[发明专利]聚氨酯添加剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及添加剂领域，尤其涉及聚氨酯添加剂，尤其是功能型聚氨酯添加剂，及其制备方法和应用。

背景技术

聚氨酯，又称聚氨基甲酸酯，是由多异氰酸酯和多元醇(或多元羟基化合物)反应形成的高分子化合物的总称，其主链上含有重复的氨基酯基。聚氨酯具有良好的粘性和粘合性，是优良的涂料，例如用作织物、塑料或皮革的防水涂层。

聚氨酯涂层织物一般具备较好的防风、防雨、保暖等功能，且外观风格柔软、价格适中，较受消费者欢迎。然而，由于聚氨酯物料本身的结构特点使得其具有很多缺点，例如聚氨酯涂层透湿性能差，由于游离氨酯键的存在使得聚氨酯涂层易水解老化，粘连性强。但是，很多使用聚氨酯涂层的防水织物，例如雨衣布、帐蓬布等要求所形成的聚氨酯涂层具有良好的防水性能、透湿性能、抗粘连性能、抑菌性能、防老化性能和消光性能等性能。因此需要对聚氨酯涂料进行改进，使得所形成涂层具有上述优良品质。

文中术语“防水性能”是指聚氨酯涂层的透水能力，以涂层的净水压作为其衡量指标。聚氨酯涂层的净水压越大，则涂层的防水性能越高，水分不容易透过涂层；反之，若聚氨酯涂层的净水压愈小，则涂层的防水性能越低，水分容易透过涂层。

文中术语“透湿性能”是指水蒸汽透过涂层的能力，以涂层的透湿量作为指标。涂层的透湿量越大，则水蒸气越容易通过涂层，透湿性能越好；反之，若涂层的透湿量越小，则水蒸气越难通过涂层，透湿性能越差。

防水性能和透湿性能是一对矛盾，一般防水性能好则透湿性能差，透湿性能好则防水性能差。

为了使聚氨酯涂层达到上述所希望的品质，需要向聚氨酯涂料中加入添加剂。到目前为止，已有技术中，添加剂一般是单一性能的，即每种添加剂只能改善某种性质。基本还没有发现复合性能的添加剂，尤其是能同时提高涂层防水性能和透湿性能的复合添加剂。

为了使聚氨酯涂层具有上述多种良好性质，需要向聚氨酯涂料中添加多种添加剂。例如为了增加透湿性能，可以添加透湿添加剂(透湿剂)，例如亚纳米二氧化硅粉末或亚纳米二氧化锆等无机粉末或者纤维素醚，但由于这些无机粉末颗粒与有机材料聚氨酯之间相容性很差，导致涂层膜结构疏散，成膜物质结合不紧密，而且无机粒子会缓慢迁移，因此所得涂层的防水性能非常差；当添加纤维素醚类物质时，但是纤维素醚遇水发生溶胀，导致聚氨酯涂层与织物之间的粘合力差，剥离力降低，从而显著降低其使用寿命，而且涂层易发霉变质，促进聚氨酯的生物降解。以上两种方法虽然可以提高聚氨酯涂层的透湿性能，但是涂层的防水性能都非常差。

在这种情况下，通过添加其他添加剂来提高涂层防水性能是很困难的，因为所添加的添加剂与聚氨酯和透湿添加剂之间的相容性会更差，此时可以通过提高聚氨酯本发明的分子链长度来提高涂层膜的防水性，但是成本及其昂贵，而且效果也并非十分理想。

当向聚氨酯涂料中加入各种添加剂时，例如透湿剂、防水剂、防老化剂、消光剂等，鉴于各种添加剂在聚氨酯中的分散以及与聚氨酯相互之间的相容性问题，所得涂层膜的品质并不理想，而且加工工序繁复。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能聚氨酯涂料添加剂，该添加剂具有优良的分散性能，将其添加到聚氨酯涂料中后，所形成涂层具有优良的性能，如防水性能、透湿性能、防老化性能、防粘连性能、消光性能等。

本发明的另一目的在于提供上述多功能聚氨酯涂料添加剂的制备方法。

本发明的目的还在于提供上述多功能聚氨酯涂料添加剂的应用。

本发明的基本构思如下：将异氰酸根改性的纤维素作为添加剂添加到聚氨酯涂料中，由于异氰酸根改性的纤维素与聚氨酯之间复杂的物理化学作用使得两者发生复杂的物理化学作用，因此所形成的涂层膜具有良好的防水、透湿、防老化、防粘连和消光等性能。

根据本发明的一个方面，提供了一种多功能聚氨酯涂料添加剂，其中包含由含有异氰酸根的物质所改性的纤维素。

优选地，该添加剂中还含有多元醇。

根据本发明的另一个方面，提供了一种制备上述多功能聚氨酯涂料添加剂的方法，该方法包括：将纤维素用含有异氰酸根的物质进行改性处理，优选还包括向改性所得产物中加入多元醇。

以下对本发明进行详细描述。

含有异氰酸的物质根改性的纤维素(异氰酸根改性的纤维素)，可以通过纤维素与含有异氰酸根的物质进行反应得到的。