[发明专利]一种防水透湿抗菌抗紫外水性聚氨酯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纺织化工技术领域的水性聚氨酯乳液及其制备方法，具体涉及一种防水透湿抗菌抗紫外水性聚氨酯材料及其制备方法。

背景技术

早期的聚氨酯涂层织物防水效果一般都较好，但透湿能力较差，人体穿着这类服装在剧烈运动时，大量汗液无法以蒸汽的形式排出，在衣服内部形成冷凝水滴，使人感觉粘湿而不舒适。防水透湿是指聚合物材料不允许水滴等液体透过，却能保证水蒸气自由透过。水性聚氨酯因其以水替代有机溶剂作为分散介质，具有安全、价廉、节能、环境友好、使用方便等特点成为当今聚氨酯防水透湿织物涂层领域发展的重要方向。由于当今社会的高速发展带来的对臭氧层的破坏，使得到达地面的紫外线强度显著增加，造成对人体的伤害，且由于人体皮肤为各种各样的细菌等微生物提供了适宜的温度、养分和水分，使得纺织品上细菌的繁殖速度非常快，采用聚氨酯涂层的织物因此也成为了微生物的温床，引发各类皮肤病。随着人们生活水平的提高和健康意识的增强，开发出具有防水透湿、抗菌、抗紫外功能的水性聚氨酯织物涂层剂越来越受到人们的关注。

纳米二氧化钛具有很强的光催化作用、抗菌和紫外线屏蔽功能，广泛用于防晒化妆品、织物、涂料等领域。载银纳米二氧化钛的抗菌性是指对环境中对常见细菌大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等微生物的抑制或杀灭作用。载银纳米二氧化钛的抗紫外功能是指纳米二氧化钛既能吸收紫外线，又能反射、散射紫外线，还能透过可见光，是性能优越且无毒的物理屏蔽型紫外线防护剂。

专利CN 1931941A公布了水性聚氨酯防水透气透湿抗菌涂层胶的制备方法，该专利利用无机载银抗菌剂提高聚氨酯薄膜的抗菌性，但该聚氨酯薄膜的透湿耐水性仍有待提高。专利CN 103910969A公布了一种防水透气的聚氨酯薄膜及其制备方法，该专利制备的聚氨酯薄膜虽具有较高的透湿性，但其功能单一，无法提供抗菌抗紫外的功能。本发明合成的一种防水透湿抗菌抗紫外水性聚氨酯材料不仅能满足涂层织物的防水透湿的功能、同时能提供涂层织物抗菌抗紫外的功能。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种用于棉、涤纶纺织品等的涂层整理中的防水透湿抗菌抗紫外水性聚氨酯材料及制备方法，使涂层织物在满足环境友好、防水透湿性能的同时又能达到抗菌抗紫外的复合功能。

技术方案：本发明的一种防水透湿抗菌抗紫外水性聚氨酯材料是通过以下技术方案实现的：

该材料由防水透湿水性聚氨酯树脂和以防水透湿水性聚氨酯树脂的质量为基数计的以下组分组成：

所述的载银纳米二氧化钛平均粒径为20nm～60nm，所述的硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

所述的固化剂为聚醚改性六亚甲基二异氰酸酯三聚体或羧基改性六亚甲基二异氰酸酯三聚体，增稠剂为疏水改性的聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液或疏水基团改性乙氧基聚氨酯水溶性聚合物，润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚体或乙氧基聚二甲基硅氧烷。

本发明的一种防水透湿抗菌抗紫外水性聚氨酯材料的制备方法为：

a)室温下，以聚氨酯预聚体总质量计，将构成聚氨酯预聚体质量50wt％～80wt％的混合聚醚二元醇化合物、1wt％～10wt％的二羟甲基丁酸、0.5wt％～5wt％的1,4-丁二醇、10wt％～40wt％的异佛尔酮二异氰酸酯同时加入反应釜中，升温至60～90℃，反应5～9h，得异氰酸基团封端的聚氨酯预聚体；将该聚氨酯预聚体降温至20～30℃，并加入以该聚氨酯预聚体总质量20wt％～40wt％的丁酮稀释，以加入的二羟甲基丁酸的摩尔数计，按中和剂：二羟甲基丁酸摩尔比为0.9～1.1：1加入中和剂进行中和，反应0.5～1h，得中和混合液；高速搅拌下往中和混合液中加入以该聚氨酯预聚体总质量200wt％～300wt％的去离子水，乳化0.5～1h；以加入的异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔数计，按小分子胺：异佛尔酮二异氰酸酯摩尔比为0.1～0.3：1加入小分子胺，继续高速搅拌0.5～1h，得水性聚氨酯乳液，将该乳液在40～50℃下减压蒸馏除去丁酮，保持该水性聚氨酯中水的重量百分比为70wt％～75wt％，得防水透湿水性聚氨酯树脂；