水性聚氨酯皮革涂飾劑的改性分析

丁承先 馬峰

【摘 ?要】聚氨酯就是聚氨基甲酸酯，具有強(qiáng)度較高，耐水性和柔順性的特點(diǎn)，因此經(jīng)常作為皮革涂飾劑出現(xiàn)在人們的生活中，現(xiàn)在人們的環(huán)保意識不斷加強(qiáng)，水性聚氨酯就非常環(huán)保并且耗能較少，因此目前成為使用范圍最廣的皮革涂飾劑。本文在聚氨基甲酸酯的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行分析，分析其作為皮革涂飾劑的優(yōu)點(diǎn)，提出了皮革涂飾劑的改性研究，介紹了新型環(huán)保原料在水性聚氨酯皮革涂飾劑中的應(yīng)用。目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢都更加趨向于環(huán)?；?，人們研究水性聚氨酯的方向開始重視降低成本的同時能夠不污染環(huán)境，制備原料為可再生原料。

【關(guān)鍵詞】改性;涂飾劑;聚氨酯

一、引言

聚氨基甲酸酯目前在皮革制造業(yè)最受歡迎的涂飾劑，因為其具有成膜快、遮蓋能力較強(qiáng)、粘合度高、平滑、防水以及耐磨的外部特點(diǎn)以及富有彈性的內(nèi)部特點(diǎn)能夠改善皮革的質(zhì)感，為了能夠滿足皮革用戶的需要擴(kuò)大水性聚氨酯的使用范圍，同時提高水性聚氨酯的性能，需要在原有的基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行改性，本文運(yùn)用的是把多種成膜方式通過物理或化學(xué)實驗進(jìn)行結(jié)合后，從三個方面提出了皮革涂飾劑的改性研究，第一從水性聚氨酯的納米材料進(jìn)行改性，納米材料使涂膜在高溫下能夠穩(wěn)定，并且抗老化，抗靜電和紫外線;第二對水性聚氨酯的蛋白質(zhì)進(jìn)行改性，蛋白質(zhì)涂飾劑能夠保證皮革本身的透氣性和良好的衛(wèi)生性;第三從水性聚氨酯的環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，環(huán)氧樹脂本身的粘合能力較強(qiáng)，有高強(qiáng)度和高耐熱性。

二、水性聚氨酯的皮革涂飾劑的改性

2.1 水性聚氨酯的納米材料改性

張帆用原位聚合法合成了水性聚氨酯皮革涂飾劑，并且對比制備方法和聚合后涂飾劑的性能，原位聚合法獲得的涂料納米粒子的分散性有所提高，加入納米二氧化硫以后能夠避免紫外線的直射，耐老化。國外有研究合成了一種碳納米管/睡醒聚酯胺納米材料，這種水性聚氨酯乳液的穩(wěn)定性有所寶行，并且乳液的熱穩(wěn)定性能提高，拉伸能力變強(qiáng)。超聲波分散法是把溶解的碳納米管的苯胺溶液和合成聚氨酯的溶液進(jìn)行融合，混合后能夠改善水性聚氨酯的透氣性，并且抵抗紫外線的性能較好。

由上面這些實驗得出納米材料一般具有面積小，表面效應(yīng)等等特殊性質(zhì)，如果能把這些應(yīng)用在涂料使用過程中，就能夠改善以往的傳統(tǒng)涂料不耐熱的特點(diǎn)，使涂膜在高溫下能夠穩(wěn)定，并且抗老化，抗靜電和紫外線。

2.2 水性聚氨酯的蛋白質(zhì)改性

蛋白質(zhì)涂飾劑和皮革的融合能力較強(qiáng)，本身具有自然的光澤度和較好的手感，能夠保證皮革本身的透氣性和良好的衛(wèi)生性。把明膠溶液在硫酸銨的基礎(chǔ)上進(jìn)行加熱反應(yīng)，溫度持續(xù)在45攝氏度加入一小時后，再倒入丙烯酸羥乙酯的聚氨酯乳液反應(yīng)兩個小時后，可以得到明膠改性水性聚氨酯皮革涂飾劑，其表現(xiàn)出的透水性能是普通的聚氨酯涂飾劑的2倍，并且光澤度比較好。國外有研究把末端為羥基的水性聚氨酯的分散體，用交聯(lián)劑，把分散體和明膠進(jìn)行結(jié)合，得到的改性水性聚氨酯乳液用在皮革涂飾的使用中。

