CN104452307B

CN104452307B - 一种透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶及其制备方法

Info

Publication number: CN104452307B
Application number: CN201410766428.7A
Authority: CN
Inventors: 杨文堂; 鞠镭; 李卓然; 唐丽; 张悦; 孙海娥; 宋明智
Original assignee: Liaoning Sunichem Co Ltd
Current assignee: Liaoning Sunichem Co Ltd
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2034-12-15
Also published as: CN104452307A

Abstract

本发明一种透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶及其制备方法，由A组分聚氧化乙烯醚二元醇50～200份、聚氧化丙烯醚二元醇50～200份、三羟甲基丙烷1～5份、多异氰酸酯40～200份、扩链剂3～10份、催化剂0.02～0.06份、溶剂30～60份、碳酸氢钠3～10份、亚硫酸氢钠3～10份、去离子水500～1500份制得的水性透气、抗静电聚氨酯树脂与B组分1,6-亚己基二异氰酸酯三聚体100～200份、丙酮肟或甲乙酮肟42～92份、催化剂0.02～0.06份、溶剂400～900份、抗紫外线助剂30～80份制得的封闭聚氨酯交联剂和纳米氧化锌、增稠剂复配制得。既有优异的透气、抗紫外线、抗静电功能，而且干湿摩擦牢度好。

Description

一种透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及的是一种用于纺织品面料的透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶及制备方法。

其含两组分：一组分为透气、抗静电水性聚氨酯树脂；另一组分是抗紫外线聚氨酯交联剂，两组份混配制得。

背景技术

目前，纺织品面料功能性涂层胶有多种多样。

CN101481580A公开了一种防水、耐低温柔软、透湿涂层胶及其制备方法，该专利采用木质纤维素微粉，有机硅聚氨酯树脂，多异氰酸酯或三聚氰胺树脂交联剂制成的一种溶剂性防水、耐低温柔软、透湿涂层胶。该专利提供的是一种防水耐低温透湿涂层胶，涂层胶不具有抗紫外线功能，并且是溶剂型涂层胶，含大量乙酸乙酯为溶剂（溶剂含量70%以上），易燃易爆，浪费能源，污染环境。

《印染》杂志2005年第17期：公开了“纳米抗紫外防水涂层织物的研究”[J].其公开的是一种含有纳米抗紫外整理剂和溶剂、PU涂层胶、PA涂层胶与珠光粉、银浆等助剂的纳米抗紫外防水涂层。该论文是研究性文章，论述了纳米抗紫外整理和纳米抗紫外防水涂层，但无透气抗静电功能。

《印染助剂》杂志2005年第5期：公开了“涤纶用含金属盐聚醚酯抗静电剂的合成及涂层整理研究”[J].其公开的是由聚乙二醇、丙二酸和ZnO为原料制成的含金属盐的脂肪酸聚乙二醇酯(PM),然后将PM与聚对苯二甲酸乙二醇酯(BHET)进行缩聚反应得到大分子主链上含有金属盐的聚醚酯型抗静电剂PEEM。论述了抗静电整理剂和抗静电涂层整理剂。但无透气抗紫外功能。

CN102493200公开了一种“纺织品用防水透气防蚊虫涂层胶及制备方法”。由聚氨酯甲酸酯粘合剂、氟系防水剂、氯菊酯防蚊虫剂、缔合型聚氨酯流变剂组成。该专利产品是一种防水透气防蚊虫功能性涂层胶。但无抗紫外和抗静电功能。

CN1931941公开了一种“水性聚氨酯防水透气透湿抗菌涂层胶的制备方法”。由二异氰酸酯和二元醇化合物、二羟甲基丙酸反应，生产端基为-NCO的预聚体，然后用1，4-丁二醇扩链，最后用胺调节pH值至中性后，加入含有抗菌剂的去离子水高速搅拌，加水调节粘度后，得到的一种防水透气透湿抗菌涂层胶。该专利产品是一种防水透气透湿抗菌功能性涂层胶，无抗紫外功能和抗静电功能。

