[发明专利]一种高耐水压耐寒聚氨酯树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高耐水压耐寒聚氨酯树脂及其制备方法，该聚氨酯树脂尤其适合在极寒条件下应用的布料的防水透气透湿处理。

背景技术

聚氨酯树脂主链是由玻璃化温度低于室温的柔性链段和玻璃化温度高于室温的链段组成。由于柔性链段比较长，多元醇链段如果采用聚醚类化合物，醚基低温柔软性好，在低温下醚键仍能自由旋转，因此采用聚醚类多元醇制造的聚氨酯材料非常适合用于低温面料表面防水透湿处理。在一些地区冬季气温非常低，普通的聚氨酯防水透湿材料在低温下容易发脆，变硬，穿着不舒适，耐剥离强度也低，耐水洗性也差，因此必须对聚氨酯进行改性，增进其低温柔韧性，使在零下40℃时仍然具有良好的柔软性，和面料有紧密的结合性，制作出适合用在寒冷地带服装面料的防水透气透湿涂层使用。

聚醚多元醇是环氧乙烷，环氧丙烷，环氧氯丙烷，四氢呋喃等在一定的工艺条件下发生碳氧链断裂，产生开环聚合反应生成的。一般常用的是环氧乙烷，环氧丙烷生产的聚醚二元醇。在常温下具有柔软，但是在低温下韧性差，耐磨性差，不适用于-40℃这样的低温。聚己内酯多元醇是端基为伯羟基的线型特种聚醚多元醇，结构中为含有极性较大的酯基，用它合成的聚氨酯制品具有优异的耐热，耐寒性能，力学性能好，低温柔韧性好，耐水解性，且回弹性优异，用它制得的聚氨酯橡胶的脆性温度低于零下75℃，但是比较贵。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有可耐受-40℃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高耐水压耐寒聚氨酯树脂。该高耐水压耐寒聚氨酯树脂平均分子量为60000~150000g/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高耐水压耐寒聚氨酯树脂的制备方法。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

一种高耐水压耐寒聚氨酯树脂，该树脂主要由以下组分制成：100重量份聚醚类混合物、20-50重量份二异氰酸酯类化合物、10-25重量份胺类扩链剂、0.5-1重量份终止剂、2-5重量份稳定剂、30-100重量份有机溶剂；所述高耐水压耐寒聚氨酯树脂粘度为60000~100000cps/25℃，树脂的固含量在30~65%。

聚醚类混合物为聚己内酯多元醇、聚己二酸-乙二醇聚醚多元醇的组合，二者的平均分子量均在800~3000，二者的重量比为1:1~10:3。

二异氰酸酯类化合物是HDI（六亚甲基-1,6-己二异氰酸酯），HMDI（4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯）的混合物，二者的重量比为1:2~3:1。

所述的胺类扩链剂是异佛尔酮二胺、二乙醇胺，乙醇胺中的一种或多种任意组合。

所述终止剂是甲醇、丁醇、异丁醇、丙二醇、甲醚中的一种或多种任意组合。

所述稳定剂是UV-327、UV-531、UV-1165,、UV-510中的一种或几种的组合；

所述的有机溶剂是甲苯、丁酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、二甲基乙酰胺中的一种或多种组合。

上述高耐水压耐寒聚氨酯树脂的制备方法包括以下步骤：将聚醚类混合物，二异氰酸酯类化合物和溶剂混合后得到的混合物，加入混合物重量0.08-0.1%的有机铋，在50-80℃反应3h，然后加入胺类扩链剂，65℃反应1h，然后加入终止剂，稳定剂，用溶剂调整固含量为30~55%，粘度为60000~100000cps/25℃。

本发明先在催化剂存在下将聚醚二元醇和二异氰酸酯反应得到预聚物，然后加入胺类扩链剂进行反应，从而得到聚氨酯的溶剂型产品。制备出的产物具有良好的耐寒性，可以适应-40℃使用需求。该聚氨酯的溶剂型产品可通过涂层加温通过溶剂的挥发形成涂膜。

该材料的粘度为60000~100000cps/25℃，平均分子量为60000~150000g/mol，树脂的固含量在30~55%。

本产品中采用聚己内酯多元醇可增强材料在低温的柔软性，而己二酸-乙二醇聚醚多元醇所制得的橡胶的脆性温度在零下50℃，单独用于纺织涂层时性能稍差，本发明把两者有机结合起来达到综合性能优异的产品。