一种具有远红外发射功能的聚氨酯涂层材料的制备方法技术

本发明专利技术提供一种具有远红外发射功能的聚氨酯涂层材料的制备方法，先制备多异氰酸酯接枝负离子粉，然后将100份的多元醇（重量份，下同）、0.1-5份的聚硅二醇和8-10份的扩链剂混合后，升温加热至70℃，待固体完全融化后加入150-300份的溶剂，体系分散均匀后加入3-10份步骤1）制备的多异氰酸酯接枝的负离子粉，于70~75℃下反应0.5h后，加入40-50份的异氰酸酯于75~80℃下反应2-3h至体系粘度为7~9万cps/25℃，计算体系的NCO值，加入计算量的一元醇将体系封端，最终得到聚氨酯涂层材料,制备的聚氨酯涂层材料能永久性释放易于被人体吸收的远红外线，发射率高达90%。

【技术实现步骤摘要】
一种具有远红外发射功能的聚氨酯涂层材料的制备方法
本专利技术属于纺织材料领域，具体涉及一种具有远红外发射功能的聚氨酯涂层材料的制备方法。
技术介绍
随着人们生活水平的提高，人们对所穿用的纺织品提出更高的要求，希望所穿用的纺织品具有各种优异的服用功能。近年来，负离子粉作为一种具有特殊功能的新型无机材料受到人们的关注，离子粉体中的成分是以含硼为特征的铝、钠、铁、锂环状结构的硅酸盐物质，类质同象发育，因其热电性和压电性，使其极性离子在平衡位置振动而引起偶极矩变化产生远红外波段的电磁辐射，若按一定比例添加到产品中（例如纤维），使其通过自身的自由离子、不纯物离子和离子性物质，杂质和二、三声子共鸣产生辐射，牵动有机与无机分子交链的离子键极性振动，形成了较强的辐射宽带，据测试负离子粉体对远红外的发射率为90％以上。负离子粉体的远红外性能对人体的保健及其它作用主要有以下几个方面：①远红外可加速水分子运动，使普通水变成活性水，从而使水的渗透力、扩散力、溶解力、代谢力增强，并产生水保护膜。②远红外对于循环系统，可起到扩张毛细血管，增强血液循环，促进新陈代谢，增强淋巴循环的作用。③远红外对于细胞组织，可使细胞活化，使老死细胞排泄或赋予再生能力，可增强细胞能量，增强细胞的功能和活力等作用。因此，负离子粉在纺织面料中得到应用，如专利201110407892.3公开了一种具有负离子远红外功效的纺织品，通过以下步骤制备而得：制备负离子涂层剂，在聚丙烯酸酯类粘合剂中滴加交联剂的水溶液和负离子添加剂，搅拌均匀，即得；所述交联剂的水溶液和负离子添加剂占聚丙烯酸酯类粘合剂的重量百分比分别为1～5％和0.25～4％；所述负离子添加剂包括2000～8000目的重量配比为5∶1∶1～12∶1∶1的电气石粉体、蛇纹石粉体和角闪石粉体；涂布操作，在基布上迅速均匀地刮涂制备好的负离子涂层剂，重复刮涂至负离子涂层剂完全覆盖基布的孔隙；然后置于90～120℃下烘3～10min，即得所述具有负离子远红外功效的纺织品。与现有技术相比，本专利技术的纺织品在保证纺织品性能具有良好一致性的同时具有良好的负离子释放能力和远红外功效。聚氨酯涂层材料是纺织面料的重要组成部分，只有将负离子粉有机的结合聚氨酯分子链中，才能制得具有永久性远红外发射功能的纺织面料，这其中的关键技术是如何将负离子粉有机的结合聚氨酯分子链中，由于负离子矿粉表面的亲水性，与聚合物的相容性差，所以制备具有远红外发射功能的聚氨酯涂层材料的关键是加入表面改性剂来改性负离子矿粉，以提高负离子矿粉与聚氨酯材料的相容性。在相似的专利201310481942苏州市景荣科技有限公司公开了“一种负离子聚氨酯鞋底材料”，是将将负离子粉体、偶联剂、抗菌剂按配方量，用高速搅拌器混合，得到负离子改性材料，其中所用的偶联剂是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、铝钛偶联剂及其两种以上的混合物，也就是所谓的表面改性剂。专利201110121344中国科学院合肥物质科学研究院公开了“一种负离子功能化、导电聚氨酯复合物的制备方法”，是将聚四氢呋喃二醇和电气石粉按比例混合后放入球磨罐，球磨均匀，然后将电气石粉在220-230℃的环境中放置7.5-8.5小时，得到表面改性的电气石粉，提高了电气石粉与聚氨酯的相容性，从而形成负离子导电聚氨酯复合物。以上专利主要是通过表面改性剂对负离子矿粉进行改性达到改善负离子矿粉与聚氨酯相容性的目的，但负离子矿粉只是填充在聚氨酯中，两者之间是通过分子间作用力结合，并没有形成有机的整体，在一定程度上影响了材料的力学性能。为了将负离子矿粉与聚氨酯形成有机的整体，保证在填充负离子矿粉时聚氨酯涂层的力学性能保持不变，我们利用负离子矿粉表面的羟基，使之与聚氨酯材料的主要原料异氰酸酯反应，从而形成了负离子矿粉表面接枝上异氰酸根，提高了负离子矿粉与聚氨酯相容性，形成有机的整体。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是提供一种具有远红外发射功能的聚氨酯涂层材料的制备方法,操作简单，经济可行。本专利技术的技术方案所采取的技术方案如下：1）多异氰酸酯接枝负离子粉的制备将100份的负离子粉在100-120℃烘干处理30-120min后，加入1-5份多亚甲基多苯基异氰酸酯（PAPI），继续在100-120℃下高速搅拌30-180min，冷却得到多异氰酸酯接枝的负离子粉；2）聚氨酯涂层材料的制备将100份的多元醇（重量份，下同）、0.1-5份的聚硅二醇和8-10份的扩链剂混合后，升温加热至70℃，待固体完全融化后加入150-300份的溶剂，体系分散均匀后加入3-10份步骤1）制备的多异氰酸酯接枝的负离子粉，于70~75℃下反应0.5h后，加入40-50份的异氰酸酯于75~80℃下反应2-3h至体系粘度为7~9万cps/25℃，计算体系的NCO值，加入计算量的一元醇将体系封端，最终得到聚氨酯涂层材料。3)性能测试：经测试，本专利技术的远红外发射功能为能发射波长为2~18微米的易于被人体吸收的远红外线，其发射率高达90%；本专利技术所述的负离子矿粉为电气石粉，其目数为1000-3000目，负离子释放量为10000个/cm3；本专利技术所述的多元醇是指聚酯多元醇；本专利技术所述的异氰酸酯是指甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、多亚甲基多苯基异氰酸酯（PAPI）、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1，6-已二异氰酸酯（HDI）、苯二亚甲基二异氰酸酯（XDI）、对苯二异氰酸酯(PPDI)、萘-1，5-二异氰酸酯（NDI）的一种或几种；本专利技术所述的扩链剂是指己二醇和1,4-丁二醇，它们的重量比为1:1；本专利技术所述的溶剂是指丁酮、DMF的一种或几种；本专利技术所述的一元醇是指甲醇、乙醇、异丙醇的一种或几种；本专利技术具有的优点是：负离子矿粉有机结合在聚氨酯分子链上，制备的聚氨酯涂层材料能永久性释放易于被人体吸收的远红外线，发射率高达90%。具体实施方式以下是本专利技术的几个具体实施例，进一步说明本专利技术，但是本专利技术不仅限于此。实施例1将100份的负离子粉在110℃烘干处理100min后，加入3份多亚甲基多苯基异氰酸酯（PAPI），继续在110℃下高速搅拌180min，冷却得到多异氰酸酯接枝的负离子粉；将100份的多元醇（重量份，下同）、3份的聚硅二醇、4份己二醇和4份的1,4-丁二醇混合后，升温加热至70℃，待固体完全融化后加入200份的DMF和丁酮混合溶剂，体系分散均匀后加入5份上述步骤制备的多异氰酸酯接枝的负离子粉，于70~75℃下反应0.5h后，加入45份的TDI于75~80℃下反应2-3h至体系粘度为7~9万cps/25℃，计算体系的NCO值，加入计算量的乙醇将体系封端，最终得到聚氨酯涂层材料。实施例2将100份的负离子粉在120℃烘干处理50min后，加入5份多亚甲基多苯基异氰酸酯（PAPI），继续在120℃下高速搅拌30min，冷却得到多异氰酸酯接枝的负离子粉。将100份的聚酯多元醇（重量份，下同）、0.1份的聚硅二醇、5份己二醇和5份的1,4-丁二醇混合后，升温加热至70℃，待固体完全融化后加入300份的DMF溶剂，体系分散均匀后加入10份上述制备的多异氰酸酯接枝的负离子粉，于70~75℃下反应0.5h后，加入50份的M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有远红外发射功能的聚氨酯涂层材料的制备方法，其特征在于本专利技术的具体步骤是：1）多异氰酸酯接枝负离子粉的制备将100份的负离子粉在100‑120℃烘干处理30‑120min后，加入1‑5份多亚甲基多苯基异氰酸酯（PAPI），继续在100‑120℃下高速搅拌30‑180min，冷却得到多异氰酸酯接枝的负离子粉；2）聚氨酯涂层材料的制备将100份的多元醇（重量份，下同）、0.1‑5份的聚硅二醇和8‑10份的扩链剂混合后，升温加热至70℃，待固体完全融化后加入150‑300份的溶剂，体系分散均匀后加入3‑10份步骤1）制备的多异氰酸酯接枝的负离子粉，于70~75℃下反应0.5h后，加入40‑50份的异氰酸酯于75~80℃下反应2‑3h至体系粘度为7~9万cps/25℃，计算体系的NCO值，加入计算量的一元醇将体系封端，最终得到聚氨酯涂层材料。