CN1935919公开了一种“水性聚氨酯与有机硅、有机氟共聚防水透气透湿抗菌涂层胶的制备方法”。由二异氰酸酯和二元醇化合物、烷羟基硅烷、羟基氟硅油、二羟甲基丙酸反应，生产端基为-NCO的预聚体，然后用1，4-丁二醇扩链，最后用胺调节pH值至中性后，加入含有抗菌剂的去离子水高速搅拌，加水调节粘度后，得到的一种防水透气透湿抗菌涂层胶。该专利产品是一种防水透气透湿抗菌功能性涂层胶，无抗紫外功能和抗静电功能。

上述的专利和文献所提到的功能性纺织品功能性整理剂和纺织品功能性涂层胶产品都不同时具备透气、抗紫外线、抗静电功能。

作为优异的纺织品面料不仅要有透气和透湿（即穿着舒适）等功能，也还需要有抗紫外线功能和抗静电等功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种纺织品面料用，具有优异的耐水，耐溶剂性能和优异的干湿摩擦牢度的透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶及其制备方法，即提供一种水性透气、抗静电聚氨酯树脂和一种抗紫外线聚氨酯交联剂混合构成的涂层胶及其制备方法，既有优异的透气功能，还有优异的抗紫外线、抗静电功能，并干湿摩擦牢度好。

本发明透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶的制备方法：

1、A组分水性透气、抗静电聚氨酯树脂的制备方法：

原料质量配比：

聚氧化乙烯醚二元醇（数均分子量1000～3000）50～200份

聚氧化丙烯醚二元醇（数均分子量1000～3000）50～200份

三羟甲基丙烷1～5份

多异氰酸酯40～200份

扩链剂3～10份

催化剂0.02～0.06份

溶剂30～60份

碳酸氢钠3～10份

亚硫酸氢钠3～10份

去离子水500～1500份

制备方法：

(1)将聚氧化乙烯醚二元醇、聚氧化丙烯醚二元醇、三羟甲基丙烷、多异氰酸酯、溶剂、催化剂加到反应釜中，搅拌升温，在60～80℃反应2～3小时，制得聚氨酯预聚体；

(2)然后加入扩链剂，在60～80℃反应4～6小时,制得扩链聚氨酯预聚体；

(3)将上述扩链聚氨酯预聚体放到乳化釜中，在20～30℃，搅拌加入亚硫酸氢钠水溶液（质量百分比含量35～40%），反应20～40分钟,制得亚硫酸氢钠封端聚氨酯预聚体；

（4）把碳酸氢钠加到去离子水中，搅拌溶解均匀，然后加到乳化釜中，搅拌20～40分钟，制得A组分水性透气、抗静电聚氨酯树脂；

上述扩链剂：选自1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,3-丙二醇其中之一或两种结合使用；

上述多异氰酸酯：选自甲苯二异氰酸酯（TDI）、1,6-亚己基二异氰酸酯（HDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二环己基甲烷二异氰酸酯（H₁₂MDI）其中之一或两种结合使用；

上述催化剂：选自二月桂酸二丁基锡或二醋酸二丁基锡其中之一；

上述溶剂:选自丙酮、二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、二氧六环其中一种或几种混合使用；

2、B组分抗紫外线聚氨酯交联剂的制备方法：

原料质量配比：

1,6-亚己基二异氰酸酯三聚体（HDI三聚体）100～200份

丙酮肟或甲乙酮肟42～92份

催化剂0.02～0.06份

溶剂400～900份

抗紫外线助剂30～80份

制备方法：

(1)将1,6-亚己基二异氰酸酯三聚体（HDI三聚体）、溶剂、催化剂加到反应釜中，搅拌升温，在60～80℃，缓慢滴加丙酮肟或甲乙酮肟，1～1.5小时加完，在60～80℃反应6～8小时，制得封闭聚氨酯交联剂；

