[发明专利]用作芳纶纤维表面处理剂的封闭型水性聚氨酯的制备方法及制备的封闭型水性聚氨酯与用途

权利要求书

1.一种用作芳纶纤维表面处理剂的封闭型水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在非质子极性溶剂中，在惰性气氛下，脱水后的多元醇与二异氰酸酯在催化剂的作用下反应至NCO达到理论值；

(2)加入助溶剂和亲水扩链剂，反应至NCO达到理论值，得端异氰酸酯基NCO的聚氨酯预聚体；

(3)加入封闭剂，反应至NCO达到理论值；

(4)加入中和剂进行中和反应，即得。

2.根据权利要求1所述的用作芳纶纤维表面处理剂的封闭型水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，

所述封闭剂选自丁酮肟、己内酰胺、N-甲基苯胺和苯酚中的至少一种；

优选地，所述封闭剂选自丁酮肟。

3.根据权利要求1或2所述的用作芳纶纤维表面处理剂的封闭型水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，

所述非质子极性溶剂选自丙酮和/或丁酮，优选选自丙酮；

所述多元醇选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇和聚己内酯多元醇中的至少一种，优选选自聚四氢呋喃多元醇；

所述二异氰酸酯选自二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、异弗尔酮二异氰酸酯IPDI、甲苯二异氰酸酯TDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、六亚甲基二异氰酸酯多聚体及其加合物中的至少一种，优选选自二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI；

所述催化剂选自有机铋催化剂、有机锡催化剂和有机锌催化剂中的至少一种，优选选自有机铋催化剂；

所述助溶剂选自N-甲基吡咯烷酮NMP和/或N-乙基吡咯烷酮NEP，优选选自N-甲基吡咯烷酮NMP；

所述亲水扩链剂选自2,2-二羟甲基丙酸DMPA/或2,2-二羟甲基丁酸，优选选自2,2-二羟甲基丙酸DMPA；

所述中和剂选自三乙基胺TEA和/或N,N-二甲基乙醇胺DMEA，优选选自三乙基胺TEA。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用作芳纶纤维表面处理剂的封闭型水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，

所述二异氰酸酯的异氰酸酯基与所述多元醇的羟基二者摩尔比为5:1-3:1，优选3.74：1；

以所述多元醇的质量为100％计，所述催化剂的加入量为200ppm-800ppm，优选526ppm；

以所述多元醇和所述二异氰酸酯的总质量为基准，所述亲水扩链剂的加入量为4％-9％，优选6.7％。

5.根据权利要求1-4任一项所述的用作芳纶纤维表面处理剂的封闭型水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，

步骤(1)中，反应温度为80-90℃；

步骤(2)中，降温至60℃-70℃，加入助溶剂和亲水扩链剂，升温至70-90℃，反应至NCO达到理论值，得端异氰酸酯基NCO的聚氨酯预聚体；

步骤(4)中，降温至30℃-40℃，加入中和剂进行中和反应。

6.权利要求1-5任一项所述的制备方法所制备得到的封闭型水性聚氨酯。

7.权利要求6所述的封闭型水性聚氨酯在制备芳纶纤维表面处理剂中的用途。

8.一种芳纶纤维表面处理剂，其特征在于，包括以下组分：权利要求6所述的封闭型水性聚氨酯10～50重量份，润湿剂1～5重量份。

9.一种负载有芳纶纤维表面处理剂的芳纶纤维，其特征在于，通过以下方法制备得到：将权利要求8所述的芳纶纤维表面处理剂加入至50～150重量份的水中，然后浸涂在芳纶纤维的表面，烘干，即得。

10.一种芳纶纤维-TPU复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将权利要求9所述的负载有芳纶纤维表面处理剂的芳纶纤维和TPU粒料一并从高温挤出机挤出，得芳纶纤维-TPU复合材料。