[發明專利]聚氨酯添加劑及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 200610090159.2
• 申請日: 2006-06-29
• 公開（公告）號: CN101096450A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: 王書超
• 申請（專利權）人: 石家莊市輕工科學技術研究所
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08L1/02;C08K5/053;C09D175/04;C09D7/12
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 孫皓晨

技術領域

本發明涉及添加劑領域，尤其涉及聚氨酯添加劑，尤其是功能型聚氨酯添加劑，及其制備方法和應用。

背景技術

聚氨酯，又稱聚氨基甲酸酯，是由多異氰酸酯和多元醇(或多元羥基化合物)反應形成的高分子化合物的總稱，其主鏈上含有重復的氨基酯基。聚氨酯具有良好的粘性和粘合性，是優良的涂料，例如用作織物、塑料或皮革的防水涂層。

聚氨酯涂層織物一般具備較好的防風、防雨、保暖等功能，且外觀風格柔軟、價格適中，較受消費者歡迎。然而，由于聚氨酯物料本身的結構特點使得其具有很多缺點，例如聚氨酯涂層透濕性能差，由于游離氨酯鍵的存在使得聚氨酯涂層易水解老化，粘連性強。但是，很多使用聚氨酯涂層的防水織物，例如雨衣布、帳蓬布等要求所形成的聚氨酯涂層具有良好的防水性能、透濕性能、抗粘連性能、抑菌性能、防老化性能和消光性能等性能。因此需要對聚氨酯涂料進行改進，使得所形成涂層具有上述優良品質。

文中術語“防水性能”是指聚氨酯涂層的透水能力，以涂層的凈水壓作為其衡量指標。聚氨酯涂層的凈水壓越大，則涂層的防水性能越高，水分不容易透過涂層；反之，若聚氨酯涂層的凈水壓愈小，則涂層的防水性能越低，水分容易透過涂層。

文中術語“透濕性能”是指水蒸汽透過涂層的能力，以涂層的透濕量作為指標。涂層的透濕量越大，則水蒸氣越容易通過涂層，透濕性能越好；反之，若涂層的透濕量越小，則水蒸氣越難通過涂層，透濕性能越差。

防水性能和透濕性能是一對矛盾，一般防水性能好則透濕性能差，透濕性能好則防水性能差。

為了使聚氨酯涂層達到上述所希望的品質，需要向聚氨酯涂料中加入添加劑。到目前為止，已有技術中，添加劑一般是單一性能的，即每種添加劑只能改善某種性質。基本還沒有發現復合性能的添加劑，尤其是能同時提高涂層防水性能和透濕性能的復合添加劑。

為了使聚氨酯涂層具有上述多種良好性質，需要向聚氨酯涂料中添加多種添加劑。例如為了增加透濕性能，可以添加透濕添加劑(透濕劑)，例如亞納米二氧化硅粉末或亞納米二氧化鋯等無機粉末或者纖維素醚，但由于這些無機粉末顆粒與有機材料聚氨酯之間相容性很差，導致涂層膜結構疏散，成膜物質結合不緊密，而且無機粒子會緩慢遷移，因此所得涂層的防水性能非常差；當添加纖維素醚類物質時，但是纖維素醚遇水發生溶脹，導致聚氨酯涂層與織物之間的粘合力差，剝離力降低，從而顯著降低其使用壽命，而且涂層易發霉變質，促進聚氨酯的生物降解。以上兩種方法雖然可以提高聚氨酯涂層的透濕性能，但是涂層的防水性能都非常差。

在這種情況下，通過添加其他添加劑來提高涂層防水性能是很困難的，因為所添加的添加劑與聚氨酯和透濕添加劑之間的相容性會更差，此時可以通過提高聚氨酯本發明的分子鏈長度來提高涂層膜的防水性，但是成本及其昂貴，而且效果也并非十分理想。

當向聚氨酯涂料中加入各種添加劑時，例如透濕劑、防水劑、防老化劑、消光劑等，鑒于各種添加劑在聚氨酯中的分散以及與聚氨酯相互之間的相容性問題，所得涂層膜的品質并不理想，而且加工工序繁復。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多功能聚氨酯涂料添加劑，該添加劑具有優良的分散性能，將其添加到聚氨酯涂料中后，所形成涂層具有優良的性能，如防水性能、透濕性能、防老化性能、防粘連性能、消光性能等。

本發明的另一目的在于提供上述多功能聚氨酯涂料添加劑的制備方法。

本發明的目的還在于提供上述多功能聚氨酯涂料添加劑的應用。

本發明的基本構思如下：將異氰酸根改性的纖維素作為添加劑添加到聚氨酯涂料中，由于異氰酸根改性的纖維素與聚氨酯之間復雜的物理化學作用使得兩者發生復雜的物理化學作用，因此所形成的涂層膜具有良好的防水、透濕、防老化、防粘連和消光等性能。

根據本發明的一個方面，提供了一種多功能聚氨酯涂料添加劑，其中包含由含有異氰酸根的物質所改性的纖維素。

優選地，該添加劑中還含有多元醇。

根據本發明的另一個方面，提供了一種制備上述多功能聚氨酯涂料添加劑的方法，該方法包括：將纖維素用含有異氰酸根的物質進行改性處理，優選還包括向改性所得產物中加入多元醇。

以下對本發明進行詳細描述。

含有異氰酸的物質根改性的纖維素(異氰酸根改性的纖維素)，可以通過纖維素與含有異氰酸根的物質進行反應得到的。