CN101955650A

CN101955650A - 一种高光泽涂层用聚氨酯树脂及其制造方法

Info

Publication number: CN101955650A
Application number: CN2010102924218A
Authority: CN
Inventors: 徐廷勋; 宗昀
Original assignee: JIANGSU DONGBANG TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU DONGBANG TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2011-01-26

Abstract

本发明涉及一种高光泽涂层用聚氨酯树脂，平均分子量为10000～100000g/mol，树脂粘度为40000～80000cps/25℃，固含量为40～70％，由聚醇类化合物，二醇类扩链剂，二异氰酸酯类化合物反应所得。本发明采用氨基硅油和植物油对聚氨酯树脂进行改性，应用所发明的改性树脂涂覆的织物表面滑爽、光泽度高、高温不发粘。

Description

一种高光泽涂层用聚氨酯树脂及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯树脂及其制造方法，尤其涉及一种织物表面高光泽涂层用聚氨酯树脂及其制造方法。

背景技术

聚氨酯树脂的合成通常是由二元或多元异氰酸酯与含两个或多个活泼氢基团化合物通过逐步聚合反应而成。除了生成氨基甲酸酯基团外，还生成脲、缩二脲等基团。聚氨酯化学结构的特征是其大分子主链中含有重复的氨基甲酸酯链段。聚氨酯大分子主链是由玻璃化温度低于室温的柔性链段和玻璃化温度高于室温的刚性链段嵌段而成的，低聚物多元醇构成软链段、二异氰酸酯和小分子扩链成硬链段。

织物涂层用聚氨酯树脂属于树脂型纺织后整理助剂，广泛应用于各类纺织和皮革加工企业，用于染色、印花后的织物，赋于所需的稳定手感和功能，如防水透湿功能、抗静电功能、耐水洗功能等。

现有的织物涂层用聚氨酯树脂在使用后，织物表面光泽度不高，或者手感发硬，不能满足市场需要。按照《GB8686-88织物光泽测试方法》，使用织物光泽仪对应用聚氨酯树脂涂层后整理的织物进行测试，普通织物的正反射光强Gs为5～15％、对比光泽度为5～20，现有高光泽织物的正反射光强Gs为15～25％、对比光泽度为20～30。而且，现有高光泽涂层通常采用干法离型加工工艺，存在生产时间长、加工成本高的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种高光泽涂层用聚氨酯树脂及其制备方法，以克服现有产品应用于织物涂层光泽度低、手感发硬，加工成本高等问题。

本发明提供一种表面高光泽涂层用聚氨酯树脂，平均分子量为40000～100000g/mol，树脂粘度为40000～80000cps/25℃，树脂的固含量为40～70％。其结构式为：

式中，R是二异氰酸酯类化合物中除NCO基之外的部分，R1是聚醇类化合物中除了OH基之外的部分，R2是二醇类扩链剂中除了OH基之外的部分，R3是一边有OH基的化合物中除了OH之外的部分，m和k是1以上的整数。

所述的高光泽涂层用聚氨酯树脂，含有80～120份聚醇类化合物、20～60份二异氰酸酯类化合物、10～20份二醇类扩链剂、10～20份二胺类扩链剂、5～25份助剂、0.1～0.5份有机银催化剂、有机溶剂。

其中：

所述聚醇类化合物是聚酯多二元醇、聚乙二醇、聚己二酸乙二醇的一种或多种组合；

所述二异氰酸酯类化合物是甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、己二异氰酸酯的一种或多种组合；

所述二醇类扩链剂是乙二醇、己二醇、新戊二醇、甲基丙二醇的一种或多种组合；

所述二胺类扩链剂是甲基戊二胺、三甲基己二胺、乙二胺的一种或多种组合；

所述助剂是蓖麻油、亚麻油、氨基硅油、丙烯酸酯的一种或多种组合；

所述有机溶剂是甲苯、丁酮、二甲基甲酰胺的一种或多种组合。

制造上述的高光泽涂层用聚氨酯树脂的方法，包括下列步骤：

1)将聚醇类化合物、二醇类扩链剂、蓖麻油或亚麻油、30～50份有机溶剂加入到反应釜里充分搅拌后，投入50％以上的二异氰酸酯类化合物，在70～90℃下反应1～3小时，其中聚醇类化合物、二醇类扩链剂中总的OH与二异氰酸酯类化合物的NCO当量比为1∶1，聚醇类化合物与二醇类扩链剂的OH基当量比为1∶0.9～1.1；

2)将预先混合均匀的氨基硅油和丙烯酸酯投入反应釜，在80～100℃下反应0.5～1小时；

3)保持反应釜温度为70～90℃，投入有机银催化剂，分批次投入余下的二异氰酸酯类化合物、二胺类扩链剂、30～50份有机溶剂，直到树脂的粘度达到50000～100000cps/25℃、固含量为45～75％时，投入终止剂和流平剂；

