ポリウレタンコーティング材料は、紫外線や熱に長時間さらされると黄変しやすく、外観や耐用年数に影響を及ぼします。そこで、ポリウレタンの鎖延長にUV-320と2-ヒドロキシエチルチオホスフェートを導入することで、黄変に優れた非イオン性水性ポリウレタンを調製し、皮革コーティングに用いました。色差、安定性、走査型電子顕微鏡、X線スペクトルなどの試験により、黄変に優れた非イオン性水性ポリウレタン50部で処理した皮革の総色差△Eは2.9、色変化等級は1等級であり、色の変化はごくわずかであることが分かりました。皮革の引張強度や耐摩耗性といった基本的な性能指標と併せて考えると、調製した黄変耐性ポリウレタンは、皮革の機械的特性や耐摩耗性を維持しながら、黄変耐性を向上させることができることが示されました。

人々の生活水準が向上するにつれ、革製シートクッションに対する要求も高まり、人体に無害であることだけでなく、見た目の美しさも求められるようになりました。水性ポリウレタンは、優れた安全性と無公害性、高い光沢、そして革に類似したアミノメチリジンホスホネート構造を持つことから、皮革コーティング剤として広く使用されています。しかし、水性ポリウレタンは紫外線や熱に長期間さらされると黄変しやすく、材料の耐用年数に影響を与えます。例えば、多くの白い靴用ポリウレタン素材は、日光照射下で黄色に変色したり、程度の差こそあれ黄変したりします。したがって、水性ポリウレタンの黄変耐性を研究することは不可欠です。

ポリウレタンの黄変耐性を向上させる方法は現在、以下の3つがある。根本原因である硬質セグメントと軟質セグメントの比率の調整と原材料の変更、有機添加剤やナノ材料の添加、そして構造改質である。

（a）硬質セグメントと軟質セグメントの比率を調整し、原材料を変更することで、ポリウレタン自体が黄変しやすいという問題は解決できますが、外部環境がポリウレタンに及ぼす影響を解決することはできず、市場の要求を満たすこともできません。TG、DSC、耐摩耗性、引張試験を通じて、調製した耐候性ポリウレタンと純粋なポリウレタンで処理した皮革の物理的特性が一致していることがわかりました。これは、耐候性ポリウレタンが皮革の基本的な特性を維持しながら、耐候性を大幅に向上させることができることを示しています。

（b）有機添加剤やナノ材料の添加には、添加量が多くなることやポリウレタンとの物理的混合が不十分なことなどの問題があり、ポリウレタンの機械的特性の低下につながる。

(c)ジスルフィド結合は動的可逆性が非常に高く、活性化エネルギーが非常に低いため、複数回切断および再構築が可能です。ジスルフィド結合の動的可逆性により、これらの結合は紫外線照射下で絶えず切断および再構築され、紫外線エネルギーが熱エネルギー放出に変換されます。ポリウレタンの黄変は、ポリウレタン材料中の化学結合を励起し、結合切断および再編成反応を引き起こし、ポリウレタンの構造変化と黄変につながる紫外線照射によって引き起こされます。したがって、水性ポリウレタン鎖セグメントにジスルフィド結合を導入することにより、ポリウレタンの自己修復および黄変耐性性能がテストされました。GB/T 1766-2008テストによると、△Eは4.68で、色変化等級はレベル2でしたが、一定の色を持つテトラフェニレンジスルフィドを使用しているため、黄変耐性ポリウレタンには適していません。

紫外線吸収剤とジスルフィドは、吸収した紫外線を熱エネルギーに変換することで、ポリウレタン構造への紫外線照射の影響を軽減します。ポリウレタン合成膨張段階に動的可逆物質である2-ヒドロキシエチルジスルフィドを導入することで、イソシアネートと反応しやすいヒドロキシル基を含むジスルフィド化合物がポリウレタン構造に導入されます。さらに、UV-320紫外線吸収剤を導入することで、ポリウレタンの黄変防止効果を高めます。ヒドロキシル基を含むUV-320は、イソシアネート基と反応しやすいという特性から、ポリウレタン鎖セグメントに導入され、皮革の中間層に用いることでポリウレタンの黄変防止効果を高めることができます。

色差試験により、耐黄性ポリウレタンの耐黄性が確認できた。TG、DSC、耐摩耗性、引張試験により、作製した耐候性ポリウレタンと純粋なポリウレタンで処理した皮革の物理的特性が一致していることがわかった。これは、耐候性ポリウレタンが皮革の基本的な特性を維持しながら、耐候性を大幅に向上させることができることを示している。