CN107805316B - 一种聚氨酯涂层材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯涂层材料及其制备方法。其包括下述步骤：①将含有羟甲基纤维素和聚氨酯的混合溶液混合反应后，得聚氨酯溶液；羟甲基纤维素的含量为3～15％，聚氨酯溶液的固含量为18～35％；②将聚氨酯溶液制膜得聚氨酯膜；③将凝固液置于聚氨酯膜的上方，静置，经洗涤、烘干后即得。本发明的制备方法简便、成本较低，环境友好；所得聚氨酯涂层材料拉伸强度为3～6MPa，透湿性为900～1200g/(m2·24h)，孔隙率为4.9～15％，柔软度4～8mm，具有高通气、透湿性，手感柔软，基本不影响聚氨酯涂层材料的整体强度，可生物降解，既可应用于浸渍无纺布中充当主体材料，又可应用于汽车内饰及家居装饰。

Description

一种聚氨酯涂层材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯涂层材料及其制备方法。
背景技术
1937年，Otto Bayer证明了聚异氰酸酯与多元醇混合后可发生加成反应，制得聚氨酯材料。聚氨酯材料最初常用于泡沫或弹性体中，直到约1960年聚氨酯材料才被应用于涂层材料领域，此后，聚氨酯涂层材料在家居装饰、汽车及工程桥梁等领域中占有优越的地位。80年代始，柔性手感的聚氨酯涂层材料开始应用于汽车内饰及家居装饰，其不仅能够提供奢华的质感，而且具有耐溶剂性、耐摩擦性、粘合性和防起雾性等优异性能，大有取代天然真皮装饰的趋势。但是，该种聚氨酯涂层材料在通气、透湿性能或手感等方面还远不如真皮。
中国专利文献CN1075321A公开了一种反应型木粉聚氨酯泡沫材料合成工艺，为了增加聚氨酯涂层材料的通气、透湿性能，降低成本，其以木粉与聚醚多元醇原料，在Lewis酸的催化下，反应生成木粉聚醚多元醇后，再与多异氰酸酯反应制得反应型木粉聚氨酯。但是该合成工艺繁琐，制得的反应型木粉聚氨酯手感较硬，只能作为木粉聚氨酯硬质泡沫材料。该问题亟待解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术中的聚氨酯涂层材料在透气性、透湿性能等方面不足的缺陷，提供了一种聚氨酯涂层材料及其制备方法。本发明的聚氨酯涂层材料不仅通气性、透湿性能优良，而且其手感具有弹性，更加丰满。本发明的制备方法简便、成本较低，环境友好；所得聚氨酯涂层材料拉伸强度为3～6MPa，透湿性为900～1200g/(m2·24h)，孔隙率为4.9～15％，柔软度4～8mm，具有高通气、透湿性，手感柔软，基本不影响聚氨酯涂层材料的整体强度，可生物降解，既可应用于浸渍无纺布中充当主体材料，又可应用于汽车内饰及家居装饰。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
本发明提供了一种聚氨酯涂层材料的制备方法，其包括下述步骤：
(1)将含有羟甲基纤维素和聚氨酯的混合溶液混合反应后，得聚氨酯溶液；
其中，所述羟甲基纤维素的含量为3～15％，上述百分比为羟甲基纤维素占聚氨酯总量的质量百分比；所述聚氨酯溶液的粘度为1～100mPa·s；所述聚氨酯溶液的固含量为18～35％；
(2)将步骤(1)所得的聚氨酯溶液制膜得聚氨酯膜；
(3)将凝固液置于步骤(2)所述聚氨酯膜的上方，静置，经洗涤、烘干后即得所述聚氨酯涂层材料。
步骤(1)中，所述羟甲基纤维素属于阴离子型纤维素醚类，是由羟甲基取代基的纤维素衍生物，用碱处理纤维素形成碱纤维素，再与一氯乙酸醚化反应制得。羟甲基纤维素在本发明的聚氨酯湿法成膜时，部分羟甲基纤维素作为致孔剂可部分溶解于水中，改善聚氨酯涂层材料的微孔分布，大部分的可羟甲基纤维素可作为具有吸水作用的填充剂保留在聚氨酯涂层材料中。通过改变聚氨酯涂层材料的微孔分布以及本身的吸水作用，极大地增加了聚氨酯涂层材料的通气、透视性能以及手感。
步骤(1)中，所述羟甲基纤维素在使用前，较佳地先进行干燥。所述的干燥的操作和条件可按本领域常规的操作和条件进行，较佳地为在115～125℃烘箱内干燥1.5～2.5h，更佳地为在120℃的烘箱内干燥2h。所述干燥后的羟甲基纤维素的性能指标可为本领域常规，较佳地粘度为10～800mPa·s，pH值为7.0～9.5，取代度(醚化度)为0.70～1.00，更佳地为粘度为97mPa·s，pH值为8.5，取代度(醚化度)为0.81～0.91。
