[发明专利]一种无氟氨基甲酸酯防水乳液及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种无氟氨基甲酸酯防水乳液及其制备方法，其由以下原材料按照重量百分计调制而成：多元醇16‑24％、催化剂0.07‑0.09％、多异氰酸酯4‑6％、表面活性剂1‑2％、封端剂1‑2％、疏水单体2‑4％、引发剂0.015‑0.03％、余量为水。本发明所提供的水性防水乳液，不仅具有较好的防水性能、力学性能，经过其处理的织物还具有一定的表面去污性和良好的质感，因此可广泛应用于诸如服装、防护服、地毯、家具装饰材料、服饰品等领域和产品中，进而提高防水涂料的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种无氟氨基甲酸酯防水乳液及其制备方法，可用于赋予纺织品耐久抗水性和去污性的水性聚氨酯组合物的制备，属于纺织业防水材料领域。

背景技术

含氟碳防水剂是目前最先进的化学防水剂,但是这类防水剂含有全氟辛酸(PFOA)、全氟辛烷磺酸(PFOS)、氟调聚乙醇(FTOH)等物质。大量研究确认，PFOA和PFOS是目前世界上最难降解的有机污染物之一，具有持久的环境稳定性和高的生物累积性，还有很强的环境迁移能力，联合国将它们列入POPs清单中予以禁用。因此开发环保型无氟防水剂是顺应时代发展的需求。

水性聚氨酯防水涂料是20世纪60年代在欧美，日本发展起来的一种新型的高分防水涂料。我国聚氨酯防水涂料的研究在70年代开始起步，于90年代迅速发展并得到了广泛的推广与普及。

水性聚氨酯有环保、低能耗等优点，具有防水性能的水性聚氨酯可在织物表面形成耐久性的拒水薄膜，从而达到防水功能，但由于存在一个比较严重的缺点，由于其以水作为分散剂，不可避免地会在分子结构中引入-COOH或-OH等亲水基团，由于亲水单体的加入以及氨基甲酸酯、脲键等的亲水性，使得其耐水性较溶剂型聚氨酯涂料要差很多，限制了其使用范围。为了克服普通水性聚氨酯防水涂料存在耐水性差，处理织物的手感不佳等一系列问题，本专利引入带有长碳链的多元醇和环状结构的多异氰酸酯，发明了一种能向纺织品基底提供更高抗水性和去污性的无氟氨基甲酸酯防水乳液。

发明内容

本发明提供了一种无氟氨基甲酸酯防水乳液及其制备方法，本发明的水性聚氨酯乳液具有低污染且防水性能优良，并且具有一定的去污性能。

本发明通过以下技术方案实现：

一种无氟氨基甲酸酯防水乳液及其制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按照质量百分比分别称取如下原料：

多元醇16-24％(优选19.5-23.5％)、催化剂0.07-0.09％(优选0.08-0.09％)、异氰酸酯和/或多异氰酸酯4-6％(优选4.5-6％)、表面活性剂1-2％(优选1.2-1.8％)、封端剂1-2％(优选1.4-1.6％)、疏水单体2-4％(优选2.6-3.4％)、引发剂0.015-0.03％(优选0.02-0.03％)、余量为水；

步骤2、将步骤1中称取的所述多元醇进行回流除水后和干燥处理的丙酮进行预混合，通氮气，加热并且搅拌均匀，得到醇溶液混合物；

步骤3、将步骤1中称取的异氰酸酯和/或多异氰酸酯添加到步骤2的醇类混合物中，添加与多元醇质量为1:1的溶剂降低体系粘度，继续保持氮气氛围，升到一定温度后再添加催化剂，在油浴中搅拌反应，待-NCO含量达到3-3.5％后降温，得到氨基甲酸酯预聚体；

步骤4、将所述封端剂添加到预聚体中反应，待-NCO含量低于0.1-0.3％后降温；再将所述疏水单体添加到上述的溶液中，继续混合搅拌30-40min后降温；

步骤5、将去离子水缓慢地添加到步骤4的溶液中，同时在表压300-500KPa的条件下高速分散均匀，得到水性聚氨酯粗乳液；

步骤6、将上述引发剂添加到步骤5的粗乳液中，升高温度反应，反应结束后继续在表压300-500Kpa的条件下高速分散均匀，然后进行减压蒸馏除去溶剂，冷却后得到水性聚氨酯乳液。