一种高耐水压高透湿服装用聚氨酯树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开高耐水压高透湿服装用聚氨酯树脂的制备方法，其包括步骤：1)合成预聚物：在反应釜中投入聚酯多元醇、30％的二异氰酸酯、抗氧剂、20％‑30％的有机溶剂，升温，在80～85℃下进行搅拌反应，直到反应液粘度达到10000cps/25℃；2)扩链反应：在反应釜中继续投入扩链剂，三官能度多元醇，剩余的有机溶剂及剩余的二异氰酸酯，控制温度在50～60℃继续反应，直至反应液粘度达到10‑12万cps/25℃，加入链终止剂终止反应，得到所述聚氨酯树脂。本发明专利技术加入的三官能度多元醇中的羟基和体系内的异氰酸酯基团反应形成三维网状结构，可提高聚氨酯产品耐水压性能的同时，对聚氨酯体系透湿度的影响很小甚至还有所提高，从而可制备得到高耐水压高透湿的聚氨酯树脂。

Polyurethane resin for clothing with high water pressure and moisture permeability and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高耐水压高透湿服装用聚氨酯树脂及其制备方法
本专利技术涉及聚氨酯树脂领域，尤其涉及一种高耐水压高透湿服装用聚氨酯树脂及其制备方法，同时还涉及高耐水压高透湿服装用聚氨酯树脂的原料组合物。
技术介绍
迄今为止，聚氨酯合成革较为成熟的造面技术有干法和湿法两种。干法造面包括直接涂层和转移涂层工艺，通过这两种方式所形成的面层均为致密膜，并且为了不露底，涂层的厚度也较厚(大于0.3mm)，这极大地降低了聚氨酯合成革的透气和透湿性，透湿率一般低于700g/(m2*24h)。除此之外，为了增加花色品种，改进涂层的光泽或赋予成革独特的效应或功能，聚氨酯合成革还需进行表面修饰，透湿率再次大幅下降，透湿率一般低于200g/(m2*24h)。合成革湿法造面工艺是继干法之后发展起来的新方法，采用湿法转相技术在基布上形成具有连续孔洞的聚氨酯涂层，所得双层复合物即为合成革贝斯。由于具有大量孔洞，湿法合成革贝斯的透湿率通常达5000g/(m2*24h)。然而，为了增加合成革美感及仿真效果，湿法合成革贝斯也必须经过表面修饰，因此其优异的透气、透视性将随之严重下降，最终合成革的透湿率一般不超过400g/(m2*24h)。为提高聚氨酯合成革涂层的透气、透湿性，以满足消费者对合成革制品穿着舒适性的需求，目前主要有如下方法：亲水性无孔膜。致密性聚合物薄膜的表面及本体完全无孔，其透湿传质遵循“溶解-扩散”机理：即薄膜表面的亲水基团首先以氢键形式“捕获”环境中的水蒸气分子，由于材料中自由体积的存在，加上薄膜两侧水蒸气差的推动，水蒸气分子将沿着密集的分子链间空隙，从水蒸气压高的一面扩散到另一面，最后再吸释放到薄膜的下游侧。这种透湿方式以亲水链段或亲水基团作为传质的“化学阶梯石”，故又称为“亲水性透湿”。由于这种聚合物薄膜中无微孔，因此其防水性能较好，外界的物质甚至连病毒也无法通过，但缺点是透湿速率较低，不能满足某些要求快速透湿传质的应用要求。二、聚氨酯微孔膜。湿法转相利用聚氨酯能溶于二甲基甲酰胺DMF等水溶性有机溶剂而不溶于水的特性，将溶于DMF的聚氨酯溶液涂覆于基材上，并浸没在水中，由于聚氨酯不溶于水，而DMF与水可以互溶，水与聚氨酯内的DMF可以发生双向扩散，即水不断从树脂溶液中萃取出DMF使其进入水相，而水则进入聚氨酯中使其凝固成膜，并同时在薄膜中形成大量互相贯通的指状或者蜂窝状多孔结构，其孔径一般为0.5-2μm，可允许水蒸气分子(平均半径为0.0004μm)通过而对水滴(平均直径100μm)具有阻透作用。该工艺的加工成本不到戈尔特斯(Gore-tex)的一半，而涂层的透湿率则达4000g/(m2*24h)以上，耐静水压可达1960mmH2O。目前，这项技术在合成革湿法贝斯的生产中已得到了工业化应用，所得的多孔涂层与干法致密涂层相比，透气、透湿性有大幅提高，但这种多孔型聚氨酯薄膜的力学强度相对较差，并且由于孔洞较大，其防水性能下降严重。作为防水透湿合成革重要原料的聚氨酯，一直是业内重点开发的对象。一般分成干法工艺和湿法工艺两种。干法工艺主要利用亲水性多醇聚乙二醇PEG为亲水性链段，其捕获水蒸气的能力较强，其次，多醇聚乙二醇的聚氧乙烯基位垒能较低，单键易于旋转，聚合物在旋转的过程中会产生瞬间自由体积空洞，为水汽的透过提供了途径。例如，专利申请号为CN201310281801.5，专利名称为《一种防水透湿革用聚氨酯树脂》的中国专利公开了通过聚碳酸酯二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚乙二醇作为多元醇制备得到芳香族防水透湿聚氨酯树脂。专利申请号为CN201710699429.8，专利名称为《防水透湿合成革用面层聚氨酯树脂及其制备方法》的专利技术专利公开了通过聚四氢呋喃醚二醇、聚乙二醇等制备得到脂肪族聚氨酯多元醇。但通过上述干法工艺制备的此类无孔膜透湿速率较低，透湿度一般在1000g/(m2*24h)以下，不能满足某些要求快速透湿传质的应用要求。另外，通过湿法制备的聚氨酯微孔膜透湿度较高，但耐水压性能一般，和上述干法工艺制备的无孔膜10000mmH2O耐水压值有较大差距。例如，专利申请号为CN200810107274.5，专利名称为《一种防水透气服装革用聚氨酯树脂》的专利公开了通过向防水透湿聚氨酯树脂中引入氯化钾，使得通过该树脂制备的聚氨酯合成革不仅具有亲水高透湿性还具有大量微孔结构，透湿度可达4000g/(m2*24h)，但此体系不含交联结构，耐水压性能相当一般，只有2000mmH2O左右。
技术实现思路
为了克服现有技术不足，本专利技术的目的是提供一种高耐水压高透湿服装用聚氨酯树脂及其制备方法，同时还提供高耐水压高透湿服装用聚氨酯树脂的原料组合物。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种高耐水压高透湿服装用聚氨酯树脂的原料组合物，其包括以下重量份数的组份：所述聚酯多元醇为聚丁二醇己二酸共聚酯二醇或聚二甘醇己二酸共聚醚二醇中的一种或两种的混合；所述三官能度多元醇为聚己内酯三羟基丙烷共聚三醇或三羟甲基丙烷中的一种或两种的混合。所述聚己内酯三羟基丙烷共聚三醇由聚己内酯二醇和三羟甲基丙烷共聚得到。本专利技术通过加入三官能度多元醇作为交联剂，三官能度多元醇中的羟基和体系内的异氰酸酯基团反应形成三维网状结构，可提高聚氨酯产品耐水压性能的同时，对聚氨酯体系透湿度的影响很小甚至还有所所提高，从而解决现有的防水透湿聚氨酯存在的透湿度高但耐水压性不足或者耐水压高而透湿度低的问题。另外，三官能度多元醇交联剂的引入，其对制备的聚氨酯树脂的力学强度、弹性、尺寸稳定性、耐溶剂性等均有所改善。优选的，所述聚酯多元醇的数均分子量为1000～3000，选用分子量为1000～3000的聚酯多醇，使得制备得到的聚氨酯树脂主链的柔软度和力学性能得到很好的平衡。优选的，所述三官能度多元醇交联剂的分子量为550-1000。采用分子量为550-1000的三官能度交联剂，使得反应过程中，三官能度多元醇与异氰酸酯基团的交联强度适度，不会过度交联而造成产品透湿度显著下降。进一步，所述扩链剂为乙二醇EG或1,4-丁二醇BG中的一种或两种的混合。由于乙二醇EG或1,4-丁二醇BG的分子链较短，与其他长链扩链剂相比，由于短链有利于最终制备的合成革表面形成小尺寸的泡孔，因此这两种扩链剂可以相对提高聚氨酯树脂的耐水压性能。进一步，所述的二异氰酸酯为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯中的一种或两种的混合。进一步，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂；优选的，所述抗氧剂为BHT。进一步，所述的溶剂为二甲基甲酰胺DMF。进一步，所述链终止剂为甲醇。本专利技术还提供一种高耐水压高透湿服装用聚氨酯树脂的制备方法，其包括以下步骤：1)合成预聚物：在反应釜中投入聚酯多元醇、30％的二异氰酸酯、抗氧剂、20％-30％的有机溶剂，升温，在80～85℃下进行搅拌反应，直到反应液粘度达到10000cps/25℃；2)扩链反应：在步骤1)的反应釜中继续投入扩链剂，三官能度多元醇，剩余的有机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐水压高透湿服装用聚氨酯树脂的原料组合物，其特征在于：其包括以下重量份数的组份：/n

