[发明专利]一种涂层印花专用耐高温防水透气透湿树脂及其制备方法

说明书

技术领域

 本发明属于聚氨酯制备工艺技术领域，具体涉及到用硅氧烷改性聚氨酯增进聚氨酯耐性的制备方法。

背景技术

聚氨酯在二次世界大战时就作为高弹性的橡胶使用，后来作为防水材料，涂在服装面料上来防风防雨。但是由于早期的这种聚氨酯材料是连续的厚膜，不透气，穿起来很闷，汗水也渗透不到外面，因此很不舒服，并没有作为服装面料来大面积推广使用。80年代美国的戈尔公司经过系列研究推出防水透湿薄膜服装面料，1984年的美国专利US4532316提出了防水透湿聚氨酯的服装材料，从此开始了聚氨酯作为防水透气透湿面料的研发热潮。早期的服装印花采用一般的印花，处理和加工的温度都比较低，不超过180℃，近年来随着新技术的应用，人们对于服装的印花有了更高的要求，开始提出200~230℃，持续时间30S的转移印花。普通的聚氨酯为聚醚和聚酯类和异氰酸酯的反应的产物，涂层很薄，在固化后涂层经过200~230℃的高温加工，漆膜高温氧化，变硬变脆，不再具有之前的柔软滑爽的性能，不能作为服装面料使用。

中国专利号 CN 102617823 A 介绍了一种使用笼型倍半硅氧烷改性聚氨酯的制备方法。在催化剂存在和氮气氛保护的条件下将二异氰酸酯与聚醚二元醇反应制得预聚体，再加入1,4-丁二醇和笼型倍半硅氧烷做为扩链剂充分反应，通过化学键合，制备出了成膜性基耐热性优异的改性聚氨酯，改善了传统聚氨酯的耐磨性和耐热性差的缺陷。当羟基笼型倍半硅氧烷含量从0增加到10%时，改性的聚氨酯玻璃化转变温度从28.8℃升高到33.5℃，提高了4.7℃，熔融温度也从44.3℃升高到54.5℃，提高了10.2℃，并且改性聚氨酯的热分解温度也分别提高了35.3℃和11.9℃。但是该方法只对耐热性方面进行了研究，对材料在高温处理后的柔韧性，以及在寒冷的地带材料的柔软性方面没有研究。并且该材料所用的聚醚二元醇为聚乙二醇，该材料制备的树脂的柔韧性和耐水解性不佳，做为服装面料上使用不大适用。此外该专利只是比较粗糙的对该硅氧烷在耐热性方面进行了简单的实验，并没有对服装面料所需的其他性能进行综合分析研究，也没有对透湿方面的结果。

一般通用的聚氨酯产品耐温性差，在高温条件下漆膜氧化变硬变脆。一般的聚氨酯材料中使用的异氰酸酯为普通的MDI,TDI等，这些芳香族聚氨酯材料的力学性能良好，但是耐热性比较差，高温变脆变硬，并且黄变，影响产品的物理性能。

脂肪族和脂环族异氰酸酯中的氨酯键比较稳定，不易氧化泛黄。但是脂肪族异氰酸酯没有苯环的共轭效应，反应活性低，需要提高反应温度和优选催化剂。此外脂肪族和脂环族异氰酸酯聚氨酯材料的耐水解性也好，产品的耐老化性能好。

一般材料的耐热是通过两种方法得到。加入耐热的填料，或者从分子结构入手，通过反应型功能耐热基团和聚氨酯材料发生化学反应。前者材料有限制，对于薄膜状涂层不适用，加入填料后会硬，且填料和聚氨酯本身只是物理的作用，容易析出，力学性能也差。后者从根本上改变了材料的性能，通过耐热基团的引入，提高材料的耐热性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有可耐受涂层印花时200~230℃，持续时间30S的特性，涂层高透，手感柔软滑爽，耐水洗，非常适合织物类涂层加工的直接涂层和涂层印花工艺的涂层印花专用耐高温防水透气透湿树脂。该涂层印花专用耐高温防水透气透湿树脂平均分子量为50000~150000g/mol，粘度为60000~100000cps/25℃，树脂的固含量在30~55%。

本发明的另一目的是提供上述涂层印花专用耐高温防水透气透湿树脂的制备方法。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

一种涂层印花专用耐高温防水透气透湿树脂，该树脂是由以下方法制备得到的：将80~220重量份聚醚类多元醇化合物、20~80重量份二异氰酸酯化合物和30~100重量份溶剂混合得到混合物，然后滴加混合物总重量0.1%的有机铋作催化剂，1-10重量份的二醇类扩链剂，在50~70℃时反应0.5~1.5小时，得到预聚物，然后加入笼型倍半硅氧烷进行反应4-5h，加入0.5~1重量份终止剂及其他助剂，用溶剂调整到材料固含量为30-55%，粘度为60000~100000cps/25℃，搅拌冷却。

所述的聚醚类多元醇化合物是聚丙烯乙二醇和聚乙二醇的混合物，平均分子量在2000~10000，二者的重量比为1.5:1~1:3。

所述的二异氰酸酯化合物是六亚甲基-1,6-己二异氰酸酯（HDI）和异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）的混合物，二者的重量比为1:1~1:2。