專利名稱：一種紡織品用防水透濕聚氨酯涂料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紡織品防水透濕用聚氨酯及制備方法，特別是涉及一種自交聯(lián)的牢度、透濕、防水、耐寒等各項性能優(yōu)異的功能型聚氨酯涂料及制備方法。
背景技術(shù)：
目前市場上的紡織品用防水透濕涂料有溶劑型聚氨酯、防水透濕TPU膜及少量的 水性聚氨酯。溶劑型防水透濕聚氨酯涂料由底膠和面膠組成，而且使用過程中底膠需要加 交聯(lián)劑和交聯(lián)促進劑，并且加后存放時間短，需要盡快用完，使用不方便?，F(xiàn)有技術(shù)通過底 層和面層涂層后面料雖然耐水性好，但透濕量僅2000g/m2. 24h。防水透濕TPU膜透濕量較 高，復合到紡織品面料上，面料水壓、耐洗牢度、耐磨牢度較差，水洗后水壓下降較大，各項 性能耐久性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種紡織品用防水透濕涂料及制備方法，特別是提供一種自 交聯(lián)、耐寒性、透濕性、耐水壓、耐洗牢度等各項性能優(yōu)異的防水透濕聚氨酯涂料及制備方法。本發(fā)明一種紡織品用防水透濕聚氨酯涂料原料重量配比A、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)50-100B、甲苯二異氰酸酯(TDI)100-210C、聚醚二元醇(分子量 2000)200-500D、線性雙羥烷基硅氧烷(分子量1000) 100-300E、聚酯二元醇(分子量 2000)400-800F、三羥甲基丙烷5-8G、擴鏈劑5-10H、封閉劑15-20J、二丁基錫二月桂酸酯 0.5-1.0K、溶劑1500-3000經(jīng)預聚反應、擴鏈反應、封閉反應工藝制成；產(chǎn)品化學指標如下外觀無色透明粘稠液體含固量40士2%粘度40000-80000(厘泊 25 °C )以上的聚酯二元醇可以選擇乙二醇-1，4- 丁二醇-己二酸共聚二元醇、乙二
醇_癸二酸共聚二元醇、乙二醇_ 一縮二乙二醇_癸二酸共聚二元醇、乙二醇_三羥甲基丙 烷-己二酸共聚二元醇其中之一或之二。
聚醚二元醇可以選擇四氫呋喃-環(huán)氧乙烷共聚二元醇、聚四氫呋喃_環(huán)氧乙 烷_環(huán)氧丙烷共聚二元醇其中之一或之二。擴鏈劑選擇甲基丙二醇、1，4環(huán)己二醇其中之一或之二。封閉劑可以選擇甲乙酮肟、亞硫酸氫鈉、苯酚、對氯苯酚、間甲氧基苯酚其中之一。溶劑可以選擇乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯、環(huán)己酮、甲苯、丁酮、N，N-二甲基甲酰
胺中其一或其二或其三。線性雙羥烷基硅氧烷(分子量1000)可以選擇羅地亞公司的Rhodrsil 1647。
甲苯二異氰酸酯為日本三井公司T-80.本發(fā)明一種紡織品用防水透濕涂料制備方法原料重量配比如前所述；制備方法(1)預聚反應將二苯基甲烷二異氰酸酯㈧重量的50%、甲苯二異氰酸酯(B)、 聚醚二元醇(C)、線性雙羥烷基硅氧烷(D)、聚酯二元醇(E)、二丁基錫二月桂酸酯(J)、溶劑 (K)重量的80%加入反應釜中，升溫85士2°C反應1-3小時；(2)擴鏈反應上述預聚體中加入三羥甲基丙烷(F)、擴鏈劑(G)在70-80°C反應 2-3小時，逐步加入余量的二苯基甲烷二異氰酸酯(A)繼續(xù)反應2小時，加入剩余溶劑；(3)封閉反應上述預聚體在60_70°C時，加入封閉劑(H)反應2_3小時，降溫 40 士 5 °C，放料得產(chǎn)品。本發(fā)明一種紡織品用防水透濕聚氨酯涂料生產(chǎn)簡單方便，固含量40士2%，手感柔 軟，牢度好，耐水壓、透濕高，耐寒好，是一種自交聯(lián)產(chǎn)品。本發(fā)明通過選擇二苯基甲烷二異氰酸酯和甲苯二異氰酸酯兩種活性異氰酸酯基 團協(xié)同作用提高牢度及耐水、耐溶劑性能。原料二苯基甲烷二異氰酸酯和甲苯二異氰酸酯 均具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)，合成過程中環(huán)狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，形成高聚物后仍能存在，此結(jié)構(gòu)可以增加產(chǎn)品 的剛性，彈性好，提高了耐水、耐溶劑、耐磨性能、耐洗性能。