步骤(1)中，所述羟甲基纤维素的含量较佳地为3.6～15％，更佳地为7.6～15％。
步骤(1)中，所述聚氨酯的种类可为本领域常规的聚氨酯，一般为聚氨酯湿法树脂，较佳地为聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯和聚碳酸酯型聚氨酯中的一种或多种。所述聚酯型聚氨酯可为本领域常规的聚酯型聚氨酯，较佳地为聚酯型聚氨酯MP-285。所述聚醚型聚氨酯可为本领域常规的聚醚型聚氨酯，较佳地为聚醚型聚氨酯MP-65T。所述聚碳酸酯型聚氨酯可为本领域常规的聚碳酸酯型聚氨酯，较佳地为聚碳酸酯型聚氨酯MP-30R。所述聚酯型聚氨酯MP-285、所述聚醚型聚氨酯MP-65T和所述聚碳酸酯型聚氨酯MP-30R均购于烟台华大化学工业有限公司。
步骤(1)中，所述混合溶液的制备方法可为本领域常规，较佳地包括下述步骤：将所述羟甲基纤维素和所述聚氨酯分散于溶剂中，搅拌均匀后，经超声分散即得。
其中，所述搅拌的操作和条件可为本领域常规，一般用磁力搅拌器进行搅拌20min。所述超声分散的参数和条件可为本领域常规，一般在超声波清洗器中进行。所述超声分散的条件较佳地为在20℃下超声分散10min。所述溶剂可为本领域常规，一般为能够溶解所述羟甲基纤维素和所述聚氨酯的溶剂即可，较佳地为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和/或丁酮，更佳地为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丁酮以质量比10:1～1:10混合所得的混合溶剂，最佳地为N,N-二甲基甲酰胺和丁酮以质量比1:1混合所得的混合溶剂。
步骤(1)中，所述混合反应的操作和条件可为本领域常规的操作和条件。所述混合反应的温度较佳地为40～100℃，更佳地为80～100℃。所述混合反应的时间较佳地为0.5～3h，更佳地为1h。
本发明中，所述聚氨酯溶液在进行步骤(2)中的制膜工艺前，先真空消泡后，再冷却至55～65℃静置10～30min，更佳地先真空消泡后，再冷却至60℃静置20min后。其中，所述真空消泡的操作和条件可为本领域常规，所述真空消泡的时间较佳地为10min。所述冷却的操作和条件可为本领域常规，一般为自然冷却。所述静置的操作和条件可为本领域常规。
步骤(1)中，所述聚氨酯溶液的粘度较佳地为15～95mPa·s，更佳地为55～95mPa·s。
步骤(1)中，所述聚氨酯溶液的固含量是指混合反应后，所述聚氨酯溶液烘干后，所得固体占所述聚氨酯溶液的质量百分比。所述聚氨酯溶液的固含量较佳地为20～30％，更佳地为25％。
步骤(2)中，所述制膜的操作和条件可为本领域常规，较佳地按下述步骤进行：将所述聚氨酯溶液置于制膜容器中，静置即得。根据本领域常识，为保证所得产品的光滑平整，在制膜过程中，一般将所述聚氨酯溶液均匀、平整的置于制膜容器中。
其中，所述制膜容器可为本领域常规的制膜容器，一般为表面平滑的玻璃板槽。所述静置的操作和条件可为本领域常规的操作和条件，所述静置较佳地为在室温下静置12～18min，更佳地为在室温下静置15min。所述室温可为本领域常规，一般是指20～30℃。
步骤(3)中，所述的凝固液可为本领域常规的凝固液，较佳地为含有N,N-二甲基甲酰胺的水溶液，更佳地为体积分数15～30％的N,N-二甲基甲酰胺水溶液，最佳地为体积分数25％的N,N-二甲基甲酰胺水溶液。本发明的优选实施例中，采用的N,N-二甲基甲酰胺为分析纯，纯度含量不少于99.5％，以H+计的酸度为0.1mmol/100g，水分含量低于1％。
步骤(3)中，所述静置的操作和条件可为本领域常规的操作和条件。所述静置的时间较佳地为7～13min，更佳地为10min。
步骤(3)中，所述洗涤的操作和条件可为本领域常规的操作和条件，较佳地为用75～85℃的水洗涤2.5～3.5h，更佳地为用80℃的水洗涤3h。
步骤(3)中，所述烘干的操作和条件可为本领域常规的操作和条件，较佳地为在100～110℃的烘箱中烘2～4h，更佳地为在105℃的烘箱中烘3～4h。