4)保持反应釜温度为60～80℃，投入有机溶剂调节树脂粘度至40000～80000cps/25℃，固含量为40～70％。

在所述步骤1)中将10～20份聚醚多元醇投入反应釜中。

所述步骤2)中所投入的氨基硅油为6～10份，丙烯酸酯为4～6份，最佳反应温度为85～90℃。

所述步骤2)中，在反应釜下部间歇性通入干燥氮气鼓泡，氮气压力为0.2～0.3MPa；鼓泡操作的循环周期为8～15分钟，每鼓泡3～5分钟后停5～10分钟。

本发明制造方法中，根据产品的具体功能需要，在所述步骤4)中还可以添加不同助剂，如安定剂、硅油、消光剂、酸化防止剂、改制剂等，获得最终产品。

本发明的有益效果在于：所提供的高光泽涂层用聚氨酯树脂，应用于织物涂层具有与现有产品相比更高的光泽度，手感发软，表面滑爽，高温不发粘。

具体实施方式

以下详细描述本发明的技术方案。

实施例1：

一种高光泽涂层用聚氨酯树脂，含有80份聚己二酸乙二醇，15份聚醚多元醇，45份二苯基甲烷二异氰酸酯，6份乙二醇，10份己二醇，12份甲基戊二胺，0.1份有机银催化剂，100～150份二甲基甲酰胺，20～30份甲苯，6份蓖麻油，8份氨基硅油，6份丙烯酸酯。

1)将聚己二酸乙二醇、聚醚多元醇、乙二醇、己二醇、蓖麻油加入到反应釜里充分搅拌后，投入30份二苯基甲烷二异氰酸酯、45份二甲基甲酰胺，在70～80℃下反应2～3小时，其中聚醇类化合物、二醇类扩链剂中总的OH与二异氰酸酯类化合物的NCO当量比为1∶1，聚醇类化合物与二醇类扩链剂的OH基当量比为1∶0.9～1.1。

2)将预先混合均匀的氨基硅油和丙烯酸酯投入反应釜，在85～90℃下反应0.5～1小时。在反应釜下部间歇性通入干燥氮气鼓泡，氮气压力为0.2～0.3MPa；鼓泡操作的循环周期为8～15分钟，每鼓泡3～5分钟后停5～10分钟。

3)保持反应釜温度为75～85℃，投入有机银催化剂，分批次投入余下的二苯基甲烷二异氰酸酯、甲基戊二胺、40份二甲基甲酰胺，直到树脂的粘度达到80000～100000cps/25℃、固含量为50～70％时，投入终止剂和流平剂；

4)保持反应釜温度为65～75℃，分批次投入10～60份二甲基甲酰胺调节树脂粘度至60000～70000cps/25℃、固含量为40～55％后，加入20～30份甲苯、1～2份无水甲醇、1～2份流平剂，终止反应。

实验研究表明，聚醚多元醇的添加对所制备聚氨酯树脂用于织物涂层的光泽度有显著影响。保持其它组分的配比及制备步骤不变，改变聚醚多元醇的添加量，对织物涂层的光泽度的影响如表1所示。

表1：聚醚多元醇添加量对织物涂层光泽度的影响

添加量	固含量(％)	粘度(cps)	Gs(％)	Gc
					0	50.8	68200	33.9	31.2
10	49.2	65500	42.2	37.5
					15	51.4	63800	46.7	39.1
20	48.5	62600	40.5	38.3
					30	52.3	66400	38.6	38.0
40	49.6	64000	39.1	36.6

实验研究表明，添加氨基硅油和丙烯酸酯对所制备聚氨酯树脂用于织物涂层的光泽度有显著影响。含有硅氧烷基团的聚合物表面张力低于不含硅氧烷基团的聚合物，为达到体系表面能最低，低表面能组分就会逐渐迁移至高表面能组分外部，从而形成硅氧烷链段在乳液胶膜表面富集。硅醇与聚合物内部或表面的活性基团缩合形成立体网络交联结构，化学交联点增加，交联密度相应增加，对涂膜表层的致密度有增强作用，并最终提高涂膜的机械性能，改善聚合物胶膜的耐水性。特别地，将预先混合均匀的氨基硅油和丙烯酸酯投入反应釜后，反应温度也将影响所制备聚氨酯树脂用于织物涂层的光泽度。