線性雙羥烷基硅氧烷提供柔滑鏈段，其主鏈由硅氧鍵組成，鍵距長、鍵角和鍵能 大，非常柔順，粘流活化能很小，當溫度降至-136°C時還存在鏈段運動，故耐低溫、耐寒性特 好。線性雙羥烷基硅氧烷對水的接觸角與石蠟相近，防水性能好，大大減小處理后織物的透 水性和吸水性，而不破壞它的透氣性、機械性及其它性能，從分子結(jié)構(gòu)觀察，線性雙羥烷基 硅氧烷中羥基以σ鍵與主鏈上的硅原子相連，增加了自由旋轉(zhuǎn)的空間體積，羥基的氫原子 和水氫原子相互排斥，使水分子難以與親水的氧結(jié)合，具有優(yōu)異的疏水性，耐水洗牢度好。擴鏈劑甲基丙二醇和1，4環(huán)己二醇分別含有側(cè)鏈甲基和環(huán)狀結(jié)構(gòu)，可增加產(chǎn)品分 子間斥力，產(chǎn)生位阻，增強了耐水、耐溶劑、耐磨性能，提高了牢度。三羥甲基丙烷提供了交聯(lián)點，形成自交聯(lián)體系，不需外加交聯(lián)劑，牢度優(yōu)異。選用的聚酯二元醇、聚醚二元醇均含有乙二醇鏈段，屬于嵌段共聚，乙二醇鏈段均 勻分布在產(chǎn)品中，增加了親水導濕性，增加了透濕效果，透濕高。采用封閉反應，高溫焙烘解閉后釋放活性基團，既能與布面產(chǎn)生交聯(lián)也能與涂料 本身的其它基團反應起交聯(lián)劑的作用，形成自交聯(lián)的聚氨酯防水透濕涂料。本發(fā)明合成中選用了兩種活性異氰酸酯基協(xié)同作用，不同種類的羥基原料以提高 產(chǎn)品耐磨、耐洗、耐寒、透濕、耐水壓等特性；同時采用封閉反應體系，形成自交聯(lián)。該產(chǎn)品性能優(yōu)異，具有良好的工藝實施性。
具體實施方式

實施例1原料重量配比(A) 二苯基甲烷二異氰酸酯95、⑶甲苯二異氰酸酯106、(C)四氫呋喃-環(huán)氧乙 烷共聚二元醇400、(D)線性雙羥烷基硅氧烷100、(E)乙二醇-癸二酸共聚二元醇500、(F) 三羥甲基丙烷5、(G)甲基丙二醇5、(H)甲乙酮肟15、(J) 二丁基錫二月桂酸酯0. 5、(K)甲 苯 1000、丁酮 510 ；制備方法(1)預聚反應將二苯基甲烷二異氰酸酯(A)重量的50%、甲苯二異氰酸酯(B)、 四氫呋喃-環(huán)氧乙烷共聚二元醇(C)、線性雙羥烷基硅氧烷(D)、乙二醇-癸二酸共聚二元 醇(E)、二丁基錫二月桂酸酯(J)、溶劑(K)重量的80%加入反應釜中，升溫85士2°C反應13 小時；(2)擴鏈反應上述預聚體中加入三羥甲基丙烷(F)、甲基丙二醇(G)在70-80°C 反應2-3小時，分步加入余量二苯基甲烷二異氰酸酯(A)繼續(xù)反應2小時，加入剩余溶劑；(3)封閉反應上述預聚體在60-70°C時，加入甲乙酮肟(H)反應2_3小時，降溫 40 士 5 °C，放料得產(chǎn)品，固含量40. 5 %。該實施例原料中選用四氫呋喃_環(huán)氧乙烷共聚二元醇、乙二醇_癸二酸共聚二元 醇、甲基丙二醇，手感柔軟，透濕量高。實施例2原料重量配比(A) 二苯基甲烷二異氰酸酯80、(B)甲苯二異氰酸酯150、(C)聚 四氫呋喃-環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷共聚二元醇500、(D)線性雙羥烷基硅氧烷100、(E)乙二 醇-三羥甲基丙烷-己二酸共聚二元醇800、(F)三羥甲基丙烷5、(G)甲基丙二醇5、(H)對 氯苯酚20、(J) 二丁基錫二月桂酸酯0.6、(K)甲苯1750、乙酸乙酯1000:制備方法同實施 例1，得產(chǎn)品固含量40.6%。該實施例產(chǎn)品由于原料配比中乙二醇_三羥甲基丙烷_己二酸共聚二元醇用量較 大，提高了自交聯(lián)性，牢度好，水壓高。實施例3原料重量配比(A) 二苯基甲烷二異氰酸酯50、(B)甲苯二異氰酸酯200、(C)聚 四氫呋喃-環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷共聚二元醇400、(D)線性雙羥烷基硅氧烷150、(E)乙二 醇_三羥甲基丙烷_己二酸共聚二元醇600、(F)三羥甲基丙烷6、(G) 1,4-環(huán)己二醇5、(H) 苯酚18(J) 二丁基錫二月桂酸酯0. 