[發明專利]改性的水性聚氨酯乳膠膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201410131323.4
• 申請日: 2014-04-02
• 公開（公告）號: CN103935096A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 吳釗峰;王化;田興友;鄭康;周海峰;葉顯柱;徐飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: B32B27/08
• 分類號: B32B27/08;B32B27/40;B32B27/30;B32B27/18;C08J7/04
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 任崗生

技術領域

本發明涉及一種聚氨酯乳膠膜及制備方法，尤其是一種改性的水性聚氨酯乳膠膜及其制備方法。

背景技術

以水為分散介質的水性聚氨酯（WPU），具有無毒、不燃、環保及節約能源等優點，符合發展涂料工業的“三前提”（資源，能源，無污染）及“四E原則”（經濟Economy，效率Efficiency，生態Ecology，能源Energy）。近年來，基于水性聚氨酯的通用性和環境友好性，作為涂料的水性聚氨酯得到了廣泛的應用。然而，由于其分子結構的限制而使水性聚氨酯涂膜的耐水性能不足。為此，人們做出了各種嘗試和努力，試圖對其進行改性，以提高水性聚氨酯的疏水性能，如在2012年10月發表的“氨基硅油改性水性聚氨酯整理劑的合成及應用”（《西安工程大學學報》第26卷第5期（總117期）第581～584頁）中公開了一種對羊絨針織物進行整理的改性水性聚氨酯乳液。該文中提及的整理劑采用聚四亞甲基醚二醇、異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）、二羥甲基丙酸（DMPA）為原料，先制備成聚氨酯預聚體，再將其與氨基硅油接枝共聚制得氨基硅油改性水性聚氨酯乳液；產物用于對羊絨針織物進行整理，被整理織物的抗起毛起球性得到了明顯的改善，并賦予了被整理織物良好的柔軟性能。但是，無論是產物，還是其合成方法，都存在著不足之處，首先，產物的拒水性提高有限，僅為73.5度，且使用的范圍有限，只能用于羊絨針織物；其次，合成方法不能獲得具有更高拒水性的產物。

發明內容

本發明要解決的技術問題為克服現有技術中的不足之處，提供一種具備較高疏水性能的改性的水性聚氨酯乳膠膜。

本發明要解決的另一個技術問題為提供一種上述改性的水性聚氨酯乳膠膜的制備方法。

為解決本發明的技術問題，所采用的技術方案為：改性的水性聚氨酯乳膠膜包括水性聚氨酯乳膠膜，特別是，

所述水性聚氨酯乳膠膜上覆有厚度為50～80μm的復合層；

所述復合層為聚偏四氟乙烯微米球，或重量比為1：0.8～1.2的聚偏四氟乙烯和聚氨酯的混合物，或重量比為1：18～22的電氣石粉和聚偏四氟乙烯的混合物，或重量比為1:8～12:8～12的電氣石粉、聚偏四氟乙烯和聚氨酯的混合物。

作為改性的水性聚氨酯乳膠膜的進一步改進：

優選地，聚偏四氟乙烯微米球復合層為堆積的聚偏四氟乙烯微米球，其中，聚偏四氟乙烯微米球的球直徑為0.5～3μm，球表面為豎立的聚偏四氟乙烯納米片；這種微、納米級的粗糙表面極適宜形成超疏水表面。

優選地，重量比為1：0.8～1.2的聚偏四氟乙烯和聚氨酯的混合物復合層為聚氨酯帶連接聚偏四氟乙烯顆粒，其中，聚偏四氟乙烯顆粒的粒徑為2～5μm，其表面為豎立的聚偏四氟乙烯納米片，聚氨酯帶的帶長為1～20μm、帶寬為0.1～5μm；這種微米級的粗糙表面極適宜形成超疏水表面。

優選地，重量比為1：18～22的電氣石粉和聚偏四氟乙烯的混合物復合層為堆積的電氣石粉上修飾有聚偏四氟乙烯顆粒，其中，電氣石粉的粒徑為1～20μm，聚偏四氟乙烯顆粒的粒徑為0.5～5μm；這種含有電氣石粉的微米級的粗糙表面除極適宜形成超疏水表面之外，還對人體具有一定的保健功能。

優選地，重量比為1:8～12:8～12的電氣石粉、聚偏四氟乙烯和聚氨酯的混合物復合層為電氣石粉上修飾有聚偏四氟乙烯顆粒，且電氣石粉之間以及電氣石粉與聚偏四氟乙烯顆粒間置有聚氨酯，其中，電氣石粉的粒徑為1～20μm，聚偏四氟乙烯顆粒的粒徑為0.5～5μm；這種含有電氣石粉的微米級的粗糙表面除極適宜形成超疏水表面之外，還對人體具有一定的保健功能。

為解決本發明的另一個技術問題，所采用的另一個技術方案為：上述改性的水性聚氨酯乳膠膜的制備方法包括原位聚合法或物理共混法，特別是實現步驟如下：

步驟1，先將水性聚氨酯乳液澆鑄于基底上，并將其置于40～80℃下干燥成膜，得到水性聚氨酯乳膠膜，再使用原位聚合法或物理共混法將聚偏四氟乙烯，或聚偏四氟乙烯和聚氨酯，或電氣石粉和聚偏四氟乙烯，或電氣石粉、聚偏四氟乙烯和聚氨酯溶解到溶劑中，配制得到固含量為8～12%的噴涂液，其中，溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃中的一種或兩種的混合物；

步驟2，先將固含量為8～12%的噴涂液噴涂至水性聚氨酯乳膠膜上，并于室溫下干燥5～8h，其中，噴涂時的壓力為（2～3）×10⁵Pa，得到中間產物，再將中間產物置于60～80℃下干燥成膜，制得改性的水性聚氨酯乳膠膜。

作為改性的水性聚氨酯乳膠膜的制備方法的進一步改進：