[发明专利]一种防水透湿涂层胶、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于纺织品涂层整理的防水透湿涂层胶及其合成，具体涉及一种用于棉、涤纶和锦纶织物涂层整理的防水透湿涂层胶。

背景技术

防水透湿织物是20世纪70年代中期发展起来的一种功能纺织品，被广泛应用于军事、体育、医学等领域。防水透湿是指聚合物薄膜或涂层不允许水滴等液体渗透，但可使水蒸汽自由透过，达到防水透湿的目的。目前用于纺织品的防水透湿涂层胶主要为聚氨酯类，分为溶剂型聚氨酯和水性聚氨酯两种。溶剂型聚氨酯防水透湿涂层胶因使用有机溶剂（如：甲苯、二甲苯等）而受到限制；水性聚氨酯防水透湿涂层胶的防水与透湿性能还不够理想。

近年来，国内外研究者通过接枝或共混的方法把具有极低表面能的含氟化合物引入聚氨酯中，文献“甲基丙烯酸十二氟庚酯改性水性聚氨酯”（郑飞龙等，《涂料工业》39卷第7期）中，公开了一种采用甲基丙烯酸十二氟庚酯改性水性聚氨酯，提高了聚氨酯膜的防水性的方法，其使用的长氟碳链难以降解，对环境危害性较大，其使用最终会受到限制。文献“短链含氟丙烯酸酯对水性聚氨酯的改性研究”（周维燕等，《中国胶黏剂》19卷第2期）中，采用甲基丙烯酸三氟乙酯改性水性聚氨酯，得到的含氟聚氨酯（FPU）乳液处理过的棉布具有较好的防水性能，但含氟单体的合成工艺复杂且生产过程控制困难，国内还没有大规模生产，主要依靠进口，价格较高，这严重阻碍了高防水性能的水性聚氨酯防水透湿涂层胶的推广与使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种高性价比的、用于棉、涤纶和锦纶纺织品的涂层整理中的防水透湿涂层胶及其制备方法，既能满足高防水性、高透湿量的要求，又能满足环境友好、成本低廉的要求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明的原理是：采用一种具有较强疏水性且价格便宜的长链饱和脂肪醇改性水性聚氨酯防水透湿涂层胶，长链饱和脂肪醇分子中一端为长链烷烃，具有较强的疏水性能，能够提高聚氨酯膜的防水性能，另一端为羟基（－OH），能够与聚氨酯分子中的异氰酸酯基（－NCO）反应；同时，采用聚乙二醇或聚丙二醇作为软单体，利用它们在聚氨酯分子中可与硬链段发生微相分离的特征来提高聚氨酯膜的透湿性能。长链饱和脂肪醇、聚乙二醇及聚丙二醇来源广泛、价格便宜，能够用于合成性价比高的水性聚氨酯防水透湿涂层胶。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

（1）本发明一方面采用具有较强疏水性的长链饱和脂肪醇改性水性聚氨酯，能够较大幅度提高聚氨酯膜的防水性能；另一方面，采用聚醚二元醇为软单体，在聚氨酯分子中与硬链段的微相分离程度高，能够提高聚氨酯膜的透湿性能。

（2）本发明采用的聚醚二元醇、长链饱和脂肪醇来源广泛，价格便宜，而且对环境没有危害，合成的水性聚氨酯防水透湿涂层胶性价比高。

（3）本发明工艺简单、易于控制，适合工业化生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1：

采用本实施例合成方法的原料包括：

1. 聚醚二元醇：分子量为1000的聚乙二醇0.1mol；

2. 二异氰酸酯：异佛尔酮二异氰酸酯0.3mol；

3. 亲水单体：N,N－二羟甲基丙酸0.05mol；

4. 交联单体：三羟甲基丙烷0.05mol；

5．扩链剂：1,4－丁二醇0.05mol；

6. 长链饱和脂肪醇：十八醇0.05mol；

7. 中和剂：三乙胺0.05mol；

8．溶剂：丙酮适量（用于调节反应体系的粘度）；去离子水适量（用于调整产品的固含量为25%～30%）。

合成方法的具体步骤为：

（1）聚醚二元醇脱水；具体为：将分子量为1000的聚乙二醇加入烧瓶中，在90℃下抽真空到0.1MPa，处理3小时脱去水分。

（2）加入二异氰酸酯、亲水单体预聚；具体为：将异佛尔酮二异氰酸酯、N,N－二羟甲基丙酸和0.033g二月桂酸二丁基锡加入上述烧瓶中，开启搅拌和冷凝回流器，在氮气保护下升温至85℃，保温反应4小时。

（3）加入交联单体交联；具体为：在85℃下加入三羟甲基丙烷保温反应1小时。

（4）加入扩链剂扩链；具体为：在85℃下加入1,4－丁二醇保温反应1小时，根据反应体系粘度变大情况，适当加入丙酮降低粘度。

（5）加入长链饱和脂肪醇接枝；具体为：在85℃下加入十八醇保温反应1小时，根据反应体系粘度变大情况，适当加入丙酮降低粘度。