(2)把上述制得的封闭聚氨酯交联剂，降温30℃以下，加入抗紫外线助剂，搅拌溶解均匀制得B组分抗紫外线聚氨酯交联剂。

上述溶剂：选自醋酸乙酯或甲苯其中之一；

上述抗紫外线助剂：UV-327,CAS.NO：3864-99-1；UV-329，CAS.NO：3147-75-9；UV-531，CAS.NO:1843-05-6其中之一；

3、A组份与B组份混配：

质量配比：

上述A组分水性透气、抗静电聚氨酯树脂100～200份

上述B组分抗紫外线聚氨酯交联剂10～50份

纳米氧化锌1～5份

增稠剂1～2份

把上述物料按配比加到分散罐中，在室温条件下搅拌30～60分钟，制得透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶；

上述增稠剂：选自辽宁恒星精细化工有限公司产品增稠剂FS-200A。

本发明透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶,是由含有碳酸氢钠、亚硫酸氢钠的水性透气、抗静电聚氨酯树脂和含有丙酮肟或甲乙酮肟封闭的聚氨酯交联剂组成的，在加热的条件下可以释放出二氧化碳、二氧化硫、丙酮肟或甲乙酮肟，使其涂层形成微孔结构，所以，其涂层具有优异的透气功能。

本发明透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶中含有抗紫外线助剂和纳米氧化锌，抗紫外线助剂可以吸收紫外线，纳米氧化锌可以屏蔽掉紫外线透过涂层，二者的共同作用使其本发明的涂层胶具有更优异的抗紫外线性能。

本发明透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶含有带正电荷的钠离子和亲水导湿的乙氧基（-CH₂CH₂O-），使其涂层具有优异的抗静电性能。

本专利产品是由A组分水性透气、抗静电聚氨酯树脂和B组分抗紫外线聚氨酯交联剂配制成，在加热的条件下可以释放出游离的异氰酸酯（-NCO）与其涂层中的活泼氢（即羟基、氨基、羧基等中的氢）以及织物中的活泼氢（即羟基、氨基、羧基等中的氢）反应，形成网络结构，使其涂层具有优异的耐水，耐溶剂性能，以及优异的干湿摩擦牢度。

本专利产品含有亲水导湿乙氧基（-CH₂CH₂O-）结构、纳米氧化锌、亚硫酸氢钠、碳酸氢钠，协同作用使本专利产品具有更优异的抗静电性能。

具体实施方式

实施例1

A1组分制备：

（1）将聚氧化丙烯醚二元醇（数均分子量2000）60份，聚氧化乙烯醚二元醇（数均分子量2000）120份，三羟甲基丙烷3份，甲苯二异氰酸酯（TDI）46份，二月桂酸二丁基锡0.03份，丙酮30份，依次加到反应釜中，搅拌升温，在76±2℃反应2.5小时，制得聚氨酯预聚体；

(2)加入扩链剂1,4-丁二醇4.5份，在76±2℃条件下反应5小时,制得扩链聚氨酯预聚体；

（3）将上述扩链聚氨酯预聚体放到乳化釜中，降温至25±2℃，加入亚硫酸氢钠8份和去离子水12.5份的溶液，在25±2℃反应35分钟，制得亚硫酸氢钠封端聚氨酯预聚体；

(4）把碳酸氢钠6份加入到525份去离子水中搅拌溶解均匀，再加到乳化釜中进行乳化，在室温条件下，搅拌30分钟，制得A1组分水性透气、抗静电聚氨酯树脂。

实施例2

A2组分制备：

（1）将聚氧化丙烯醚二元醇（数均分子量1600）80份，聚氧化乙烯醚二元醇（数均分子量1500）180份，三羟甲基丙烷3份，甲苯二异氰酸酯（TDI）30份，1,6-亚己基二异氰酸酯（HDI）34.3份，二甲基甲酰胺36份，二醋酸二丁基锡0.04份，依次加到反应釜中，搅拌升温，在75±2℃反应2小时，制得聚氨酯预聚体；