保持其它组分的配比及制备步骤不变，改变氨基硅油和丙烯酸酯投入反应釜后的反应温度，对织物涂层的光泽度的影响如表2所示。其中对照组不添加氨基硅油和丙烯酸酯。

表2：反应温度对织物涂层光泽度的影响

实施例2：

一种高光泽涂层用聚氨酯树脂，含有96份聚酯多二元醇(平均分子量2000)，55份甲苯二异氰酸酯，16份乙二醇，12份三甲基己二胺，0.2份有机银催化剂，8份氨基硅油和5份丙烯酸酯，以二甲基甲酰胺作为有机溶剂。

反应釜中投入聚酯多二元醇、30份甲苯二异氰酸酯、乙二醇，45份二甲基甲酰胺，在75～90℃之间反应1小时；将预先混合均匀的氨基硅油和丙烯酸酯投入反应釜，在80～85℃下反应1小时；加0.1份有机银催化剂，维持反应温度75～90℃，分批次投入25份甲苯二异氰酸酯，到树脂的粘度达65000～850000cps、固含量达60～66％后，加40份二甲基甲酰胺，1份无水甲醇，终止反应。

实施例3：

制造高光泽涂层用聚氨酯树脂的方法，包括下列步骤：

反应釜中投入120份聚酯多二元醇，10份聚醚多元醇，35份二苯基甲烷二异氰酸酯，18份新戊二醇，5份亚麻油，30份二甲基甲酰胺，在75～90℃之间反应1小时；将预先混合均匀的6份氨基硅油和4份丙烯酸酯投入反应釜，在80～85℃下反应1小时；加0.17份有机银催化剂，维持反应温度75～90℃，分批次投入46份二苯基甲烷二异氰酸酯，到树脂的粘度达50000～100000cps、固含量达60～68％后，加40份二甲基甲酰胺，38.5份甲苯，5份助剂，1份无水甲醇，终止反应(搅拌1小时)。

应用本发明提供的高光泽涂层用聚氨酯树脂的织物，正反射光强Gs＝42.0％、对比光泽度Gc＝35.5。

本发明制造方法中，根据产品的具体功能需要，还可以添加不同助剂，如安定剂、硅油、消光剂、酸化防止剂、改制剂等，获得最终产品。

织物光泽的测试参照《GB8686-88织物光泽测试方法》，使用YG814型织物光泽仪进行测试。用60o(与法线的夹角)的入射平行光照射在试样上，在60o和-30o分别接收其正反射光和漫反射光，其光强分别为正反射光强Gs和漫反射光强Gd，计算出2个强度的比值称为对比光泽度

使用织物光泽仪对应用聚氨酯树脂涂层后整理的织物进行测试，普通织物的正反射光强Gs为5～15％、对比光泽度为5～20，现有高光泽织物的正反射光强Gs为15～25％、对比光泽度为20～30。应用本发明提供的高光泽涂层用聚氨酯树脂的织物，正反射光强Gs＞40％、对比光泽度Gc＞35，表面光泽度明显高于现有产品。

Claims

1.一种高光泽涂层用聚氨酯树脂，其特征在于：含有80～120份聚醇类化合物、20～60份二异氰酸酯类化合物、10～20份二醇类扩链剂、10～20份二胺类扩链剂、5～25份助剂、0.1～0.5份有机银催化剂、有机溶剂；所述高光泽涂层用聚氨酯树脂的固含量为40～70％，粘度为40000～80000cps/25℃。

2.根据权利要求1所述的高光泽涂层用聚氨酯树脂，其特征在于：所述聚醇类化合物是聚酯多二元醇、聚乙二醇、聚己二酸乙二醇的一种或多种组合；所述二异氰酸酯类化合物是甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、己二异氰酸酯的一种或多种组合；所述二醇类扩链剂是乙二醇、己二醇、新戊二醇、甲基丙二醇的一种或多种组合；所述二胺类扩链剂是甲基戊二胺、三甲基己二胺、乙二胺的一种或多种组合；所述助剂是蓖麻油、亚麻油、氨基硅油、丙烯酸酯的一种或多种组合；所述有机溶剂是甲苯、丁酮、二甲基甲酰胺的一种或多种组合。

3.一种制造如权利要求1所述的高光泽涂层用聚氨酯树脂的方法，其特征在于步骤如下：

4.根据权利要求3所述的高光泽涂层用聚氨酯树脂的制造方法，其特征在于：在所述步骤1)中将10～20份聚醚多元醇投入反应釜中。

5.根据权利要求3所述的高光泽涂层用聚氨酯树脂的制造方法，其特征在于：所述步骤2)中所投入的氨基硅油为6～10份，丙烯酸酯为4～6份，最佳反应温度为85～90℃。

6.根据权利要求3所述的高光泽涂层用聚氨酯树脂的制造方法，其特征在于：所述步骤2)中，在反应釜下部间歇性通入干燥氮气鼓泡，氮气压力为0.2～0.3MPa；鼓泡操作的循环周期为8～15分钟，每鼓泡3～5分钟后停5～10分钟。