本发明专利技术涉及一种后扩链阻燃高耐静水压水性聚氨酯织物涂层剂，属于纺织化工技术领域。本发明专利技术通过引入大分子交联剂以及含磷二胺类阻燃剂作为后扩链剂制备了一种后扩链阻燃高耐静水压水性聚氨酯织物涂层剂。制备的水性聚氨酯应用于涤纶低弹丝布时，不仅具有高耐静水压的性能(耐静水压值在20～100kPa范围内)，还具有一定的阻燃效果(可通过GB/T5455-1997纺织品燃烧性能试验垂直法中的B1级)。并且乳液的贮存稳定性好，胶膜的综合性能优异，应用于织物整理时，涂层透明、手感好、粘结性好、无毒环保。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种后扩链阻燃高耐静水压水性聚氨酯织物涂层剂，属于纺织化工技 术领域。
技术介绍
水性聚氨酯是指聚氨酯溶解在水里或分散于水中而形成的一种聚氨酯乳液。它以 水为分散介质，具有挥发性有机物含量低、成膜温度低、耐磨性好、附着力强、生产成本低、 无污染等优点，因此它的研制和生产受到了世界各国的广泛重视，目前已经在皮革涂饰剂、 胶粘剂、涂料、印染等领域得以大量应用，具有很好的发展前景。然而，由水性聚氨酯制备的 织物涂层剂在性能方面还存在一些缺陷，如耐静水压能力差、阻燃效果不佳、耐溶剂性差、 不耐湿擦等，不能满足人类日益增长的应用要求。因此，克服这些缺陷，是近年来各国研究 者努力的方向。 为了克服上述水性聚氨酯的不足，可通过后扩链技术进行改善。在水性聚氨酯的 生产工艺过程中，一般乳化后引入胺类进行扩链即为后扩链。利用后扩链技术一方面对于 线性结构的水性聚氨酯可提高其平均相对分子质量，而对于交联体系的水性聚氨酯可以有 效地提高其交联密度，另一方面会引入强极性的脲键结构，进而会使其性能得以提高。选择 的含磷二胺类阻燃剂不仅将作为酸源的磷氧双键、作为炭源的季戊四醇结构单元和作为气 源的氨基纳入同一分子，使其具有更加有效的"本质阻燃"作用效果;而且其具有反应性基 团-氨基，能够参与到后扩链反应中，作为后扩链剂可以有效地提高交联体系水性聚氨酯的 交联密度等，进而改善水性聚氨酯的耐静水压等性能。 目前，为了改善水性聚氨酯的耐静水压性能，科研人员投入了一定的实验研究。如 田涛等采用自乳化法合成了织物用水性聚氨酯，当R值为1.4时乳液性能稳定，耐静水压值 达6kPa。公开号为CN102418274A的专利公布了一种高耐静水压阴离子水性聚氨酯织物涂层 剂的制备方法，该聚氨酯织物涂层剂是在乳化剂十二烷基苯磺酸钠的作用下采用外乳化法 制备而成。该种方法需外加乳化剂易导致水性聚氨酯织物涂层剂贮存不稳定，影响其应用 性能(如手感、力学性能等）；且因为该聚氨酯织物涂层剂为线性结构，其耐静水压性的持久 保持也存在较大问题。李海北等人公布的高耐静水压阴离子型水性聚氨酯织物涂层剂研 究，虽然采用了内交联技术制备得到了具有高耐静水压阴离子型水性聚氨酯织物涂层剂， 耐静水压最高为21.6kPa。 近年来，阻燃水性聚氨酯因其可以显著提高织物的阻燃性能，也越来越多地应用 于织物涂层中。专利申请号为200810172239.1的专利，采用有机磷多元醇和有机硅多元醇 混合物制备反应型阻燃水性聚氨酯。专利申请号为200810204199.4的专利，采用水性聚氨 酯分散液与含磷含氮的阻燃剂以复配的方式制备出阻燃涂层剂以复配的方式制备出阻燃 涂层剂涂覆在涤纟仑织物上达到阻燃效果。Funda Celebi等人首先通过合成二胺类有机磷无 卤阻燃剂(BPPO)，然后通过氨基与异氰酸酯基反应制备出本质阻燃的后扩链阻燃水性聚氨 酯。 申请号为201510586967.7的专利通过引入大分子交联剂以及阻燃剂制备了一种 高耐静水压阻燃水性聚氨酯织物涂层剂。其涂覆于涤纶织物上时，可通过GB/T5455-1997纺 织品燃烧性能试验垂直法中的Bl级，同时具有一定的耐静水压效果，耐静水压值在10~ 23kPa范围内，具备了良好的阻燃和耐静水压双重作用效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种后扩链阻燃高耐静水压水性聚氨酯织物涂层剂，使水性 聚氨酯同时具备耐静水压和阻燃两种功能，研究水性聚氨酯的功能化改性，以满足纺织品 的发展和人们日益增长的生活需要。 本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的。 一种后扩链阻燃高耐静水压水性聚氨酯织物涂层剂，具体的制备步骤如下： 步骤一、将聚醚二元醇或聚酯二元醇与聚醚三元醇在100~120°c脱水;所述的聚 醚二元醇(或聚酯二元醇)与聚醚三元醇的质量比为4:1~9:1; 步骤二、降温至50~90°C，在氮气的保护下，加入溶剂稀释，稀释后加入芳香族异 氰酸酯;直至羟基反应完全，得到预聚体;所述芳香族异氰酸酯的异氰酸根与羟基的物质的 量比例为1.2~3.0;步骤三、向步骤二所得的预聚体中加入亲油性扩链剂，直至亲油性扩链剂中的羟 基反应完全，得到溶液A;亲油性扩链剂的加入量为体系总质量的1~2% ;所述体系总质量 是指单体聚醚二元醇(或聚酯二元醇）、聚醚三元醇、芳香族异氰酸酯、亲油性扩链剂、亲水 性扩链剂以及三乙胺的质量的总和。 