【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种改性聚氨酯分散体，特别是一种用于防水透湿涂层的改性聚氨酯分散体。
技术介绍
1、防水透湿材料，国外一般称之为可呼吸材料，其防水透湿织物指水在一定压力下不浸入织物，但汗液却能以水蒸气形式传导到外界，维持了织物的舒适及干燥，是高层次的功能织物。
2、防水透湿材料按照透湿的方式分类，通常有以下三种类型：孔隙自然扩散机理、微孔透湿机理、亲水基团透湿机理。使用孔隙自然扩散机理最具代表性的材料为高支高密的防水透湿棉织物。当材料中的棉纤维被润湿时，由于棉纤维是亲水性材料，织物会因纤维吸水膨胀而使得材料内部的孔隙变小，材料变得更加紧密，当雨水继续打湿时会使得材料具有防水透湿的效果。材料微孔扩散透湿机理的设计，即为利用由各种加工方法制备所得纤维膜，微孔的直径和水蒸汽与水滴直径之间的巨大差异，一般工艺制备的膜材料孔径基本在0.2-5.0μm之间，普通雨或融化的雪水，其直径大小为100μm左右，但水蒸汽的分子直径通常在0.0003-0.0004μm之间。因此，其原理主要是利用材料与环境之间的湿度压差，这种压差会使得较小分子的水蒸气或者汗液通过材料的微孔到达外界环境，相反水滴由于分子直径太大(尤其当微孔非常小时)，即使水滴具有一定的压力时也难以进入微孔从而达到防水透湿的目的。高分子间“孔”和亲水基团透湿机理和材料的内部结构没有关系，也即是利用“吸附-扩散-解吸附”这个方式来传递材料内部散发的水蒸汽，即膜材料含有的亲水官能团遇水时，和水汽分子之间产生分子间作用力(氢键的作用)，这种力会使得水汽沿着膜材料的分子链间隙传递，从而
3、其中随着水性聚氨酯技术的发展，亲水基团渗透技术在防水透湿领域开展了越来越多的研究。专利cn114437307a水性聚氨酯分散体、涂料组合物及其应用，通过引入侧链含有聚环氧乙烷基的二元醇来达到增强透湿性能，但该基团在提升透湿性的同时导致耐水洗性能下降。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本专利技术提供一种改性水性聚氨酯分散体组合物，由其所制得的防水透视涂层具有优异的透湿性、防水性和耐水洗性。
2、本专利技术创新性的制备改性水性聚氨酯组合物形成核壳结构，比单纯聚氨酯乳液与聚丙烯酸酯乳液共混有利于两者分子链间的缠绕，提高聚合稳定性，优势互补；引入磷酸酯单体，其强亲水性可作为水汽透过通道，增强涂层的透湿性。
3、为实现以上目的，本专利技术采用如下技术方案：
4、一种改性聚氨酯分散体，其包含以下重量百分比的原料制备：
5、1)多异氰酸酯，用量为异氰酸酯预聚物质量的30-45wt％；
6、2)大分子多元醇，用量为异氰酸酯预聚物质量的47-59wt％；
7、3)三羟基苯甲酸，用量为异氰酸酯预聚物质量的1-4wt％；
8、4)亲水扩链剂，用量为异氰酸酯预聚物质量的3-8wt％；
9、5)多元胺扩链剂，用量为异氰酸酯预聚物质量的4-8wt％；
10、6)改性单体，用量为异氰酸酯预聚物质量的95-101％，改性单体包括含有双键的硬单体、含有双键的软单体、磷酸酯单体；其中含有双键的硬单体的用量为改性单体质量的19-35wt％；含有双键的软单体的用量为改性单体质量的50-70wt％；磷酸酯单体的用量为改性单体质量的10-20wt％；
11、7)引发剂，用量为所述改性单体总质量的0.05-0.3％，优选为0.1-0.2％；
12、本专利技术中，所述异氰酸酯预聚物质量是指多异氰酸酯、大分子多元醇、三羟基苯甲酸、亲水扩链剂的质量之和。
13、本专利技术中，多异氰酸酯选自脂肪族二异氰酸酯，包括但不限于hdi、ipdi、hmdi、tmxdi其中的一种或几种的组合；
14、本专利技术中，大分子多元醇的分子量是1000-2000，选自聚醚多元醇其中的一种或几种的组合，如ptmg、ppg等。
15、本专利技术中，三羟基苯甲酸选自没食子酸和间苯三酚羧酸其中的一种或几种的组合。
16、本专利技术中，亲水扩链剂选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、氨基酸、氨基磺酸盐等中的一种或多种，优选二羟甲基丁酸。
17、本专利技术中，多元胺扩链剂为至少含有两个活泼氢的有机或无机伯胺或仲胺官能的化合物，包括乙二胺、异佛尔酮二胺、己二胺、二乙烯三胺、苯二胺、甲苯二胺、二环己基甲烷二胺等及混合物，优选异佛尔酮二胺。
18、本专利技术中，含有双键的硬单体选自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和α-甲基苯乙烯中的一种或多种；优选选自甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯中的一种或多种。
19、本专利技术中，含有双键的软单体选自丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-乙基庚酯、丙烯酸异辛酯、乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯中的一种或多种，优选选自丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯和丙烯酸异辛酯中的一种或多种。
