一種紡織品用防水透溼聚氨酯塗料及製備方法

2023-07-07 09:41:26

專利名稱：一種紡織品用防水透溼聚氨酯塗料及製備方法
技術領域：
本發明涉及一種紡織品防水透溼用聚氨酯及製備方法，特別是涉及一種自交聯的牢度、透溼、防水、耐寒等各項性能優異的功能型聚氨酯塗料及製備方法。
背景技術：
目前市場上的紡織品用防水透溼塗料有溶劑型聚氨酯、防水透溼TPU膜及少量的 水性聚氨酯。溶劑型防水透溼聚氨酯塗料由底膠和面膠組成，而且使用過程中底膠需要加 交聯劑和交聯促進劑，並且加後存放時間短，需要儘快用完，使用不方便。現有技術通過底 層和面層塗層後面料雖然耐水性好，但透溼量僅2000g/m2. 24h。防水透溼TPU膜透溼量較 高，複合到紡織品面料上，面料水壓、耐洗牢度、耐磨牢度較差，水洗後水壓下降較大，各項 性能耐久性差。

發明內容
本發明的目的是提供一種紡織品用防水透溼塗料及製備方法，特別是提供一種自 交聯、耐寒性、透溼性、耐水壓、耐洗牢度等各項性能優異的防水透溼聚氨酯塗料及製備方法。本發明一種紡織品用防水透溼聚氨酯塗料原料重量配比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、線性雙羥烷基矽氧烷(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經預聚反應、擴鏈反應、封閉反應工藝製成；產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(釐泊 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-環氧乙烷共聚二元醇、聚四氫呋喃_環氧乙 烷_環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、環己酮、甲苯、丁酮、N，N-二甲基甲醯
胺中其一或其二或其三。線性雙羥烷基矽氧烷(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.本發明一種紡織品用防水透溼塗料製備方法原料重量配比如前所述；製備方法(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)、線性雙羥烷基矽氧烷(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，逐步加入餘量的二苯基甲烷二異氰酸酯(A)繼續反應2小時，加入剩餘溶劑；(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，放料得產品。本發明一種紡織品用防水透溼聚氨酯塗料生產簡單方便，固含量40士2%，手感柔 軟，牢度好，耐水壓、透溼高，耐寒好，是一種自交聯產品。本發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 均具有環狀結構，合成過程中環狀結構穩定，形成高聚物後仍能存在，此結構可以增加產品 的剛性，彈性好，提高了耐水、耐溶劑、耐磨性能、耐洗性能。線性雙羥烷基矽氧烷提供柔滑鏈段，其主鏈由矽氧鍵組成，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。線性雙羥烷基矽氧烷對水的接觸角與石蠟相近，防水性能好，大大減小處理後織物的透 水性和吸水性，而不破壞它的透氣性、機械性及其它性能，從分子結構觀察，線性雙羥烷基 矽氧烷中羥基以σ鍵與主鏈上的矽原子相連，增加了自由旋轉的空間體積，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合，具有優異的疏水性，耐水洗牢度好。擴鏈劑甲基丙二醇和1，4環己二醇分別含有側鏈甲基和環狀結構，可增加產品分 子間斥力，產生位阻，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點，形成自交聯體系，不需外加交聯劑，牢度優異。選用的聚酯二元醇、聚醚二元醇均含有乙二醇鏈段，屬於嵌段共聚，乙二醇鏈段均 勻分布在產品中，增加了親水導溼性，增加了透溼效果，透溼高。採用封閉反應，高溫焙烘解閉後釋放活性基團，既能與布面產生交聯也能與塗料 本身的其它基團反應起交聯劑的作用，形成自交聯的聚氨酯防水透溼塗料。本發明合成中選用了兩種活性異氰酸酯基協同作用，不同種類的羥基原料以提高 產品耐磨、耐洗、耐寒、透溼、耐水壓等特性；同時採用封閉反應體系，形成自交聯。該產品性能優異，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-環氧乙 烷共聚二元醇400、(D)線性雙羥烷基矽氧烷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 ；製備方法(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-環氧乙烷共聚二元醇(C)、線性雙羥烷基矽氧烷(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，分步加入餘量二苯基甲烷二異氰酸酯(A)繼續反應2小時，加入剩餘溶劑；(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，放料得產品，固含量40. 5 %。該實施例原料中選用四氫呋喃_環氧乙烷共聚二元醇、乙二醇_癸二酸共聚二元 醇、甲基丙二醇，手感柔軟，透溼量高。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-環氧乙烷-環氧丙烷共聚二元醇500、(D)線性雙羥烷基矽氧烷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:製備方法同實施 例1，得產品固含量40.6%。