5、⑷丁酮550、N，N- 二甲基甲酰胺1500 制備方法同 實施例1，得產(chǎn)品固含量40. 5 %。該實施例產(chǎn)品由于原料組份配比中聚四氫呋喃-環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷共聚二元 醇、線性雙羥烷基硅氧烷和乙二醇_三羥甲基丙烷_己二酸共聚二元醇使用比例最佳，耐 寒、透濕好、水壓高。實施例4原料重量配比(A) 二苯基甲烷二異氰酸酯60、(B)甲苯二異氰酸酯180、(C)聚四氫呋喃-環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷共聚二元醇500、(D)線性雙羥烷基硅氧烷200、(E)乙二 醇-1，4- 丁二醇-己二酸共聚二元醇600、(F)三羥甲基丙烷6、(G)甲基丙二醇10、(H)亞 硫酸氫鈉20、(J) 二丁基錫二月桂酸酯0.8、(K)乙酸丁酯1350、二甲苯1000 制備方法同 實施例1，得產(chǎn)品固含量40. 2 %。該實施例產(chǎn)品由于原料組份乙二醇-1，4- 丁二醇_己二酸共聚二元醇和聚四氫呋 喃-環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷共聚二元醇結(jié)晶度低，耐寒好。實施例5 原料重量配比㈧二苯基甲烷二異氰酸酯80、⑶甲苯二異氰酸酯150、(C)聚四 氫呋喃-環(huán)氧乙烷共聚二元醇300、(D)線性雙羥烷基硅氧烷300、(E)乙二醇-一縮二乙 二醇-癸二酸共聚二元醇300、(F)三羥甲基丙烷5、(G)l，4-環(huán)己二醇8、(H)間甲氧基苯 酚20、(J) 二丁基錫二月桂酸酯0.8、⑷甲苯740、N，N 二甲基甲酰胺500、丁酮500 制備 方法同實施例1，得產(chǎn)品固含量40.3%。該實施例原料組份線性雙羥烷基硅氧烷用量較大，其產(chǎn)品柔軟度好，耐寒、耐水 好。本發(fā)明防水透濕涂料使用方法加適量溶劑稀釋到粘度為8000-15000厘泊 (250C )，然后在面料上涂層兩刀，150-165°C烘干2分鐘。本發(fā)明與國內(nèi)、外同類產(chǎn)品對比實驗結(jié)果如下
含固量)手感-30。C耐寒性~~ 初始耐水 20次水洗后 正杯透濕量
產(chǎn)品
壓(KPa) 耐水壓(g/m2. 24h)
(KPa)
實施例1布面無變化> 2004650
40. 5柔軟160
實施例2布面無變化> 2004350
40. 6柔軟180
實施例3布面無變化> 2004600
40. 5柔軟175
實施例4布面無變化> 2004450
40. 2柔軟165
實施例5布面無變化> 2004350
40. 3柔軟170
國內(nèi)透濕 底膠45±1% ft 布面有裂痕1202050
產(chǎn)品面膠30±1%73
TPU復布面有裂痕1504400
膜面料柔軟501、耐寒檢測FZ/T 01007-2008涂層織物耐低溫的測定；HS-6056立式耐寒試驗機。
2、耐水壓測試GB/T4744-1997紡織織物抗?jié)B水測定；YG812N織物滲水性測試儀。3、水洗牢度檢測GB/T8629-2001紡織品試驗用家庭洗滌和干燥程序；Y089E全自 動縮水率試驗機。4、透視量測試GB/T12704. 1-2009紡織品織物透濕性試驗方法；YG501D透濕試驗儀。從以上測試結(jié)果可以看出，本發(fā)明產(chǎn)品比同類產(chǎn)品手感柔軟，耐寒性好，透濕量大、耐水壓高，洗后水壓下降少，工藝簡單。各項性能明顯優(yōu)于同類產(chǎn)品。
權(quán)利要求