步骤四、向步骤三所得的溶液A中加入亲水性扩链剂，直至亲水性扩链剂中的羟基 反应完全，得到溶液B;亲水性扩链剂的加入量为体系总质量的3~6% ; 步骤五、降至室温，向步骤四所得的溶液B中加入三乙胺中和，反应完全后得到溶 液C; 步骤六、搅拌步骤五所得的溶液C，并加入0~10°C的去离子水乳化，再加入含磷二 胺类阻燃剂进行后扩链反应，反应完全后除去溶剂得到水性聚氨酯乳液;所述含磷二胺类 阻燃剂氨基与溶液C中剩余异氰酸根的物质的量比为0.2~1.0。 步骤一所述聚醚二元醇包括:聚四氢呋喃二醇(PTMG)、聚丙二醇(PPG)或二者的混 合物;所述聚酯二元醇包括:聚己内酯二醇(PCL)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)或二者的混 合物； 步骤一所述聚醚三元醇包括N330和N303 步骤二所述溶剂包括:丁酮、丙酮或四氢呋喃； 步骤二所述芳香族异氰酸酯包括:液化MDI、MDI或TDI; 步骤三所述亲油性扩链剂包括:1，4-丁二醇、一缩二乙二醇、TMP或季戊四醇；步骤四所述亲水性扩链剂包括:二羟甲基丙酸或羟基磺酸盐；步骤五中所述三乙胺与亲水性扩链剂的物质的量比例为1:1;步骤六所述加入含磷二胺类阻燃剂的时间为开始乳化1~3min后；步骤六所述含磷二胺类阻燃剂为3，9-二(3-氨基苯基)-2，4，8，10-四氧-3，9-二磷 螺环 ^烷-3，9_ 二氧； 有益效果 与传统的水性聚氨酯织物涂层剂相比，本专利技术提供的一种后扩链阻燃高耐静水压 水性聚氨酯织物涂层剂，当应用于涤纶低弹丝布时，不仅具有高耐静水压的性能(耐静水压 值在20~IOOkPa范围内），还具有一定的阻燃效果(可通过GB/T5455-1997纺织品燃烧性能 试验垂直法中的Bl级）。并且其乳液的贮存稳定性好，胶膜的综合性能优异，织物整理后，涂 层透明、手感好、粘结性好、无毒环保。【具体实施方式】下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术的范围并不受限于该具体实 施方式。 实施例1 取聚醚二元醇PTMG (48g)，聚醚三元醇N330 (12g)于带有四氟搅拌桨的容器中，120 °〇真空脱水Ih，降温至70°C，通氮气，安装冷凝回流管，加入40g的丁酮，待温度稳定，滴加 26.25g液化MDI，控制速度，0.5h左右加完，撤去氮气，升温至85°C，反应2h。加入0.97gl，4-丁二醇(BDO)，反应lh。再加入4.59g二羟甲基丙酸(DMPA)反应2h。降至室温，加入3.46g三乙 胺(TEA)中和30s得到预聚体;将预聚体在2300r/min的转速下搅拌，加入176g温度为0~10 °C的去离子水，Imin后加入7. Ig含磷二胺类阻燃剂，再搅拌19min得到乳液，加入3滴消泡 剂，放置一夜。蒸发除去有机溶剂，水性聚氨酯乳液形成。取乳液40g，质量分数本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种后扩链阻燃高耐静水压水性聚氨酯织物涂层剂，其特征在于：具体的制备步骤如下：步骤一、将聚醚二元醇或聚酯二元醇与聚醚三元醇在100～120℃脱水；所述的聚醚二元醇或聚酯二元醇与聚醚三元醇的质量比为4:1～9:1；步骤二、降温至50～90℃，在氮气的保护下，加入溶剂稀释，稀释后加入芳香族异氰酸酯；直至羟基反应完全，得到预聚体；所述芳香族异氰酸酯的异氰酸根与羟基的物质的量比例为1.2～3.0；步骤三、向步骤二所得的预聚体中加入亲油性扩链剂，直至亲油性扩链剂中的羟基反应完全，得到溶液A；亲油性扩链剂的加入量为体系总质量的1～2％；所述体系总质量是指单体聚醚二元醇或聚酯二元醇、聚醚三元醇、芳香族异氰酸酯、亲油性扩链剂、亲水性扩链剂以及三乙胺的质量的总和；步骤四、向步骤三所得的溶液A中加入亲水性扩链剂，直至亲水性扩链剂中的羟基反应完全，得到溶液B；亲水性扩链剂的加入量为体系总质量的3～6％；步骤五、降至室温，向步骤四所得的溶液B中加入三乙胺中和，反应完全后得到溶液C；步骤六、搅拌步骤五所得的溶液C，并加入0～10℃的去离子水乳化，再加入含磷二胺类阻燃剂进行后扩链反应，反应完全后除去溶剂得到水性聚氨酯乳液；所述含磷二胺类阻燃剂氨基与溶液C中剩余异氰酸根的物质的量比为0.2～1.0。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗运军，柴春鹏，冯静静，吴刚，林嘉伦，葛震，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。