該實施例產品由於原料配比中乙二醇_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-環氧乙烷-環氧丙烷共聚二元醇400、(D)線性雙羥烷基矽氧烷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- 二甲基甲醯胺1500 製備方法同 實施例1，得產品固含量40. 5 %。該實施例產品由於原料組份配比中聚四氫呋喃-環氧乙烷-環氧丙烷共聚二元 醇、線性雙羥烷基矽氧烷和乙二醇_三羥甲基丙烷_己二酸共聚二元醇使用比例最佳，耐 寒、透溼好、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-環氧乙烷-環氧丙烷共聚二元醇500、(D)線性雙羥烷基矽氧烷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 製備方法同 實施例1，得產品固含量40. 2 %。該實施例產品由於原料組份乙二醇-1，4- 丁二醇_己二酸共聚二元醇和聚四氫呋 喃-環氧乙烷-環氧丙烷共聚二元醇結晶度低，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-環氧乙烷共聚二元醇300、(D)線性雙羥烷基矽氧烷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 二甲基甲醯胺500、丁酮500 製備 方法同實施例1，得產品固含量40.3%。該實施例原料組份線性雙羥烷基矽氧烷用量較大，其產品柔軟度好，耐寒、耐水 好。本發明防水透溼塗料使用方法加適量溶劑稀釋到粘度為8000-15000釐泊 (250C )，然後在面料上塗層兩刀，150-165°C烘乾2分鐘。本發明與國內、外同類產品對比實驗結果如下
含固量)手感-30。C耐寒性~~ 初始耐水 20次水洗後 正杯透溼量
產品
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
國內透溼 底膠45±1% ft 布面有裂痕1202050
產品面膠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塗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紡織織物抗滲水測定；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乾燥程序；Y089E全自 動縮水率試驗機。4、透視量測試GB/T12704. 1-2009紡織品織物透溼性試驗方法；YG501D透溼試驗儀。從以上測試結果可以看出，本發明產品比同類產品手感柔軟，耐寒性好，透溼量大、耐水壓高，洗後水壓下降少，工藝簡單。各項性能明顯優於同類產品。
權利要求
一種紡織品用防水透溼聚氨酯塗料，其特徵是原料重量配比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、線性雙羥烷基矽氧烷(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經預聚反應、擴鏈反應、封閉反應工藝製成；產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(釐泊25℃)。
2.根據權利要求1所述的紡織品用防水透溼聚氨酯塗料，其特徵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_環氧乙烷共聚二元醇、聚四氫呋喃-環氧乙烷-環氧丙烷 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、環己酮、甲苯、丁酮、N，N-二甲基甲醯胺中其一 或苴一或苴二.線性雙羥烷基矽氧烷(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溼聚氨酯塗料製備方法，其特徵是 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、線性雙羥烷基矽氧烷(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製備方法(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)、線性雙羥烷基矽氧烷(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，逐步加入餘量的二苯基甲烷二異氰酸酯(A)繼續反應2小時，加入剩餘溶劑；(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， 放料得產品。
4.根據權利要求3所述的紡織品用防水透溼聚氨酯塗料製備方法，其特徵是 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_環氧乙烷共聚二元醇、聚四氫呋喃-環氧乙烷-環氧丙烷 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、環己酮、甲苯、丁酮、N，N-二甲基甲醯胺中其一 或苴一或苴二.線性雙羥烷基矽氧烷(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
本發明一種紡織品用防水透溼聚氨酯塗料及製備方法，採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)、線性雙羥烷基矽氧烷(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，經預聚反應、擴鏈反應、封閉反應工藝製成，其生產工藝簡單，產品自交聯、手感柔軟，耐寒性好，透溼高，耐水壓高，耐水壓洗後下降少。
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 優先權日2010年6月18日
發明者嚴欣寧, 劉傑, 唐麗, 楊青, 樊麗君, 譚翔宇, 陶忠華 申請人:遼寧恆星精細化工(集團)有限公司