(2)加入扩链剂新戊二醇5份，在75±2℃条件下反应4.5小时,制得扩链聚氨酯预聚体；

（3）将上述扩链聚氨酯预聚体放到乳化釜中，降温至23±2℃，加入亚硫酸氢钠8份和去离子水13.8份的溶液，在23±2℃反应30分钟，制得亚硫酸氢钠封端聚氨酯预聚体；

(4）把碳酸氢钠8份加入到747份去离子水中搅拌溶解均匀，再加到乳化釜中进行乳化，在室温条件下，搅拌25分钟，制得A2组分水性透气、抗静电聚氨酯树脂。

实施例3

A3组分制备；

(1)将聚氧化丙烯醚二元醇（数均分子量2500）90份，聚氧化乙烯醚二元醇（数均分子量1000）160份，三羟甲基丙烷3.5份，异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）95.5份，二月桂酸二丁基锡0.04份，N-甲基吡咯烷酮20份，丙酮20份，依次加到反应釜中，搅拌升温，在77±2℃反应2.5小时，制得聚氨酯预聚体；

(2)加入扩链剂1,4-丁二醇2.5份，新戊二醇2.5份，在77±2℃条件下反应4.5小时,制得扩链聚氨酯预聚体；

(3)将上述扩链聚氨酯预聚体放到乳化釜中，而后降温至26±2℃，加入亚硫酸氢钠9份和去离子水15.8份的溶液，在26±2℃反应30分钟，制得亚硫酸氢钠封端聚氨酯预聚体；

(4)把碳酸氢钠9份加入到794份去离子水中搅拌溶解均匀，再加到乳化釜中进行乳化，在室温条件下，搅拌35分钟，制得A3组分水性透气、抗静电聚氨酯树脂。

实施例4

A4组分制备：

(1)将聚氧化丙烯醚二元醇（数均分子量1500）150份，聚氧化乙烯醚二元醇（数均分子量2500）177份，三羟甲基丙烷4份，二环己基甲烷二异氰酸酯（H₁₂MDI）102.1份，二醋酸二丁基锡0.03份，四氢呋喃20份，丙酮20份，依次加到反应釜中，搅拌升温，在75±2℃反应3小时，制得聚氨酯预聚体；

（2）加入扩链剂1,3-丙二醇4份，在75±2℃条件下反应5小时,制得扩链聚氨酯预聚体；

(3)上述扩链聚氨酯预聚体放到乳化釜中，而后降温至24±2℃，加入亚硫酸氢钠8.6份和去离子水14.0份的溶液，在24±2℃反应35分钟，制得亚硫酸氢钠封端聚氨酯预聚体；

(4)把碳酸氢钠9份加入到794份去离子水中搅拌溶解均匀，再加到乳化釜中进行乳化，在室温条件下，搅拌30分钟，制得A4组分水性透气、抗静电聚氨酯树脂。

实施例5

A5组分制备：

(1)聚氧化丙烯醚二元醇（数均分子量2000）140份，聚氧化乙烯醚二元醇（数均分子量2000）180份，三羟甲基丙烷3.6份，1,6-亚己基二异氰酸酯（HDI）30.5份，异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）40.6份，二月桂酸二丁基锡0.04份，二氧六环15份，N-甲基吡咯烷酮10份，丙酮15份，依次加到反应釜中，搅拌升温，在76±2℃反应2.5小时，制得聚氨酯预聚体；

（2）加入扩链剂1,2-丁二醇2.5份，1,4-丁二醇2.5份，在75±2℃条件下反应5小时,制得扩链聚氨酯预聚体；

(3)上述扩链聚氨酯预聚体放到乳化釜中，而后降温至25±2℃，加入亚硫酸氢钠10份和去离子水17.6份的溶液，在25±2℃反应25分钟，制得亚硫酸氢钠封端聚氨酯预聚体；