【技术特征摘要】
1.一种高耐水压高透湿服装用聚氨酯树脂的原料组合物，其特征在于：其包括以下重量份数的组份：



所述聚酯多元醇为聚丁二醇己二酸共聚酯二醇或聚二甘醇己二酸共聚醚二醇中的一种或两种的混合；
所述三官能度多元醇为聚己内酯三羟基丙烷共聚三醇或三羟甲基丙烷中的一种或两种的混合。


2.根据权利要求1所述的高耐水压高透湿服装用聚氨酯树脂的原料组合物，其特征在于：所述聚酯多元醇的分子量为1000～3000。


3.根据权利要求1所述的高耐水压高透湿服装用聚氨酯树脂的原料组合物，其特征在于：所述三官能度多元醇的分子量为550-1000。


4.根据权利要求1所述的高耐水压高透湿服装用聚氨酯树脂的原料组合物，其特征在于：所述扩链剂为乙二醇或1,4-丁二醇中的一种或两种的混合。


5.根据权利要求1所述的高耐水压高透湿服装用聚氨酯树脂的原料组合物，其特征在于：所述的二异氰酸酯为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯的一种或两种的混合。


6.根据权利要求1所述的高耐水压高透湿服装...

【专利技术属性】
技术研发人员：马康，马廷江，蔡伟杰，刘时发，
申请(专利权)人：超然福建新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35