[發明專利]一種超支化聚氨酯改性的水性聚氨酯、制備方法及應用

在審

• 申請號: 201710167849.1
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN106883375A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 柴春鵬;候婧輝;劉加;羅運軍
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C08G18/75
• 分類號: C08G18/75;C08G18/10;C08G18/12;C08G18/32;C08G18/34;C08G18/48;C08G18/66;C08G18/76;C08G18/83;D06M15/568;D06M15/579
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 李愛英,楊志兵

技術領域

本發明涉及一種超支化聚氨酯改性的水性聚氨酯、制備方法及應用，屬于紡織化工技術領域。

背景技術

水性聚氨酯是一種能夠均勻涂布于織物表面的高分子類化合物，可通過粘合作用在織物表面形成一層或多層薄膜，它不僅能改善織物外觀和風格，而且可以使織物功能化，使其具有防水、透濕、阻燃等特殊功能。水性聚氨酯以水為分散劑，具有環境友好、無毒、安全等優點。但是現階段生產的水性聚氨酯的耐靜水壓并不理想，耐靜水壓普遍偏低，防水性不好，難以滿足人們在耐靜水壓方面的要求。

超支化聚合物是一類具有高度支化結構的高分子，由于其含有大量的端基官能團和內部空腔結構，并且具有無纏繞、非結晶性等特點。超支化水性聚氨酯是由枝化基元組成的高度枝化但是結構不規整的水性聚氨酯。采用乙酸酐對超支化水性聚氨酯進行封端，就得到乙酸酐封端的超支化水性聚氨酯。

專利CN105316949A公布的硬段改性后擴鏈阻燃水性聚氨酯涂層劑及其制備方法，該專利中采用含磷二胺擴鏈劑合成了一系列后擴鏈阻燃水性聚氨酯，雖然也采用后擴鏈的方式對水性聚氨酯進行改性，得到了具有良好阻燃和力學性能的水性聚氨酯，其極限氧指數可達到31.1％，拉伸強度可達到29.5MPa。但是，其耐靜水壓能力并不能夠滿足市場使用要求。專利CN105133347A公布的耐靜水壓阻燃水性聚氨酯的制備方法，雖然制備的水性聚氨酯同時具備耐靜水壓和阻燃的性能，但是水性聚氨酯的耐靜水壓不高，僅為10-23kPa。唐本鑫等人發表的一篇文章中(唐本鑫，馮靜靜，葛震等.高耐靜水壓水性聚氨酯的制備與表征[J].涂料技術與文摘.2015，(10)：34-38)，雖然采用聚醚三元醇為交聯劑，制得了具有耐靜水壓性能的水性聚氨酯織物涂層劑，但是制得水性聚氨酯的拉伸強度最高僅為19.13MPa，耐靜水壓僅為34.9kPa。目前，具有較高耐靜水壓和拉伸強度的水性聚氨酯還未見有人報道。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一在于提供一種超支化聚氨酯改性的水性聚氨酯。目的之二在于提供一種超支化聚氨酯改性的水性聚氨酯的制備方法。目的之三在于提供一種超支化聚氨酯改性的水性聚氨酯的應用，該水性聚氨酯可以作為織物涂層使用。

本發明是這樣實現的：

一種超支化聚氨酯改性的水性聚氨酯，所述的水性聚氨酯以各組分質量總和為100％計，各組分及其質量百分比為：后擴鏈改性水性聚氨酯為88-97％，超支化水性聚氨酯3-12％。

所述后擴鏈改性水性聚氨酯以配方中組分總質量為100％計，各組分質量百分比為聚醚二元醇32.04-40.34％，大分子交聯劑6.91-7.15％，親水性擴鏈劑7.84-7.92％，異氰酸酯19.62-20.90％，親油性擴鏈劑1.70-1.73％，堿性成鹽劑5.96-6.03％以及二胺擴鏈劑16.13-25.64％。

優選的，所述親水性擴鏈劑為二羥甲基丙酸(DMPA)或二羥甲基丁酸。

優選的，所述異氰酸酯是芳香族二異氰酸酯化合物，更優選液化二苯基甲烷二異氰酸酯(液化MDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)或甲苯二異氰酸酯(TDI)。

優選的，所述聚醚二元醇為聚四氫呋喃二醇(PTMG)、聚丙二醇(PPG)或聚乙二醇。

優選的，所述大分子交聯劑為三羥基聚醚(N330)。

優選的，所述親油性擴鏈劑為1,4-丁二醇(BDO)、一縮二乙二醇、三羥甲基丙烷或季戊四醇。

所述堿性成鹽劑為可以與羧酸反應的成鹽劑，優選三乙胺、三正丁胺或氨水。

優選的，所述的二胺擴鏈劑為雙氨基苯基氧化磷(BAPO)、雙(氨基苯基)苯基氧化磷(BPPO)、雙(3-氨基苯基)苯基氧化磷(BAPPO)或2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺環-3,9-二氧-3,9-二(3-氨基苯基)(BPPA)。

所述的超支化水性聚氨酯優選乙酸酐封端的超支化水性聚氨酯。

所述乙酸酐封端的超支化水性聚氨酯的制備方法如下：