Polyurethan-Beschichtungsmaterialien neigen aufgrund längerer Einwirkung von ultraviolettem Licht oder Hitze mit der Zeit zum Vergilben, was ihr Aussehen und ihre Lebensdauer beeinträchtigt. Durch Einbringen von UV-320 und 2-Hydroxyethylthiophosphat in die Kettenverlängerung von Polyurethan wurde ein nichtionisches Polyurethan auf Wasserbasis mit ausgezeichneter 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 ausgezeichneter Vergilbungsbeständigkeit behandelten Leders 2,9 betrug, der Farbänderungsgrad 1 war und es nur eine sehr geringe Farbänderung gab. In Kombination 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 Ledersitzkissen. 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 zum Vergilben, 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.

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

(a) Durch Anpassen des Anteils harter und weicher Segmente und Ändern der Rohstoffe lässt sich nur das Problem der Vergilbungsneigung von Polyurethan selbst lösen, nicht jedoch der Einfluss der äußeren Umgebung auf Polyurethan und kann den Marktanforderungen nicht gerecht 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 von Leder beibehalten und gleichzeitig seine Wetterbeständigkeit deutlich verbessern kann.

(b) Die Zugabe organischer Additive und Nanomaterialien bringt auch 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 aufgebrochen und wieder aufgebaut werden können. Aufgrund der dynamischen Reversibilität von Disulfidbindungen werden diese Bindungen unter UV-Bestrahlung ständig aufgebrochen und wieder aufgebaut, wobei UV-Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird. Die Vergilbung von Polyurethan wird durch 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 die Selbstheilungs- und Vergilbungsbeständigkeit von Polyurethan durch Einbringen von Disulfidbindungen in die wasserbasierten Polyurethan-Kettensegmente getestet. Gemäß dem Test nach GB/T 1766-2008 betrug △E 4,68 und der Farbänderungsgrad war Stufe 2, aber da Tetraphenylendisulfid verwendet wurde, das eine bestimmte Farbe hat, ist es nicht für vergilbungsbeständiges Polyurethan geeignet.

Ultraviolettlichtabsorber und Disulfide können das absorbierte ultraviolette Licht in Wärmeenergie umwandeln und so den Einfluss der ultravioletten Strahlung auf die Polyurethanstruktur reduzieren. Durch die Einführung der dynamisch reversiblen Substanz 2-Hydroxyethyldisulfid in die Expansionsphase der Polyurethansynthese wird diese in die Polyurethanstruktur eingebracht. Dabei handelt es sich um eine Disulfidverbindung mit Hydroxylgruppen, die leicht mit Isocyanat reagiert. Zusätzlich wird der Ultraviolettabsorber UV-320 eingeführt, um die Vergilbungsbeständigkeit von Polyurethan zu verbessern. Aufgrund seiner Eigenschaft, leicht mit Isocyanatgruppen zu reagieren, kann UV-320 mit Hydroxylgruppen auch in die Polyurethankettensegmente 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.