/T2726-2005的規(guī)定進行，荷重為1000g，選用H-22號磨輪，設定轉速為500r/min，試驗結束后觀察受測試樣表面的變化。

結論：由上表可以看出，實施例3-5的水性聚氨酯樹脂用于服裝革時，各性能都有了顯著的提高，尤其是耐寒性能，即-100℃下8萬次無裂痕；此外，實施例3-5進行相互對比，可以看出，實施例5的各項測試性能均優(yōu)于其他兩個實施例，因而實施例5為最佳實施例。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征以及本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。