Polyurethan-Beschichtungsmaterialien neigen aufgrund längerer Einwirkung von ultraviolettem Licht oder Hitze mit der Zeit zum Vergilben, wodurch ihr Aussehen und ihre Lebensdauer beeinträchtigt werden. Durch Einbringen von UV-320 und 2-Hydroxyethylthiophosphat in die Kettenverlängerung von Polyurethan wurde ein nichtionisches Polyurethan auf Wasserbasis mit hervorragender Vergilbungsbeständigkeit hergestellt und auf eine Lederbeschichtung aufgetragen. Durch Farbunterschied, Stabilität, Rasterelektronenmikroskop, Röntgenspektrum und andere Tests wurde festgestellt, dass der Gesamtfarbunterschied △E des mit 50 Teilen des nichtionischen Polyurethans auf Wasserbasis mit hervorragender Vergilbungsbeständigkeit behandelten Leders 2,9 betrug, der Farbänderungsgrad 1 war und es nur eine sehr geringe Farbänderung gab. Kombiniert mit den grundlegenden Leistungsindikatoren Zugfestigkeit und Verschleißfestigkeit von Leder zeigt dies, dass das hergestellte vergilbungsbeständige Polyurethan die Vergilbungsbeständigkeit von Leder verbessern kann, während seine mechanischen Eigenschaften und Verschleißfestigkeit erhalten bleiben.

Mit dem gestiegenen Lebensstandard der Menschen steigen auch die Ansprüche an Ledersitzpolster. Diese müssen nicht nur gesundheitlich unbedenklich, sondern auch ästhetisch ansprechend sein. Wasserbasiertes Polyurethan wird aufgrund seiner hervorragenden Sicherheit und Schadstofffreiheit, seines hohen Glanzes und seiner lederähnlichen Aminomethylidinphosphonat-Struktur häufig in Lederbeschichtungsmitteln verwendet. Wasserbasiertes Polyurethan neigt jedoch bei längerer Einwirkung von UV-Licht oder Hitze zur Vergilbung, was die Lebensdauer des Materials beeinträchtigt. Beispielsweise vergilben viele weiße Polyurethan-Schuhmaterialien häufig oder vergilben unter Sonneneinstrahlung mehr oder weniger stark. Daher ist es unerlässlich, die Vergilbungsbeständigkeit von wasserbasiertem Polyurethan zu untersuchen.

Um die Vergilbungsbeständigkeit von Polyurethan zu verbessern, gibt es derzeit drei Möglichkeiten: die Anpassung des Anteils harter und weicher Segmente und die Veränderung der Rohstoffe an der Wurzel, die Zugabe organischer Additive und Nanomaterialien sowie eine Strukturmodifikation.

(a) Durch Anpassen des Verhältnisses zwischen harten und weichen Segmenten und Ändern der Rohstoffe lässt sich nur das Problem der Vergilbungsneigung des Polyurethans selbst lösen, nicht jedoch der Einfluss der äußeren Umgebung auf das Polyurethan und die Marktanforderungen können nicht erfüllt werden. Durch TG-, DSC-, Abriebfestigkeits- und Zugfestigkeitstests wurde festgestellt, dass die physikalischen Eigenschaften des hergestellten wetterbeständigen Polyurethans und des mit reinem Polyurethan behandelten Leders konsistent waren, was darauf hindeutet, dass das wetterbeständige Polyurethan die grundlegenden Eigenschaften des Leders beibehalten und gleichzeitig seine Wetterbeständigkeit deutlich verbessern kann.

(b) Auch die Zugabe organischer Additive und Nanomaterialien bringt Probleme mit sich, wie etwa hohe Zugabemengen und eine schlechte physikalische Vermischung mit Polyurethan, was zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Polyurethans führt.

(c) Disulfidbindungen weisen eine starke dynamische Reversibilität auf, wodurch ihre Aktivierungsenergie sehr gering ist und sie mehrfach gebrochen und wieder aufgebaut werden können. Aufgrund der dynamischen Reversibilität von Disulfidbindungen werden diese Bindungen unter UV-Bestrahlung ständig gebrochen und wieder aufgebaut, wobei UV-Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird. Die Vergilbung von Polyurethan wird durch die UV-Bestrahlung verursacht, die die chemischen Bindungen in Polyurethanmaterialien anregt und Bindungsspaltungs- und Reorganisationsreaktionen verursacht, die zu Strukturänderungen und Vergilbung des Polyurethans führen. Daher wurde durch die Einführung von Disulfidbindungen in die Kettensegmente von wasserbasiertem Polyurethan die Selbstheilungs- und Vergilbungsbeständigkeit von Polyurethan getestet. Gemäß dem Test nach GB/T 1766-2008 betrug △E 4,68 und die Farbänderungsstufe 2. Da jedoch Tetraphenylendisulfid verwendet wurde, das eine bestimmte Farbe aufweist, ist es nicht für vergilbungsbeständiges Polyurethan geeignet.

Ultraviolett-Absorber und Disulfide können absorbiertes Ultraviolettlicht in Wärmeenergie umwandeln und so den Einfluss der Ultraviolettstrahlung auf die Polyurethanstruktur reduzieren. Durch die Zugabe der dynamisch reversiblen Substanz 2-Hydroxyethyldisulfid in die Expansionsphase der Polyurethansynthese wird diese in die Polyurethanstruktur eingebracht. Es handelt sich um eine Disulfidverbindung mit Hydroxylgruppen, die leicht mit Isocyanat reagiert. Zusätzlich wird ein UV-320-Ultraviolett-Absorber eingebracht, um die Vergilbungsbeständigkeit von Polyurethan zu verbessern. UV-320 mit Hydroxylgruppen kann aufgrund seiner Eigenschaft, leicht mit Isocyanatgruppen zu reagieren, auch in die Polyurethan-Kettensegmente eingebracht und in der Mittelschicht von Leder verwendet werden, um die Vergilbungsbeständigkeit von Polyurethan zu verbessern.

Durch den Farbdifferenztest wurde festgestellt, dass die Gelbbeständigkeit des gelbbeständigen Polyurethans durch TG-, DSC-, Abriebfestigkeits- und Zugfestigkeitstests übereinstimmte. Dies zeigte, dass die physikalischen Eigenschaften des hergestellten wetterbeständigen Polyurethans und des mit reinem Polyurethan behandelten Leders übereinstimmten. Dies deutet darauf hin, dass das wetterbeständige Polyurethan die grundlegenden Eigenschaften von Leder beibehalten und gleichzeitig seine Wetterbeständigkeit deutlich verbessern kann.