本发明还提供了一种由上述制备方法制得的聚氨酯涂层材料。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
本发明的制备方法简便、成本较低，环境友好；所得聚氨酯涂层材料拉伸强度为3～6MPa，透湿性为900～1200g/(m2·24h)，孔隙率为4.9～15％，柔软度4～8mm，具有高通气、透湿性，手感柔软，基本不影响聚氨酯涂层材料的整体强度，可生物降解，既可应用于浸渍无纺布中充当主体材料，又可应用于汽车内饰及家居装饰。
附图说明
图1是实施例2制得的聚氨酯涂层材料的扫描电镜图，放大倍数为5000倍。
图2是实施例2制得的聚氨酯涂层材料的扫描电镜图，放大倍数为2w倍。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例和对比例中，聚酯型聚氨酯MP-285、聚醚型聚氨酯MP-65T和聚碳酸酯型聚氨酯MP-30R均购于烟台华大化学工业有限公司；采用的N,N-二甲基甲酰胺为分析纯，纯度含量不少于99.5％，以H+计的酸度为0.1mmol/100g，水分含量低于1％。
实施例1
制备聚氨酯涂层材料：
(1)制备聚氨酯溶液：
致孔剂为羟甲基纤维素，先将致孔剂进行预处理：在120℃烘箱中干燥2h后，粘度为97mPa·s，pH值为8.5，取代度(醚化度)为0.81。
将1.770g(羟甲基纤维素占聚氨酯总量的质量百分比为7.6％)预处理后的羟甲基纤维素置于50mL烧杯中，加入63.409g的DMF和6.350g丁酮(两者质量比为10:1)后搅拌均匀得到混合溶液，向混合溶液中加入0.911g的聚氨酯(产品型号MP-285)，用磁力搅拌器搅拌20min，于超声波清洗器中进行超声分散(温度为20℃、时间10min)，使羟甲基纤维素充分分散，制得包含致孔剂和聚氨酯的混合溶液；
称取22.371g的聚氨酯(产品型号MP-285)加入250mL的圆底烧瓶中，将制得的包含致孔剂和聚氨酯的混合溶液倒入圆底烧瓶中，调整混合液中的聚氨酯固含量为25％，然后将圆底烧瓶置于80℃的油浴中，冷凝回流充分搅拌1h后，真空消泡10min，冷却至60℃后静置20min，制得固含量为25％、粘度为55mPa·s的聚氨酯溶液；
(2)将步骤(2)制得的聚氨酯溶液倾倒至已准备好的洗净的、平面光滑的玻璃板槽中，尽量涂覆均匀，在室温条件下静置15min得聚氨酯膜；
(3)将凝固液(体积分数为30％的N,N-二甲基甲酰胺水溶液)倒入步骤(2)所述聚氨酯膜的上方，静置10min后，经80℃的热水洗涤3h、在105℃的烘箱中烘3h后即得聚氨酯涂层材料。
实施例2
制备聚氨酯涂层材料：
(1)制备聚氨酯溶液：
致孔剂为羟甲基纤维素，先将致孔剂进行预处理：在115℃烘箱中干燥2.5h后，粘度为97mPa·s，pH值为8.5，取代度(醚化度)为0.91。
将1.014g(羟甲基纤维素占聚氨酯总量的质量百分比为3.6％)预处理后的羟甲基纤维素置于50mL烧杯中，加入50.94g的DMF和51.02g丁酮(两者质量比为1:1)后搅拌均匀得到混合溶液，向混合溶液中加入2.170g的聚氨酯(产品为聚醚型聚氨酯MP-65T)，用磁力搅拌器搅拌20min，再于超声波清洗器中进行超声分散(温度为20℃、时间10min)，使羟甲基纤维素充分分散，制得包含致孔剂和聚氨酯的混合溶液；
称取25.538g的聚氨酯(产品为聚醚型聚氨酯MP-65T)加入250mL的圆底烧瓶中，将制得的包含致孔剂和聚氨酯的混合溶液倒入圆底烧瓶中，调整聚氨酯固含量为20％；然后将圆底烧瓶置于80℃的油浴中，冷凝回流充分搅拌1h后，真空消泡10min，冷却至60℃后静置20min，制得固含量为20％、粘度为15mPa·s的聚氨酯溶液；
(2)将步骤(2)制得的聚氨酯溶液倾倒至已准备好的洗净的、平面光滑的玻璃板槽中，尽量涂覆均匀，在室温条件下静置15min得聚氨酯膜；
(3)将凝固液(体积分数为25％的N,N-二甲基甲酰胺水溶液)倒入步骤(2)所述聚氨酯膜的上方，静置10min后，经80℃的热水洗涤3h、在100℃的烘箱中烘4h后即得聚氨酯涂层材料。
图1是实施例2制得的聚氨酯涂层材料的扫描电镜图，放大倍数为5000倍。图2是实施例2制得的聚氨酯涂层材料的扫描电镜图，放大倍数为2w倍。
实施例3
制备聚氨酯涂层材料：
