[发明专利]一种聚氨酯材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种聚氨酯材料及其制备方法和应用。聚氨酯材料的制备方法包括如下步骤：聚氨酯前驱体溶液在凝固浴中成型，即得聚氨酯材料；其中，聚氨酯前驱体的制备方法包括如下步骤：溶剂中，二异氰酸酯与含有醚键的端羟基不饱和聚酯进行聚合反应，再与扩链剂进行扩链反应，即可；二异氰酸酯、含有醚键的端羟基不饱和聚酯和扩链剂的摩尔比为1：(0.3～0.9)：(0.3～0.8)；其中，凝固浴包括聚氨酯前驱体的非溶剂、聚氨酯前驱体的溶剂和成核剂；成核剂为钠盐，成核剂与聚氨酯前驱体的非溶剂的质量比为(0.1～0.4)：1。本发明制得的聚氨酯材料兼具防水、智能透湿、保暖和力学强度高等功能，提高穿着者的舒适性。

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯材料及其制备方法和应用。

背景技术

为迎合市场需求，功能性织物的种类越来越多，“可呼吸的织物”成为人们关注的热点，其是兼顾防水、智能透湿、防风、保暖于一体的高科技纺织品。其核心在于纺织品不仅仅停留在“静止的”防水透湿功能层面，而是要有“智能的”、“动态的”呼吸功能，就如同人体的皮肤，可以自发的调节汗液的排出。这种“智能的”、“动态的”呼吸来自于服装面料在不同环境中对环境的智能响应，以保证人们穿着的舒适性。当环境温度较高时，或人体运动产生大量的汗热时，水汽分子的通道响应打开，汗热能快速的传递透过；而当环境温度较低时，此通道关闭，将人体产生的热量封闭，从而达到保暖的目的。

然而，目前市场上的运动服、阻燃防护服、医用防护服、野战军服难以适应复杂的环境变化，穿着时舒适度差。例如，医用防护服的防护隔离作用是至关重要，但是由于其具有不透气、闷热等缺陷，导致医护人员长时间穿着时出现不舒适，体力大幅下降等问题。因此，在保证防护功能的前提下，解决其舒适性问题是安全防护服势必要攻克的难关。

聚氨酯是指主链中含有氨基甲酸酯特征氮源的一类高分子材料，由于其具有优良的强度、韧性、耐磨性和防水等特点，被广泛应用在汽车、船舶、轻工业和纺织等领域。但由于聚氨酯致密膜材料的透湿性和舒适性较差，限制了其在纺织和医用材料领域的应用。

因此，本领域亟需开发一种同时兼具防水、透湿和保暖功能，且可智能控制穿着者体表温度和湿度，管理体表微气候，提高舒适性的材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中具有防水、耐磨性能的聚氨酯材料的透湿性差，舒适性较差，对温度敏感性低，在纺织和医用材料领域使用受限等缺陷，而提供一种聚氨酯材料及其制备方法和应用。本发明制得聚氨酯材料兼具防水、智能透湿、保暖和力学强度高等优势；其触变温度低，触变温度范围小，且温度灵敏性高，在低温条件下透湿量低，具有保温作用，其在高温条件下透湿量又显著提高，实现智能调控透湿量；当应对复杂多变的着装环境时，本发明制得聚氨酯材料可智能控制穿着者体表的温度和湿度，使人体体表能始终处于舒适的微气候环境。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

本发明还提供一种聚氨酯材料的制备方法，其包括如下步骤：聚氨酯前驱体溶液在凝固浴中成型，即得所述聚氨酯材料；

其中，所述聚氨酯前驱体溶液中聚氨酯前驱体的制备方法包括如下步骤：溶剂中，二异氰酸酯与含有醚键的端羟基不饱和聚酯进行聚合反应，再与扩链剂进行扩链反应，即可；所述二异氰酸酯、所述含有醚键的端羟基不饱和聚酯和所述扩链剂的摩尔比为1：(0.3～0.9)：(0.3～0.8)；

其中，所述凝固浴包括聚氨酯前驱体的非溶剂、聚氨酯前驱体的溶剂和成核剂；所述成核剂为钠盐，所述成核剂与所述聚氨酯前驱体的非溶剂的质量比为(0.1～0.4)：1。

本发明中，所述聚氨酯前驱体可为本领域技术人员常规认为的获得所述聚氨酯材料前的一种存在形式。

本发明中，所述聚氨酯前驱体溶液的原料可为本领域常规，一般可包括所述聚氨酯前驱体和溶剂。