【技术特征摘要】
1.一种具有远红外发射功能的聚氨酯涂层材料的制备方法，其特征在于具体步骤是：1）多异氰酸酯接枝负离子粉的制备将100份的负离子粉在100-120℃烘干处理30-120min后，加入1-5份多亚甲基多苯基异氰酸酯（PAPI），继续在100-120℃下高速搅拌30-180min，冷却得到多异氰酸酯接枝的负离子粉；2）聚氨酯涂层材料的制备将100份的多元醇、0.1-5份的聚硅二醇和8-10份的扩链剂混合后，升温加热至70℃，待固体完全融化后加入150-300份的溶剂，体系分散均匀后加入3-10份步骤1）制备的多异氰酸酯接枝的负离子粉，于70~75℃下反应0.5h后，加入40-50份的异氰酸酯于75~80℃下反应2-3h至体系粘度为7~9万cps/25℃，计算体系的NCO值，加入计算量的一元醇将体系封端，最终得到聚氨酯涂层材料。2.根据权利要求1所述的一种具有远红外发射功能的聚氨酯涂层材料的制备方法，其特征在于所述的负离子粉为电气石粉，其目数为1000-3000目，负离子释放量为1000...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈登龙，刘志鹏，伍毓强，杜鹏飞，白欣，
申请(专利权)人：福建师范大学泉港石化研究院，
类型：发明
国别省市：福建;35