[发明专利]一种防水透湿的水性聚氨酯树脂、其制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种防水透湿的水性聚氨酯树脂、其制备方法及应用。该水性聚氨酯树脂由包括以下组分的反应制备而成A)多异氰酸酯、B)聚醚多元醇、C)氨基化合物、D)二羟基羧酸和E)小分子二元醇。本发明提供的水性聚氨酯树脂是一种水溶型聚氨酯树脂，合成工艺简单、施工方便、成膜较好和具有较高的水蒸气透过率，且聚氨酯聚合物结构中含有的苯硼酸单元能使防水透湿胶在布基材表面有良好的附着、较高的静水压值和耐水洗性能。

技术领域

本发明涉及涂覆型防水透湿织物用水性聚氨酯树脂领域，具体涉及一种防水透湿的水性聚氨酯树脂、其制备方法及应用。

背景技术

防水透湿织物(Waterproof Breathable Fabrics，简称WBFs)，是一种能使人体蒸发的汗液形成的水蒸气透过，而外界液态水难以透过织物的功能性织物，既能防水又能透湿，且使人体感舒适，广泛应用于户外服装、帐篷和鞋包领域。

防水透湿织物通常包括涂覆型防水透湿织物、层压复合型防水透湿织物和微/多孔结构防水透湿织物。层压复合型防水透湿织物施工繁琐，微/多孔结构防水透湿织物在使用时孔结构堵塞造成透湿性降低，而涂覆型防水透湿织物加工简单且性能稳定，是当下防水透湿织物的主要发展方向。

CN 101864671 B公开了一种溶剂型聚氨酯树脂，由多异氰酸酯、亲水聚醚二醇、疏水且结晶性聚酯二醇和小分子三醇等反应得来，涂覆于织物形成的防水透湿织物，静水压值可以达到10000mm水柱以上，水蒸气透过率值可以达到4000g/m²/24h。

CN 103649153 B公开了一种透湿防水材料用聚氨酯树脂及其组合物，制备聚氨酯树脂的反应物包含一种由偏苯三酸酐与环氧乙烷/环氧丙烷共聚物二醇反应生成半酯后再跟环氧丙烷反应生成的高官能度的醇酯多元醇，涂布成膜后静水压值能达到20000mm水柱以上，水蒸气透过率值能达到10000g/m²/24h以上。

上述专利文献中，聚氨酯树脂及组合物中都用到大量的可挥发性有机溶剂，有机溶剂用量甚至达到60重量％(以组合物的量为100重量％计)以上，严重危害施工人员的身体健康，同时可能危害织物穿戴者或使用者的，而且对于环境造成了污染。为了减少甚至消除树脂组合物中的有机溶剂，业内已经开始开发用于防水透湿织物的水性聚氨酯树脂。

CN 101613457 A公布了一种吸气性水性聚氨酯树脂，在聚氨酯主链和/或侧链中含有能导湿透气的大量乙氧基，并且尤其比较了侧链含聚氧化乙烯的多元醇含量对透湿的影响，水蒸气透过率值达1000g/m²/24h。

CN 101883803 B公布了一种亲水性树脂，包含第1水性树脂和第2水性树脂。其中，第1水性树脂由聚氧化乙烯二醇与含聚氧化乙烯侧链的二醇(多异氰酸酯和聚乙二醇单甲醚调制得到)和二异氰酸酯反应得来；第2水性树脂由聚酯/聚碳二醇与含聚氧化乙烯侧链的二醇和二异氰酸酯反应得来，两种水性聚氨酯树脂然后共混得到亲水性树脂，并且成膜后具有5000g/m²/24h以上的透湿量。

前述不使用有机溶剂的聚氨酯水性分散体包含大量的亲水基团例如乙氧基单元的聚氧化乙烯醇，聚氨酯树脂中含有较高含量的聚乙氧基会使得其在水中易于发生凝胶，或者导致聚氨酯分散体的粘度升高以致于固含量降低，从而使形成的涂层较薄以致于防水性不够。

CN 109134804 A公开了一种水性聚氨酯分散体，通过引入星形结构的多官能度聚醚多元醇，使聚氨酯水性分散体既包含大量的亲水基团，又不会使聚氨酯水性分散体的粘度过高，高官能度的聚醚多元醇提高了涂层的交联密度和强度，静水压值可达7000mm水柱，水蒸气透过率值高于10000g/m²/24h。但是该水性聚氨酯分散体固含量也较低，在使用该水性聚氨酯分散体成膜时，需要外加增稠剂调至高粘施工，既增加了成本又增加了工艺的复杂性。

发明内容