一种耐磨耐黄变聚氨酯树脂的制备与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102718942A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102718942A(43)申请公布日2012.10.10(21)申请号201210194479.8(22)申请日2012.06.13(71)申请人华东理工大学地址200237上海市徐汇区梅陇路130号申请人上海华峰超纤材料股份有限公司(72)发明人王贵友王永猛王克亮孙向浩(51)Int.Cl.C08G18/75(2006.01)C08G18/73(2006.01)C08G18/66(2006.01)C08G18/48(2006.01)C08G18/44(2006.01)C08G18/42(2006.01)C08G18/32(2006.01)C08K3/22(2006.01)C08K3/34(2006.01)C08K3/36(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图11页(54)发明名称一种耐磨耐黄变聚氨酯树脂的制备与应用(57)摘要本发明涉及一种溶剂型耐磨耐黄变聚氨酯树脂的制备，旨在解决聚氨酯树脂及其应用过程中的磨损及黄变老化问题。采用脂肪族聚氨酯树脂与无机纳米复合的方法，制备出耐磨性能很好，同时又具有很好的耐黄变性能，其耐黄变等级可以达到4.5级。这种耐黄变、耐磨的聚氨酯树脂可以广泛地应用于聚氨酯皮革、鞋和箱包等方面。本发明不但解决了聚氨酯树脂黄变影响其美观的问题，同时也提高了聚氨酯材料耐磨性能，有效增加了其在自然环境下的使用寿命。CN1027894ACN102718942A权利要求书1/1页1.一种耐磨耐黄变聚氨酯树溶液的制备方法，制备方法如下：将多元醇、纳米粒子、小分子扩链剂、有机溶剂和定量的二异氰酸酯在50～120℃下反应1～6h，得到聚氨酯树脂溶液。2.权利要求1中的纳米粒子，其特征在于是1～100nm的有助于耐磨或吸收紫外线的粒子，添加质量分数在0.5％～20％，使用的纳米粒子包括：纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米氮化硅、纳米碳化硅和纳米二氧化硅，以及上述纳米粒子的混合使用。3.权利要求1中的多元醇，其特征在于分子量为500～3000g/mol的多元醇，主要有：聚己内酯二元醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二元醇、聚己二酸己二醇酯二元醇、聚癸二酸丁二醇酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚四氢呋喃二元醇和聚氧化丙烯二元醇等。4.权利要求1中的二异氰酸酯，其特征在于是一种脂肪族二异氰酸酯，主要有：六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和2，2，4-三甲基己二异氰酸酯等。5.权利要求1中的扩链剂，其特征在于分子量为小于200g/mol的小分子扩链剂，主要有：乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、乙二胺、己二胺、异佛尔酮二胺以及上述二醇与二胺的混合使用。6.权利要求1中所述的聚氨酯扩链剂部分，其特征在于混合使用时二元醇∶二元胺当量比约为1∶0～0∶1。7.权利要求1中的聚氨酯溶液，其特征在于异氰酸酯与活泼氢当量比约为0.90～1.20。8.权利要求1中的聚氨酯溶液，其特征在于溶剂用量为体系质量的10～90％，溶剂主要有：丙酮、丁酮、环己酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙酸乙酯、环己烷、甲苯和醋酸丁酯等。2CN102718942A说明书1/3页一种耐磨耐黄变聚氨酯树脂的制备与应用[0001]技术领域：本发明涉及一种耐磨耐黄变溶剂型聚氨酯树脂的制备，以及将这种聚氨酯树脂应用于人造皮革、鞋、服装和弹性体方面，从而改善和提高其在自然环境中的使用性能。背景技术[0002]由于真皮产品的自然资源有限，价格昂贵，因而无法满足飞速增长的市场需求。聚氨酯合成革原料广泛，价格相对便宜，加工性能好，完全可以满足生活需求，尤其广泛用于鞋类、服装类和沙发等领域。然而目前市面的聚氨酯合成革一般都是以芳香族异氰酸酯合成，在环境作用下容易发生黄变和老化而导致降解，极大地影响了制品的美观甚至导致其使用性能的丧失。所以，耐黄变合成革的研究就成为现阶段合成革制品的一个重要方向。影响聚氨酯黄变的影响因素主要有：不饱和多元醇的氧化、异氰酸酯的氧化、氨基甲酸酯键的断裂和添加助剂的变色等。使用芳香族异氰酸酯制备的聚氨酯树脂由于含有刚性的苯环结构，因此制得的聚氨酯树脂耐磨性好。但芳香族聚氨酯树脂中的苯环结构在自然光和紫外光的作用下，易吸收光的能量形成生色的醌式结构，不仅影响聚氨酯材料制品的美观性能，而且也使材料物理性能降低。[0003]因此解决聚氨酯黄变问题的根本途径在于消除其内部结构中易发色的共轭基团。DE-C4203307采用脂肪族聚碳酸酯二醇、1，6-己二异氰酸酯和1，4-丁二醇合成了一种脂肪族线性聚氨酯，解决了耐黄变的问题，但是这种材料在加速老化试验中会生成白色沉淀物，在皮革、箱包等使用方