一種紡織品用防水透濕聚氨酯涂料，其特征是原料重量配比A、二苯基甲烷二異氰酸酯 50-100B、甲苯二異氰酸酯100-210C、聚醚二元醇(分子量2000)200-500D、線性雙羥烷基硅氧烷(分子量1000)100-300E、聚酯二元醇(分子量2000)400-800F、三羥甲基丙烷 5-8G、擴鏈劑5-10H、封閉劑15-20J、二丁基錫二月桂酸酯0.5-1.0K、溶劑 1500-3000經(jīng)預聚反應、擴鏈反應、封閉反應工藝制成；產(chǎn)品化學指標如下外觀無色透明粘稠液體含固量40±2％粘度40000-80000(厘泊25℃)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紡織品用防水透濕聚氨酯涂料，其特征是聚酯二元醇選擇乙二醇-1，4- 丁二醇-己二酸共聚二元醇、乙二醇-癸二酸共聚二元 醇、乙二醇-一縮二乙二醇-癸二酸共聚二元醇、乙二醇_三羥甲基丙烷_己二酸共聚二元 醇其中之一或之二；聚醚二元醇選擇四氫呋喃_環(huán)氧乙烷共聚二元醇、聚四氫呋喃-環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷 共聚二元醇其中之一或之二；擴鏈劑選擇甲基丙二醇、1，4環(huán)己二醇其中之一或之二 ； 封閉劑選擇甲乙酮肟、亞硫酸氫鈉、苯酚、對氯苯酚、間甲氧基苯酚其中之一； 溶劑選擇乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯、環(huán)己酮、甲苯、丁酮、N，N-二甲基甲酰胺中其一 或苴一或苴二.線性雙羥烷基硅氧烷(分子量1000)選擇羅地亞公司的Rhodrsi 11647 ； 甲苯二異氰酸酯為日本三井公司Τ-80。
3.一種紡織品用防水透濕聚氨酯涂料制備方法，其特征是 原料重量配比Α、二苯基甲烷二異氰酸酯50-100B、甲苯二異氰酸酯100-210C、聚醚二元醇(分子量2000)200-500D、線性雙羥烷基硅氧烷(分子量1000)100-300 Ε、聚酯二元醇(分子量2000) 400-800F、三羥甲基丙烷5-8G、擴鏈劑5-10H、封閉劑15-20J、二丁基錫二月桂酸酯0.5-1.0K、溶劑1500-3000制備方法(1)預聚反應將二苯基甲烷二異氰酸酯(A)重量的50%、甲苯二異氰酸酯(B)、聚醚 二元醇(C)、線性雙羥烷基硅氧烷(D)、聚酯二元醇(E)、二丁基錫二月桂酸酯(J)、溶劑(K) 重量的80%加入反應釜中，升溫85士2°C反應1-3小時；(2)擴鏈反應上述預聚體中加入三羥甲基丙烷(F)、擴鏈劑(G)在70-80°C反應2-3小 時，逐步加入余量的二苯基甲烷二異氰酸酯(A)繼續(xù)反應2小時，加入剩余溶劑；(3)封閉反應上述預聚體在60-70°C時，加入封閉劑(H)反應2-3小時，降溫40士5°C， 放料得產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紡織品用防水透濕聚氨酯涂料制備方法，其特征是 聚酯二元醇選擇乙二醇-1，4- 丁二醇-己二酸共聚二元醇、乙二醇-癸二酸共聚二元 醇、乙二醇-一縮二乙二醇-癸二酸共聚二元醇、乙二醇_三羥甲基丙烷_己二酸共聚二元 醇其中之一或之二；聚醚二元醇選擇四氫呋喃_環(huán)氧乙烷共聚二元醇、聚四氫呋喃-環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷 共聚二元醇其中之一或之二；擴鏈劑選擇甲基丙二醇、1，4環(huán)己二醇其中之一或之二 ； 封閉劑選擇甲乙酮肟、亞硫酸氫鈉、苯酚、對氯苯酚、間甲氧基苯酚其中之一； 溶劑選擇乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯、環(huán)己酮、甲苯、丁酮、N，N-二甲基甲酰胺中其一 或苴一或苴二.線性雙羥烷基硅氧烷(分子量1000)選擇羅地亞公司的Rhodrsi 11647 ； 甲苯二異氰酸酯為日本三井公司Τ-80。
全文摘要
本發(fā)明一種紡織品用防水透濕聚氨酯涂料及制備方法，采用二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、聚醚二元醇(分子量2000)、線性雙羥烷基硅氧烷(分子量1000)、聚酯二元醇(分子量2000)、三羥甲基丙烷、擴鏈劑、封閉劑、二丁基錫二月桂酸酯、溶劑，經(jīng)預聚反應、擴鏈反應、封閉反應工藝制成，其生產(chǎn)工藝簡單，產(chǎn)品自交聯(lián)、手感柔軟，耐寒性好，透濕高，耐水壓高，耐水壓洗后下降少。
文檔編號C08G18/48GK101864671SQ20101020533
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者嚴欣寧, 劉杰, 唐麗, 楊青, 樊麗君, 譚翔宇, 陶忠華 申請人:遼寧恒星精細化工(集團)有限公司