20、本专利技术中，磷酸酯单体选自hemap、pam-100、pam-200其中的一种或几种的组合。
21、本专利技术中，引发剂引发体系为氧化还原体系；
22、优选的，所述氧化剂包括过硫酸氨、过硫酸钠、过硫酸钾过氧化二叔丁基、过氧化氢、异丙苯过氧化氢和叔丁基过氧化氢中的一种或多种，进一步优选叔丁基过氧化氢；
23、优选的，所述还原剂包括硫酸亚铁、硝酸银、硫醇、氯化亚铁、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和异抗坏血酸中的一种或多种，进一步优选焦亚硫酸钠。
24、本专利技术中，所述改性聚氨酯分散体合成方法如下：
25、a.在多功能反应釜中，按配方的重量份加入多异氰酸酯、大分子多元醇、三羟基苯甲酸、亲水扩链剂、催化剂、丙酮并混合均匀，在50-80℃下反应直至理论nco值，得到预聚物；
26、b.将体系降温至50-60℃，加入丙酮、一部分改性单体(优选改性单体总量的50-70％，优选2/3左右)并搅拌混合2-10min，并继续降温至30～35℃；
27、c.将降温后的体系中加入去离子水，在高速剪切条件下进行分散处理；
28、d.分散结束后将多元胺扩链剂缓慢加入体系中，得到改性水性聚氨酯分散体乳液；
29、e.向改性水性聚氨酯分散体乳液加入另一部分改性单体进行溶胀，加入引发剂进行自由基聚合，聚合完毕除去其中的丙酮，得50-55％固含，粒径120-150nm蓝光明显的改性聚氨酯分散体。
30、本专利技术中，按上述方法制备的改性水性聚氨酯分散体可以用于对透湿性、防水性和耐水洗性要求较高的服装、帐篷等涂层领域。
31、本专利技术的积极效果主要体现在以下几个方面：
32、制备改性水性聚氨酯分散体形成核壳结构比单纯聚氨酯乳液与聚丙烯酸酯乳液共混有利于两者分子链间的缠绕，提高聚合稳定性，优势互补；在聚氨酯链段上引入三羟基苯甲酸，在丙烯酸酯链段上引入磷酸酯单体，磷酸酯基团与三羟基苯甲酸的强极性可极大提升改性聚氨酯树脂的耐水洗性能等。
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1.一种改性聚氨酯分散体，其包含以下重量百分比的原料制备：
2.根据权利要求1所述的分散体，其中，改性单体包括含有双键的硬单体、含有双键的软单体、磷酸酯单体；其中含有双键的硬单体的用量为改性单体质量的19-35wt％；含有双键的软单体的用量为改性单体质量的50-70wt％；磷酸酯单体的用量为改性单体质量的10-20wt％。
3.根据权利要求2所述的分散体，其中，含有双键的硬单体选自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和α-甲基苯乙烯中的一种或多种；
4.根据权利要求1-3任一项所述的分散体，其中，多异氰酸酯选自脂肪族二异氰酸酯，优选HDI、IPDI、HMDI、TMXDI中的一种或多种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的分散体，其中，大分子多元醇的分子量是1000-2000，选自聚醚多元醇其中的一种或多种，如PTMG、PPG。
6.根据权利要求1-5任一项所述的分散体，其中，三羟基苯甲酸选自没食子酸和/或间苯三酚羧酸。
7.根据权利要求1-6任一项所述的分散体，其中，亲水扩链剂选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、氨基酸、氨基磺
8.根据权利要求1-7任一项所述的分散体，其中，多元胺扩链剂为至少含有两个活泼氢的有机或无机伯胺或仲胺官能的化合物，优选包括乙二胺、异佛尔酮二胺、己二胺、二乙烯三胺、苯二胺、甲苯二胺、二环己基甲烷二胺中的一种或多种。
9.根据权利要求1-8任一项所述的分散体，其中，引发剂引发体系为氧化还原体系；
10.根据权利要求1-9任一项所述的分散体的制备方法，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种改性聚氨酯分散体，其包含以下重量百分比的原料制备：
2.根据权利要求1所述的分散体，其中，改性单体包括含有双键的硬单体、含有双键的软单体、磷酸酯单体；其中含有双键的硬单体的用量为改性单体质量的19-35wt％；含有双键的软单体的用量为改性单体质量的50-70wt％；磷酸酯单体的用量为改性单体质量的10-20wt％。
3.根据权利要求2所述的分散体，其中，含有双键的硬单体选自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和α-甲基苯乙烯中的一种或多种；
4.根据权利要求1-3任一项所述的分散体，其中，多异氰酸酯选自脂肪族二异氰酸酯，优选hdi、ipdi、hmdi、tmxdi中的一种或多种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的分散体，其中，大分子多元醇的分子量是1000...
【专利技术属性】
技术研发人员：于丽，郝宝祥，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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