(1)制备聚氨酯溶液：
致孔剂为羟甲基纤维素，先将致孔剂进行预处理：在125℃烘箱中干燥1.5h后，粘度为97mPa·s，pH值为8.5，取代度(醚化度)为0.91。
将3.015g(羟甲基纤维素占聚氨酯总量的质量百分比为15％)预处理后的羟甲基纤维素置于50mL烧杯中，加入42.637g的DMF和4.263g丁酮(两者质量比为1:10)后搅拌均匀得到混合溶液，向混合溶液中加入1.517g的聚氨酯(产品为聚碳酸酯型聚氨酯MP-30R)，用磁力搅拌器搅拌20min，再于超声波清洗器中进行超声分散(温度为20℃、时间10min)，使羟甲基纤维素充分分散，制得包含致孔剂和聚氨酯的混合溶液；
称取18.583g的聚氨酯(产品为聚碳酸酯型聚氨酯MP-30R)加入250mL的圆底烧瓶中，将步骤(1)制得的包含致孔剂和聚氨酯的混合溶液倒入圆底烧瓶中，调整聚氨酯固含量为30％；然后将圆底烧瓶置于80℃的油浴中，冷凝回流充分搅拌1h后，真空消泡10min，冷却至60℃后静置20min，制得固含量为30％、粘度为95mPa·s的聚氨酯溶液；
(2)将步骤(2)制得的聚氨酯溶液倾倒至已准备好的洗净的、平面光滑的玻璃板槽中，尽量涂覆均匀，在室温条件下静置15min得聚氨酯膜；
(3)将凝固液(体积分数为15％的N,N-二甲基甲酰胺水溶液)倒入步骤(2)所述聚氨酯膜的上方，静置10min后，经80℃的热水洗涤3h、在110℃的烘箱中烘2h后即得聚氨酯涂层材料。
实施例4
本实施例除下述条件外，其余操作和工艺均与实施例1相同。
步骤(1)中，混合反应的温度为100℃，混合反应时间为0.5h；在55℃下静置30min；步骤(2)中，室温下静置18分钟；步骤(3)中，静置7min，热水洗涤的条件为85℃、2.5h。
实施例5
本实施例除下述条件外，其余操作和工艺均与实施例1相同。
步骤(1)中，混合反应的温度为40℃，混合反应时间为3h；在65℃下静置10min；步骤(2)中，室温下静置12分钟；步骤(3)中，静置13min，热水洗涤的条件为75℃、3.5h。
对比例1
制备聚氨酯涂层材料：
(1)制备聚氨酯溶液：
致孔剂为羧甲基纤维素，先将致孔剂进行预处理：在120℃烘箱中干燥2h后，将1.770g(质量占比7％)预处理后的羧甲基纤维素置于50mL烧杯中，加入63.409g的DMF和6.350g丁酮(两者质量比为10:1)后搅拌均匀得到混合溶液，向混合溶液中加入0.911g的聚氨酯(产品型号MP-285)，用磁力搅拌器搅拌20min，于超声波清洗器中进行超声分散(温度为20℃、时间10min)，使羧甲基纤维素充分分散，制得包含致孔剂和聚氨酯的混合溶液；
称取22.371g的聚氨酯(产品型号MP-285)加入250mL的圆底烧瓶中，将步骤(1)制得的包含致孔剂和聚氨酯的混合溶液倒入圆底烧瓶中，调整聚氨酯固含量为25％，然后将圆底烧瓶置于80℃的油浴中，冷凝回流充分搅拌1h后，真空消泡10min，冷却至60℃后静置20min，制得固含量为25％、粘度为55mPa·s的聚氨酯溶液；
(2)将步骤(2)制得的聚氨酯溶液倾倒至已准备好的洗净的、平面光滑的玻璃板槽中，尽量涂覆均匀，在室温条件下静置15min得聚氨酯膜；
(3)将凝固液(体积分数为30％的N,N-二甲基甲酰胺水溶液)倒入步骤(2)所述聚氨酯膜的上方，静置10min后，经80℃的热水洗涤3h、在105℃的烘箱中烘干后即得聚氨酯涂层材料。
对比例2
制备聚氨酯涂层材料：
(1)制备聚氨酯溶液：
致孔剂为羟甲基纤维素，先将致孔剂进行预处理：在120℃烘箱中干燥2h后，粘度为97mPa·s，pH值为8.5，取代度(醚化度)为0.81。
将1.770g(羟甲基纤维素占聚氨酯总量的质量百分比为2.8％)预处理后的羟甲基纤维素置于50mL烧杯中，加入30.0g的DMF和6.350g丁酮(两者质量比为10:1)后搅拌均匀得到混合溶液，向混合溶液中加入0.911g的聚氨酯(产品型号MP-285)，用磁力搅拌器搅拌20min，于超声波清洗器中进行超声分散(温度为20℃、时间10min)，使羟甲基纤维素充分分散，制得包含致孔剂和聚氨酯的混合溶液；
