[发明专利]基于静电涂饰的环保型水性聚氨酯纳米涂层的制备方法

说明书

本发明揭示了一种基于静电涂饰的环保型水性聚氨酯纳米涂层的制备方法，其包括以下步骤：将50‑80份聚环氧丙烷二醇、10‑30份异氟尔酮二异氰酸酯和1‑8份DMPA作为前扩链剂，混合后加入0.5‑1份有机铋催化剂，升温至80‑90℃，氮气保护，反应4‑6小时，然后加入3‑10份丙酮并降温至50‑70℃，加入与DMPA等摩尔数的三乙胺中和反应10‑20分钟，得聚氨酯预聚体，将其于添加有7‑12份后扩链剂的去离子水中进行高速分散，得固含量为15‑30％的水性聚氨酯纳米纤维纺丝液；以制备的纺丝液为原料，在静电高压10‑30kV，负电高压3‑8kV，出液速度为0.01‑0.2mm/min的情况下进行静电纺丝于织物表面制得水性聚氨酯纳米涂层。本发明可通过静电纺丝制得纳米纤维材料，不仅环保绿色安全，且具有很好的透气性与透水性。

【技术领域】

本发明属于纳米涂层材料制备技术领域，特别是涉及一种基于静电涂饰的环保型水性聚氨酯纳米涂层的制备方法。

【背景技术】

静电纺丝技术制备的纳米纤维膜具有高比表面积、高孔隙率的特点，具有很好的可呼吸性，广泛应用于过滤、纺织、纳米材料等领域。静电纺丝方法是将高分子聚合物溶液置于高压电场中，聚合物溶液受电场力的激发形成射流，射流进而拉伸细化，最终在接收屏上得到超细纤维。静电纺丝法制得的纳米纤维具有直径小、均匀性好、比表面积高、易于合成等优点，广泛应用于高效过滤、组织工程、创伤敷料等领域。

水性聚氨酯(WPU)以水为分散介质，属环保性材料，广泛应用于服装及涂料等行业。聚氨酯涂层粘附性优良，且成本较低，用于涂层织物时，不仅弹性较好手感优良，而且涂层织物抗张强度高，伸长率大，柔韧性、润湿性、光泽性和耐磨性优异，被广泛应用于纺织品功能整理。水性聚氨酯不仅保持了聚氨酯材料具有耐磨、力学性能好、可降解这些优点，同时它以水为溶剂，更为环保。

静电纺丝中常用的高分子聚合物多采用有机溶剂，虽然具有溶解性好、挥发性好的优点，但是有机溶液的毒性也会对实验人员和环境造成危害。而使用水作为高分子聚合物的溶剂是最为环保的，但是只有有限的几种水溶性高分子聚合物可以通过静电纺丝直接制得纳米纤维。聚氨酯材料具有耐磨、力学性能好、可降解等优点。水性聚氨酯不仅保持了这些优点，同时它以水为溶剂，更为环保。但是水性聚氨酯不能通过静电纺丝法直接制得纳米纤维，限制了它在某些领域的应用前景。

因此，有必要提供一种新的基于静电涂饰的环保型水性聚氨酯纳米涂层的制备方法来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种基于静电涂饰的环保型水性聚氨酯纳米涂层的制备方法，可通过静电纺丝制得纳米纤维材料，不仅环保绿色安全，且具有很好的透气性与透水性。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种基于静电涂饰的环保型水性聚氨酯纳米涂层的制备方法，其包括以下步骤：

1)纺丝液的制备：所述纺丝液包括水性聚氨酯纳米纤维纺丝液与水性聚氨酯纳米微球纺丝液中的至少一种，其中，

所述水性聚氨酯纳米纤维纺丝液的制备包括：将50-80份聚环氧丙烷二醇、10-30份异氟尔酮二异氰酸酯和1-8份前扩链剂，混合后加入0.5-1份催化剂，升温至80-90℃，氮气保护，反应4-6小时，然后加入3-10份丙酮并降温至50-70℃，加入与所述前扩链剂等摩尔数的三乙胺中和反应10-20分钟，得到聚氨酯预聚体，将聚氨酯预聚体于添加有后扩链剂的去离子水中进行高速分散，得到固含量为15-30％的水性聚氨酯纳米纤维纺丝液；