[发明专利]一种防水透湿用水性聚氨酯分散体及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种用于防水透湿织物涂层用水性聚氨酯分散体及其制备方法和用途。该水性聚氨酯分散体通过特殊小分子扩链剂在主链上引入聚集成簇的强亲水性羟基侧基，并通过它与支链上弱亲水性醚键形成协同作用，从而有利于织物中水分由内向外的单向运动，平衡了水压和透湿相互制约的问题，同时获得了良好的防水和透湿性能。

技术领域

本发明属于水性聚氨酯材料领域，具体涉及一种防水透湿用水性聚氨酯分散体及其制备方法和用途。

背景技术

随着人们生活水平的提高，户外运动增多，对户外运动服装的要求越来越高，防水透湿是一大趋势。聚氨酯树脂是目前常用的防水透湿性树脂，但目前防水透湿性聚氨酯树脂还存在透湿性较差的问题。

研究发现人在活动时的排汗量为11500g/24h，织物大约需要4000g/m²/24h的对应透湿量；同时，为了达到理想的防水效果，还要求织物的静水压不得低于5.58KPa。织物耐静水压值的提高，往往会造成透湿量的下降。因此，在保证涂层织物具有一定耐静水压性能的前提下，如何提高透湿量就成为了相关研究者关注的焦点。国内外研究者通过在分子链上引入亲水链段或基团等技术，制备了防水透湿型水性聚氨酯涂层剂，特别是低VOC的水性聚氨酯涂层剂，但是亲水链段或基团的引入也会带来防水性能的下降。

US6613867公开了一种透湿性水性聚氨酯的制备方法，A组分为双官能团的异氰酸酯，B组分为乙二醇、二乙二醇、1,3-丙二醇，C组分为分子量小于400的二醇、二胺、氨基醇，D组分为乙氧基醇或者乙氧基/丙氧基共聚醇。US2011312237A1公开了一种具有透湿性能热塑性水性聚氨酯树脂的制备方法，采用共聚多元醇和聚乙氧基二醇作为软段(其中共聚多元醇为乙氧基和C3-C6烷氧基的共聚物)，两种软段中聚乙氧基二醇70-97％、共聚多元醇3-30％。上述使用聚乙二醇作为透气层的水性聚氨酯的缺点是制备的乳液粘度比较大，施工工艺差，并且树脂因不耐水解而使耐洗性能也较差。

CN10883803公开了一种用含聚氧乙烯侧链的多元醇作为亲水单体，用PEG1000作为软段，来制备的水性聚氨酯分散体，该分散体的透湿性能和机械强度较好，但是没有提高耐水压性能并且树脂粘度较大。

上述已公开专利表明，目前防水透湿用水性聚氨酯树脂大多在主链上采用聚乙氧基二元醇，或者在侧链上引入亲水的基团。但是，实验也发现，当乙氧基(-EO-)亲水基团在主链上时，-EO-链段虽然能起到很好的传递水分子的透湿作用，但由于其自身的亲水性，随着主链上-EO-链段的增加，树脂的耐水压性能下降明显。当亲水的-EO-基团在侧链上时，虽然耐水压和透湿性可以得到一定的平衡，但在提高透湿性能时，耐水压性能往往会受到影响。因此，在保证一定耐水压性能的情况下，如何提高透湿性，并保持织物多次水洗后性能不显著下降，这些需求都对相关研究者提出了新的挑战。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种新型的防水透湿用水性聚氨酯分散体。该分散体通过特殊小分子扩链剂在主链上引入聚集成簇的强亲水性羟基侧基，并通过它与支链上弱亲水性醚键形成协同作用，有利于织物中水分由内向外的单向运动，平衡了水压和透湿相互制约的问题，从而可以同时获得良好的防水和透湿性能。

本发明的另一目的在于提供所述水性聚氨酯防水透湿性分散体的制备方法。

本发明的再一目的在于提供所述防水透湿用水性聚氨酯分散体的应用。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种防水透湿涂层用水性聚氨酯分散体，包含以下原料制备：

a、至少两种二异氰酸酯，加入量19-29wt％，优选22-25wt％；

b、至少两种聚醚二元醇和/或聚酯二元醇，加入量28-41wt％，优选32-38wt％；