称取33.21g的聚氨酯(产品型号MP-285)加入250mL的圆底烧瓶中，将制得的包含致孔剂和聚氨酯的混合溶液倒入圆底烧瓶中，调整混合液中的聚氨酯固含量为25％，然后将圆底烧瓶置于80℃的油浴中，冷凝回流充分搅拌1h后，真空消泡10min，冷却至60℃后静置20min，制得固含量为17％、粘度为55mPa·s的聚氨酯溶液；
(2)将步骤(2)制得的聚氨酯溶液倾倒至已准备好的洗净的、平面光滑的玻璃板槽中，尽量涂覆均匀，在室温条件下静置15min得聚氨酯膜；
(3)将凝固液(体积分数为30％的N,N-二甲基甲酰胺水溶液)倒入步骤(2)所述聚氨酯膜的上方，静置10min后，经80℃的热水洗涤3h、在105℃的烘箱中烘3h后即得聚氨酯涂层材料。
效果实施例1
将实施例1～2制得的聚氨酯涂层材料进行性能测试，结果如表1所示。
其中，拉伸强度的测试方法为：参照GB/T 1040-92，将微孔膜剪成宽1cm，长15cm的样条，在万能试验机上进行拉伸力学性能测试，拉伸间距5.770cm，拉伸速度100mm/min，每组测试3个样品取平均值。
透湿性的测试方法为：参照GB/T 1270.1-2009纺织品、织物透湿性实验方法，采用透湿杯法进行测量。测量气流采用流动气流，试验测试温度为38℃，相对湿度是(90±5)％，干燥剂使用的是氯化钙。透湿率的计算公式为：
Figure BDA0001112453110000101
其中，t1为初试时间，单位h；t2为测试结束时间，单位h；m1为初始时刻透湿杯重量，单位g；m2为测试结束时透湿杯重量，单位g；S为透湿杯口面积，单位m2；d为聚氨酯微孔膜厚度，单位mm。
孔隙率的测试方法为：裁取一定面积的微孔膜，称量后将其浸入水中，24h后取出并用滤纸拭干，再次称重，则孔隙率的计算公式为：
Figure BDA0001112453110000111
其中，m1为干重，单位g；m2为24h后的重量，单位g；S为微孔膜的面积，单位cm2；D为微孔膜的厚度，单位cm；ρ为浸入液体的密度(本发明采用去离子水)，单位g/cm2。
柔软度的测试方法为：参考ISO17325:2002，将质量一定的圆柱形杆以一定压力和速度压到固定于安全夹上的聚氨酯膜面上，聚氨酯膜的延伸度被记录为膜的柔软度。
表1
Figure BDA0001112453110000112
实施例1～5采用羟甲基纤维素作为聚氨酯湿法成膜时的填充剂和致孔剂，制备方法简便、成本较低，环境友好，制得的聚氨酯涂层材料中，具有高通气透湿性，手感柔软，基本不影响合涂膜的整体强度，可生物降解，可生物降解，既可应用于浸渍无纺布中充当主体材料，又可应用于汽车内饰及家居装饰。

Claims (16)

1.一种聚氨酯涂层材料的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤：
(1)将含有羟甲基纤维素和聚氨酯的混合溶液混合反应后，得聚氨酯溶液； 其中，所述羟甲基纤维素的含量为3～15％，上述百分比为羟甲基纤维素占聚氨酯总量的质量百分比；所述聚氨酯溶液的粘度为1～100mPa·s；所述聚氨酯溶液的固含量为18～35％；
(2)将步骤(1)所得的聚氨酯溶液制膜得聚氨酯膜；
(3)将凝固液置于步骤(2)所述聚氨酯膜的上方，静置，经洗涤、烘干后即得所述聚氨酯涂层材料；
其中，步骤(1)中，所述羟甲基纤维素在使用前先进行干燥，且干燥后的羟甲基纤维素的性能指标为：粘度为10～800mPa·s，pH值为7.0～9.5，取代度为0.70～1.00；
其中，步骤(1)中，所述聚氨酯的种类为聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯和聚碳酸酯型聚氨酯中的一种或多种；
其中，步骤(1)中，所述混合溶液的制备方法包括下述步骤：将所述羟甲基纤维素和所述聚氨酯分散于溶剂中，搅拌均匀后，经超声分散即得；所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和/或丁酮；
其中，所述羟甲基纤维素属于阴离子型纤维素醚类，是由羟甲基取代基的纤维素衍生物，用碱处理纤维素形成碱纤维素，再与一氯乙酸醚化反应制得。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的条件为在115～125℃烘箱内干燥1.5～2.5h；所述干燥后的羟甲基纤维素的性能指标为：粘度为97mPa·s，pH值为8.5，取代度为0.81～0.91； 和/或，步骤(1)中，所述羟甲基纤维素的含量为3.6～15％。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的条件为在120℃的烘箱内干燥2h；