(4))把碳酸氢钠10份加入到906份去离子水中搅拌溶解均匀，再加到乳化釜中进行乳化，在室温条件下，搅拌35分钟，制得A5组分水性透气、抗静电聚氨酯树脂。

实施例6

B1组分制备：

(1)将1,6-亚己基二异氰酸酯三聚体（HDI三聚体）160份、甲苯490份、二醋酸二丁基锡0.03份加到反应釜中，搅拌升温，在68±2℃，缓慢滴加丙酮肟60.6份，1.3小时加完，而后在70±2℃反应7小时，制得封闭聚氨酯交联剂；

(2)把上述制得的封闭聚氨酯交联剂，降温30℃以下，加入抗紫外线助剂UV-32749份，搅拌溶解均匀制得B1组分抗紫外线聚氨酯交联剂。

实施例7

B2组分制备：

(1)将1,6-亚己基二异氰酸酯三聚体（HDI三聚体）120份、醋酸乙酯420份、二月桂酸二丁基锡0.025份加到反应釜中，搅拌升温，在67±2℃，缓慢滴加甲乙酮肟54份，1.0小时加完，而后在67±2℃反应6.5小时，制得封闭聚氨酯交联剂；

(2)把上述制得的封闭聚氨酯交联剂，降温30℃以下，加入抗紫外线助剂UV-53142份，搅拌溶解均匀制得B2组分抗紫外线聚氨酯交联剂。

实施例8

B3组分制备：

(1)将1,6-亚己基二异氰酸酯三聚体（HDI三聚体）150份、醋酸乙酯450份、二月桂酸二丁基锡0.03份加到反应釜中，搅拌升温，在70±2℃，缓慢滴加丙酮肟56.8份，1.1小时加完，而后在70±2℃反应6.5小时，制得封闭聚氨酯交联剂；

(2)把上述制得的封闭聚氨酯交联剂，降温30℃以下，加入抗紫外线助剂UV-32945份，搅拌溶解均匀制得B3组分抗紫外线聚氨酯交联剂。

实验例1

A组份与B组份混配：

质量配比：

实施例1制得的A1组分透气、抗静电聚氨酯树脂180份

实施例6制得的B1组分抗紫外线聚氨酯交联剂40份

纳米氧化锌4.6份

增稠剂FS-200A1.8份

把上述物料按配比加到分散罐中，在室温条件下搅拌50分钟，制得透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶。

实验例2

A组份与B组份混配：

质量配比：

实施例2制得的A2组分透气、抗静电聚氨酯树脂100份

实施例7制得的B2组分抗紫外线聚氨酯交联剂10份

纳米氧化锌2.2份

增稠剂1份

把上述物料按配比加到分散罐中，在室温条件下搅拌40分钟，制得透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶。

实验例3

A组份与B组份混配：

质量配比：

实施例3制得的A3组分透气、抗静电聚氨酯树脂150份

实施例8制得的B3组分抗紫外线聚氨酯交联剂25份

纳米氧化锌3.1份

增稠剂FS-200A1.5份

把上述物料按配比加到分散罐中，在室温条件下搅拌45分钟，制得透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶。

实验例4

A组份与B组份混配：

质量配比：

实施例4制得的A4组分透气、抗静电聚氨酯树脂160份

实施例7制得的B2组分抗紫外线聚氨酯交联剂26份

纳米氧化锌3.0份

增稠剂FS-200A1.6份

把上述物料按配比加到分散罐中，在室温条件下搅拌35分钟，制得透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶。

实验例5

A组份与B组份混配：

质量配比：

实施例5制得的A5组分透气、抗静电聚氨酯树脂110份；

实施例8制得的B3组分抗紫外线聚氨酯交联剂20份；

纳米氧化锌2.0份

增稠剂FS-200A1.1份

涂层：

1、基布190T涤纶塔夫绸，用有机氟防水剂防水处理至沾水4级以上，采用上述实验例1-5制得的透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶，刮刀涂胶→160~165℃焙烘1~2分钟，上胶量15~25g/㎡(干增重）。取涂布样测试。