2.3 水性聚氨酯的環(huán)氧樹脂改性

環(huán)氧樹脂本身的粘合能力較強(qiáng)，有高強(qiáng)度和高耐熱性，把水性PU和環(huán)氧樹脂結(jié)合后制作皮革涂飾劑，能夠提高涂飾劑的粘合性能和光亮度、耐水性和耐熱性。環(huán)氧改性聚氨酯的合成主要有三種方法分別為機(jī)械共混、直接接枝共聚法和環(huán)氧開環(huán)法。朱寧香用甲苯二異氰酸酯和聚醚二元醇和甲基丙烯酸甲酯等等化學(xué)材料，制備出了硬核軟殼的丙烯酸酯復(fù)合分散體，用其涂膜能夠在低溫下增加材料的柔韌程度，耐水性比較好。吳曉青等用環(huán)氧樹脂對水性聚氨酯進(jìn)行改性，大仙當(dāng)二羥甲基丙酸的含量為7%的時候，環(huán)氧樹脂的含量為8%，用相反轉(zhuǎn)分散的方法時，能夠得到穩(wěn)定性強(qiáng)、顆粒度小并且外觀好的水性聚氨酯，用這種材料制備出的涂抹材料耐水性強(qiáng)并且硬度較好的優(yōu)點(diǎn)。

三、水性聚氨酯的制備原料使用

目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢都更加趨向于環(huán)?；?，人們研究水性聚氨酯的方向開始重視降低成本的同時能夠不污染環(huán)境，盡量不依賴于石油產(chǎn)品的天然原料，這些天然原料一般都來自很多地方，并且這些原料都為可再生原料。其中主要包含的有含羥基的高分子材料還有能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的異氰酸酯合成水性聚氨酯的原料。

用二氧化碳作為原料來合成非異氰酸酯的水性聚氨酯效能比較好，因為二氧化碳的制備較為容易并且使用成本低，不會對大氣造成污染，用蓖麻油合成水性聚氨酯，通過研究二羥甲基丙酸的比例多少對聚氨酯乳液涂膜的影響，當(dāng)DMPA的添加量為7%，并且反應(yīng)的溫度達(dá)到70攝氏度時，合成的水性聚氨酯涂料比較容易結(jié)成膜，柔韌度比較高硬度大。用于聚氨酯改性的高分子還包含淀粉、大豆和纖維素，這些材料本身就比較環(huán)保并且耗能少，以后會有好的發(fā)展空間。

四、結(jié)語

聚氨酯具有強(qiáng)度較高，耐水性和柔順性的特點(diǎn)，現(xiàn)在人們的環(huán)保意識不斷加強(qiáng)，水性聚氨酯就非常環(huán)保并且耗能較少，因此目前成為使用范圍最廣的皮革涂飾劑，并且其自身具有成膜快、遮蓋能力較強(qiáng)、粘合度高、平滑、防水以及耐磨的外部特點(diǎn)以及富有彈性的內(nèi)部特點(diǎn)能夠改善皮革的質(zhì)感，但是人們對于涂料的質(zhì)量要求比較嚴(yán)格，為了能夠滿足皮革用戶的需要擴(kuò)大水性聚氨酯的使用范圍，同時提高水性聚氨酯的性能，需要在原有的基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行改性。

本文從三個方面介紹了水性聚氨酯的改性，第一從水性聚氨酯的納米材料進(jìn)行改性，納米材料一般具有面積小，表面效應(yīng)等等特殊性質(zhì)，如果能把這些應(yīng)用在涂料使用過程中，就能夠改善以往的傳統(tǒng)涂料不耐熱的特點(diǎn)，使涂膜在高溫下能夠穩(wěn)定，并且抗老化，抗靜電和紫外線;第二對水性聚氨酯的蛋白質(zhì)進(jìn)行改性，蛋白質(zhì)涂飾劑和皮革的融合能力較強(qiáng)，本身具有自然的光澤度和較好的手感，能夠保證皮革本身的透氣性和良好的衛(wèi)生性;第三從水性聚氨酯的環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，環(huán)氧樹脂本身的粘合能力較強(qiáng)，有高強(qiáng)度和高耐熱性，把水性PU和環(huán)氧樹脂結(jié)合后制作皮革涂飾劑，能夠提高涂飾劑的粘合性能和光亮度、耐水性和耐熱性。利用聚氨酯的分子設(shè)計加入改性集團(tuán)或者使用新興材料，制備出的水性聚氨酯才能更加防水耐熱、殺菌環(huán)保。

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（作者單位：廣州麥吉高分子新材料科技有限公司）