[发明专利]一种侧氨基聚硅氧烷改性聚氨酯涂层剂

说明书

一种侧氨基聚硅氧烷改性聚氨酯涂层剂，以侧氨基聚硅氧烷（SAPDMS）、聚四氢呋喃醚、聚乙二醇为混合软段，二羟甲基丙酸为亲水扩连剂，1,4‑丁二醇为硬段调节剂，与异佛尔酮二异氰酸酯反应合成了水性有机硅改性聚氨酯(WSSPU),并以WSSPU 为基础制备了防水透湿织物涂层剂。分别采用红外光谱、差热扫描量热仪、动态力学分析仪、正电子湮灭寿命谱等表征了WSSPU 膜的组成与微观结构，考察了WSSPU 膜的力学性能和涂层织物的防水透湿性能。结果表明，当侧氨基聚硅氧烷用量(质量比)<15%时，可以制得稳定的乳液。聚硅氧烷改性后膜内部微相分离结构更加明显，自由体积空洞变大，透湿性能提高。

技术领域

本发明涉及一种涂层剂，尤其涉及一种侧氨基聚硅氧烷改性聚氨酯涂层剂。

背景技术

防水透湿涂层织物，通常也叫防水透气织物或可呼吸织物，指一定压力的水不能透过织物，即织物能够防止雨水等液体透过，而人体运动散发出来的汗液蒸汽却能通过织物扩散或传导到外界，不会积聚在体表和织物之间，不会让人有发闷的感觉。聚氨酯类涂层具有一定的防水透湿性，但随着人们需求的不断提高，传统的聚氨酯涂层剂已不能满足市场需求。因此，对聚氨酯结构或加工工艺进行调整以改善其防水透湿性能的研究日益增多。

聚四氢呋喃醚（PTMG）微观上具有较大的自由体积，作为聚氨酯的软段，有利于水汽分子扩散透过，近年来被广泛用于防水透湿聚氨酯膜的合成；聚乙二醇（PEG）因为其具有不同于其他聚醚的72螺旋结构，成为了一种重要的导湿因子，近年来普遍用于无孔亲水透湿聚氨酯的合成。聚硅氧烷具有透气、耐高低温、整理织物具有滑软手感等特性，近年来已被广泛用于改性聚氨酯，相关文献多以改善聚氨酯的透气性、耐候性、生物相容性及表面手感为研究方向，而关于改善防水透湿性能的研究较为罕见。

发明内容

本发明的目的是为了开发一种性能良好的防水透湿织物涂层剂，设计了一种侧氨基聚硅氧烷改性聚氨酯涂层剂。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

侧氨基聚硅氧烷改性聚氨酯涂层剂的制备原料如下：聚四氢呋喃醚（PTMG，Mn=2000），工业级；聚乙二醇（PEG，Mn=1000），分析纯；β-氨乙基-γ-氨丙基聚二甲基硅氧烷（APDMS5），Mn=5000，氨值为0.8mmol·g−1，自制；异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），工业级；二羟甲基丙酸（DMPA），工业级，使用前100℃下真空除水5h；二月桂酸二丁基锡，分析纯；1,4-丁二醇（BDO），分析纯，使用前用4A分子筛浸泡7d；丁酮（MEK），分析纯，使用前用4A分子筛浸泡7d。TF-601增稠剂及涤丝纺布；氢氧化钾（KOH）、甲醇、丙酸、三乙胺（TEA）。

侧氨基聚硅氧烷改性聚氨酯涂层剂的制备步骤如下：将计量的PTMG、PEG置于装有搅拌、回流冷凝装置的四口瓶中，升温至100℃真空除水3h，降温至60～70℃，解除真空，通氮气，将IPDI/MEK（3/1）滴加入瓶中，升温至80℃反应1h；向体系滴加二月桂酸二丁基锡，其质量为混合聚醚质量0.5‰，继续反应1h后，依次滴入DMPA与BDO，继续反应3h；然后降温至50℃，加入定量的TEA中和，反应0.5h后，滴入SAPDMS5，滴毕，慢慢升温至80℃，保温反应3h，制得WSSPU预聚体。然后，将预聚体在水中高速剪切5～10min，即得固含量为25%的WSSPU乳液。

所述的模样品及涂层样品制备方法如下：将WSSPU乳液在聚四氟模具内流延成膜，自然干燥72h，置于真空烘箱内于60℃干燥1周，取出置于干燥器内备用；将WSSPU乳液加入适量TF-601增稠剂增稠，涂烘涤丝纺布面两次，涂烘温度为170℃，涂烘时间为45s，最终布面增重为15～20g·m−2，涂膜厚度为80～100μm，用于防水透湿测试。

本发明的有益效果是：