上述实验例透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶涂布样与未涂胶原布各项指标检测结果数据见下表1。

表1

2、基布260T春亚纺，用有机氟防水剂防水处理至沾水4级以上，采用上述实验例1-5制得的透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶，刮刀涂胶→160~165℃焙烘1~2分钟，上胶量15~25g/㎡(干增重）。取涂布样测试。

上述实验例透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶涂布样与未涂胶原布各项指标检测结果数据见下表2。

表2

3、基布190T塔丝隆，用有机氟防水剂防水处理至沾水4级以上，采用上述实验例制得的透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶，刮刀涂胶→160~165℃焙烘1~2分钟，上胶量15~25g/㎡(干增重）。取涂布样测试。

上述实验例透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶涂布样与未涂胶原布各项指标检测结果数据见下表3。

表3

纺织品色牢度耐摩擦色牢度检测：按ＧＢ／Ｔ３９２０－１９９７；

纺织品抗紫外线性能检测：按ＧB/T18830－２００２；

纺织品抗静电性能检测：按GB/T12703.1-2009纺织品静电测试方法；

纺织品透气性测定：按GB/T5453-1997检测标准。

从上述检测结果可以看出，本发明的透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶，具有优异的透气、抗紫外线、抗静电性能，并且，干湿摩擦牢度可达到4级。

Claims

1.透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶的制备方法：

A组分水性透气、抗静电聚氨酯树脂的制备方法：

原料质量配比：

聚氧化乙烯醚二元醇数均分子量1000～300050～200份

聚氧化丙烯醚二元醇数均分子量1000～300050～200份

三羟甲基丙烷1～5份

多异氰酸酯40～200份

扩链剂3～10份

催化剂0.02～0.06份

溶剂30～60份

碳酸氢钠3～10份

亚硫酸氢钠3～10份

去离子水500～1500份

制备方法：

(3)将上述扩链聚氨酯预聚体放到乳化釜中，在20～30℃，搅拌加入亚硫酸氢钠水溶液，反应20～40分钟,制得亚硫酸氢钠封端聚氨酯预聚体；

(4)把碳酸氢钠加到去离子水中，搅拌溶解均匀，然后加入到乳化釜中，

搅拌20～40分钟，制得A组分水性透气、抗静电聚氨酯树脂；

上述多异氰酸酯：选自甲苯二异氰酸酯、1,6-亚己基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯其中之一或两种结合使用；

上述溶剂:选自丙酮、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、二氧六环其中一种或几种混合使用；

B组分抗紫外线聚氨酯交联剂的制备方法：

原料质量配比：

1,6-亚己基二异氰酸酯三聚体100～200份

丙酮肟或甲乙酮肟42～92份

催化剂0.02～0.06份

溶剂400～900份

抗紫外线助剂30～80份

制备方法：

(1)将1,6-亚己基二异氰酸酯三聚体、溶剂、催化剂加到反应釜中，搅拌升温，在60～80℃，缓慢滴加丙酮肟或甲乙酮肟，1~1.5小时加完，在60～80℃反应6～8小时，制得封闭聚氨酯交联剂；

(2)把上述制得的封闭聚氨酯交联剂，降温30℃以下，加入抗紫外线助剂，搅拌溶解均匀制得B组分抗紫外线聚氨酯交联剂；

上述溶剂：选自醋酸乙酯或甲苯其中之一；

A组份与B组份混配：

质量配比：

上述A组分水性透气、抗静电聚氨酯树脂100～200份

上述B组分抗紫外线聚氨酯交联剂10～50份

纳米氧化锌1～5份

增稠剂1～2份

2.权利要求1方法得到的纺织品面料用透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶。