專利名稱：耐水洗性透濕防水聚氨酯樹脂及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚氨酯樹脂技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種耐水洗性的透濕防水聚氨酯樹脂，同時(shí)提供的是這種耐水洗性透濕防水聚氨酯樹脂的制造方法。
背景技術(shù)：
目前，用于各種運(yùn)動(dòng)用品、產(chǎn)業(yè)安全用品、軍用品等織物中具有透濕防水保溫性等幾種機(jī)能性的聚氨酯(PU)樹脂很多，但是現(xiàn)有生產(chǎn)的聚氨酯(PU)樹脂雖有透濕度，初期耐水壓好，但是幾次水洗以后耐水壓下降幅度過大，例，常用的透濕防水聚氨酯樹脂水洗以前耐水壓＞10200mm.H2O，水洗3次后，耐水壓＜5000mm.H2O水洗5次后，耐水壓＜2000mm.H2O，從而喪失了原有性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了克服上述不足，提供一種耐水洗性透濕防水聚氨酯樹脂，織物經(jīng)若干次洗滌后，仍具備良好的透濕防水保溫性能，纖維織物的耐水洗性、高耐水壓性、表面耐刮性以及手感柔軟性等都得到提高。具體地說，耐水洗性透濕防水聚氨酯樹脂，其特征在于親水性部分和親油性部分共存，平均分子量為10000-200000g/mol，樹脂粘度為20000-100000cps/25℃，樹脂的固含量為20-60％，其結(jié)構(gòu)式為 式中，R是二異氰酸酯類化合物中除NCO基之外的部分，R1是聚醇類化合物中除了OH基之外的部分，R2是二醇類擴(kuò)鏈劑中除了OH基之外的部分，R3是一邊有OH基的化合物中除了OH基之外的部分，m和k是1以上的整數(shù)。
這種耐水洗性透濕防水聚氨酯樹脂的制造方法是，將聚醇類化合物、二醇類擴(kuò)鏈劑加入到反應(yīng)釜里充分?jǐn)嚢柚笸度肴炕蛞话胍陨系亩惽杷狨ヮ惢衔?，?0-90℃下反應(yīng)1-3小時(shí)(參考反應(yīng)式1)，聚醇類化合物、二醇類擴(kuò)鏈劑中總的OH與二異氰酸酯類的NCO當(dāng)量比為1∶1，聚醇類化合物與二醇類擴(kuò)鏈劑的OH基當(dāng)量比為1∶1-10；保持70-90℃，分批次投入有機(jī)溶劑、余下的二異氰酸酯類化合物(參考反應(yīng)式2)調(diào)節(jié)樹酯粘度達(dá)40000-700000cps，固含量為25-65％時(shí)，投入終止劑(參考反應(yīng)式3)；；投入有機(jī)溶劑調(diào)節(jié)樹酯粘度至20000-100000cps/25℃，固含量為20-60％。
該制造方法中，二異氰酸酯類化合物是2，4-甲苯二異氰酸酯，2，6-甲苯二異氰酸酯，異佛爾酮二異氰酸酯，氫化二苯(基)甲烷氰酸酯，己二異氰酸酯，二甲基烷4，4’-二異氰酸酯的一種或組合。
聚醇類化合物可以是分子量為400~6,000的聚乙二醇，聚醚多元醇，聚四亞甲基二醇，聚酯多二元醇，與聚乙二醇或和聚丙二醇的共聚物，聚碳酸酯二醇的一種或組合。
二醇類擴(kuò)鏈劑是乙二醇，二甘醇，丙二醇，1，4-丁二醇，3-甲基-1，5-戊二醇，新戊二醇，1，6-己二醇，異佛爾酮二胺，三羥甲基丙烷的一種或組合。
作為終止劑的一邊有OH基的化合物可以在甲醇，丁醇，異丁醇，2-乙基己醇，乙二醇丁醚，二甘醇丁醚，丙二醇甲醚，丙二醇乙醚之間選擇使用。
樹脂合成中使用的有機(jī)溶劑是一般是丁酮，二甲基甲酰胺，甲苯，醋酸乙酯，丙酮，異丙醇。
反應(yīng)式1 (式中，R是二異氰酸酯類化合物中除了NCO基之外的部分，R1聚醇類化合物中除了OH基之外的部分，R2二醇類擴(kuò)鏈劑中除了OH基之外的部分，m和k是1以上的整數(shù))反應(yīng)式2
(式中，R是二異氰酸酯類化合物中除了NCO基之外的部分，R1是聚醇類化合物中除了OH基之外的部分，R2是二醇類擴(kuò)鏈劑中除了OH基之外的部分，m和k是1以上的整數(shù))。
反應(yīng)式3 (式中，R是二異氰酸酯類化合物中除了NCO基之外的部分，R1是聚醇類化合物中除了OH基之外的部分，R2是二醇在擴(kuò)鏈劑中除了OH基之外的部分，R3是一邊有OH基的化合物中除了OH基之外的部分，m和k是1以上的整數(shù))。
為了縮短反應(yīng)時(shí)間，本發(fā)明的中還可加入有機(jī)銀催化劑，在不影響反應(yīng)的情況下，催化劑使用量越少越好，若投入量多，反應(yīng)中未使用的催化劑在樹脂中會(huì)降低其耐水解性，故催化劑的加入量不超過聚醇類化合物重量的0.1％。由于二異氰酸酯類化合物種類較多，參與反應(yīng)的速度有快有慢，當(dāng)制造方法中選擇反應(yīng)較快的，在反應(yīng)后段即調(diào)節(jié)樹酯粘度時(shí)加入催化劑，反之，若選擇反應(yīng)較慢的二異氰酸酯類化合物時(shí)，于反應(yīng)前段投入催化劑。
本發(fā)明制造方法中在最后還可添加助劑(如加安定劑，硅油，消光劑，酸化防止劑，改質(zhì)劑等)獲得終產(chǎn)品。
通過本制造方法獲得的聚氨酯(PU)樹脂的平均分子量為10000-200000g/mol，樹脂粘度為20000-100000cps/25℃，樹脂的固含量為20-60％，其耐水洗性強(qiáng)，高耐水壓，手感軟，表面耐刮，參考表一。
表一

*注透濕度測(cè)方法ASTM E96；2000(Procedure BW-Inverted Water Method at 73.4(23℃)&50±2％RH。
耐水壓測(cè)方法AATCC 127-2003；-Hydrostatic Head；Rate of increase of water pressure；60cm/min，temp of distilled water；20 degree C)。
水洗條件AATCC 135-2004；Test No.(1)IIIB；Machine wash at 105 degree F with 4Ibloading，normal cycle，line dry)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1，以重量計(jì)反應(yīng)釜中投入75份聚酯多二元醇(平均分子量4000)，125份聚乙二醇(平均分子量2450)，50份聚四亞甲基二醇(平均分子量2000)，4.9份新戊二醇，攪拌充分混合，再投入12.4份甲苯二異氰酸酯，反應(yīng)釜內(nèi)溫度維持在70-90℃之間反映1-3小時(shí)；維持反應(yīng)溫度，分批次投入104.58份甲苯，146.4份二甲基甲酰胺，17.8份二甲基烷4，4’-二異氰酸酯，到樹脂的粘度達(dá)40000-70000cps，固含量達(dá)45％的基準(zhǔn)之后，加0.8份終止劑甲醇，97.63份二甲基甲酰胺，終止反應(yīng)。
*其制造配方如下表所示；

實(shí)施例2，反應(yīng)釜中投入50份聚酯多二元醇(平均分子量4000)，125份聚乙二醇(平均分子量4000)，75份聚四亞甲基二醇(平均分子量2000)，4.9份新戊二醇，充分?jǐn)嚢杌旌虾笸度?4.3份異佛爾酮二異氰酸酯，反應(yīng)釜內(nèi)溫度維持在70-90℃，反應(yīng)1-3小時(shí)；維持反應(yīng)溫度，分批次投入69.2份甲苯，42.3份二甲基甲酰胺，16.0份二甲基烷4，4’-二異氰酸酯攪拌，到樹脂的粘度為40000-70000cps，固含量達(dá)65％，加入0.3份終止劑2-乙基己醇，42.3份二甲基甲酰胺終止反應(yīng)。
*其制造配方如下表所示；

實(shí)施例3，反應(yīng)釜中投入20份聚酯多二元醇(平均分子量4000)，60份聚乙二醇(平均分子量4000)，20份聚四亞甲基二醇(平均分子量2000)，8.4份新戊二醇，11.7份投乙二醇升溫，充分?jǐn)嚢杌旌稀Ｔ偻度?5份二甲基烷4，4’-二異氰酸酯，反應(yīng)釜內(nèi)溫維持在70-90℃反應(yīng)1-3小時(shí)；維持反應(yīng)溫度，加入0.05份有機(jī)銀催化劑，分批次投入58.5份甲苯，182.25份二甲基甲酰胺，176.4份丁酮，到樹脂粘度為40000-70000cps，固含量達(dá)25％，加0.3份終止劑丙二醇乙醚，58.5份甲苯，182.25份二甲基甲酰胺，15.7份助劑，終止反應(yīng)。
*其制造配方如下表所示；

。
權(quán)利要求
1.耐水洗性透濕防水聚氨酯樹脂，其特征在于親水性部分和親油性部分共存，平均分子量為10000-200000g/mol，樹脂粘度為20000-100000cps/25℃，樹脂的固含量為20-60％，其結(jié)構(gòu)式為 式中，R是二異氰酸酯類化合物中除NCO基之外的部分，R1是聚醇類化合物中除了OH基之外的部分， R2是二醇類擴(kuò)鏈劑中除了OH基之外的部分，R3是一邊有OH基的化合物中除了OH基之外的部分，m和k是1以上的整數(shù)。
2.耐水洗性透濕防水聚氨酯樹脂的制造方法是，其特征在于將聚醇類化合物、二醇類擴(kuò)鏈劑加入到反應(yīng)釜里充分?jǐn)嚢柚笸度肴炕蛞话胍陨系亩惽杷狨ヮ惢衔?，?0-90℃下反應(yīng)1-3小時(shí)，聚醇類化合物、二醇類擴(kuò)鏈劑中總的OH與二異氰酸酯類的NCO當(dāng)量比為1∶1，聚醇類化合物與二醇類擴(kuò)鏈劑的OH基當(dāng)量比為1∶1-10；保持70-90℃，分批次投入有機(jī)溶劑、余下的二異氰酸酯類化合物調(diào)節(jié)樹酯粘度達(dá)40000~700000cps，固含量為25-65％時(shí)，投入終止劑；投入有機(jī)溶劑調(diào)節(jié)樹酯粘度至20000-100000cps/25℃，固含量為20-60％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于二異氰酸酯類化合物是2，4-甲苯二異氰酸酯，2，6-甲苯二異氰酸酯，異佛爾酮二異氰酸酯，氫化二苯(基)甲烷氰酸酯，己二異氰酸酯，二甲基烷4，4’-二異氰酸酯的一種或組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于聚醇類化合物是分子量為400-6,000的聚乙二醇，聚醚多元醇，聚四亞甲基二醇，聚酯多二元醇，與聚乙二醇或和聚丙二醇的共聚物，聚碳酸酯二醇的一種或組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于二醇類擴(kuò)鏈劑是乙二醇，二甘醇，丙二醇，1，4-丁二醇，3-甲基-1，5-戊二醇，新戊二醇，1，6-己二醇，異佛爾酮二胺，三羥甲基丙烷的一種或組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于終止劑是甲醇，丁醇，異丁醇，2-乙基己醇，乙二醇丁醚，二甘醇丁醚，丙二醇甲醚，丙二醇乙醚之間選擇使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于有機(jī)溶劑是丁酮，二甲基甲酰胺，甲苯，醋酸乙酯，丙酮，異丙醇的一種或組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于反應(yīng)中加入有有機(jī)銀催化劑，所述催化劑的加入量不超過聚醇類化合物重量的0.1％。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于反應(yīng)最后添加助劑，所述的助劑是安定劑或硅油或消光劑或酸化防止劑或改質(zhì)劑。
全文摘要
耐水洗性透濕防水聚氨酯樹脂，涉及聚氨酯樹脂技術(shù)領(lǐng)域，親水性部分和親油性部分共存，平均分子量為10000－200000g/mol，樹脂粘度為20000－100000cps/25℃，樹脂的固含量為20－60％，由聚醇類化合物、二醇類擴(kuò)鏈劑、二異氰酸酯類化合物反應(yīng)所得，其耐水洗性強(qiáng)，高耐水壓，手感軟，表面耐刮。
文檔編號(hào)C08G18/76GK101081895SQ20071002508
公開日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2007年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月12日
發(fā)明者徐廷勛 申請(qǐng)人:江蘇東邦化學(xué)有限公司