和/或，步骤(1)中，所述羟甲基纤维素的含量为7.6～15％。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于， 所述聚酯型聚氨酯为聚酯型聚氨酯MP-285；所述聚醚型聚氨酯为聚醚型聚氨酯MP-65T；所述聚碳酸酯型聚氨酯为聚碳酸酯型聚氨酯MP-30R。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于， 所述超声分散的条件为在20℃下超声分散10min； 所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和丁酮以质量比10:1～1:10混合所得的混合溶剂。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和丁酮以质量比1:1混合所得的混合溶剂。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合反应的温度为40～100℃；所述混合反应的时间为0.5～3h； 和/或，所述聚氨酯溶液在进行步骤(2)中的制膜工艺前，先真空消泡后，再冷却至55～65℃静置10～30min；其中，所述真空消泡的时间为10min。
8. 如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合反应的温度为80～100℃；所述混合反应的时间为1h； 和/或，所述聚氨酯溶液在进行步骤(2)中的制膜工艺前，先真空消泡后，再冷却至60℃静置20min。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚氨酯溶液的粘度为15～95mPa·s； 和/或，步骤(1)中，所述聚氨酯溶液的固含量为20～30％。
10. 如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚氨酯溶液的粘度为55～95mPa·s； 和/或，步骤(1)中，所述聚氨酯溶液的固含量为25％。
11.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述制膜的操作按下述步骤进行：将所述聚氨酯溶液置于制膜容器中，静置即得； 其中，所述静置为在室温下静置12～18min。
12.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述静置为在室温下静置15min。
13.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述凝固液为含有N,N-二甲基甲酰胺的水溶液； 步骤(3)中，所述静置的时间为7～13min； 步骤(3)中，所述洗涤的条件为用75～85℃的水洗涤2.5～3.5h； 和/或，步骤(3)中，所述烘干的条件为在100～110℃的烘箱中烘2～4h。
14.如权利要求13所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述凝固液为体积分数15～30％的N,N-二甲基甲酰胺水溶液； 步骤(3)中，所述静置的时间为10min； 步骤(3)中，所述洗涤的条件为用80℃的水洗涤3h； 和/或，步骤(3)中，所述烘干的条件为在105℃的烘箱中烘3～4h。
15.如权利要求14所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述凝固液为体积分数25％的N,N-二甲基甲酰胺水溶液。
16.一种如权利要求1～15任一项所述的制备方法制得的聚氨酯涂层材料。
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CN115109509A (zh) * 2022-08-18 2022-09-27 广东合胜实业股份有限公司 一种单组分环保水性聚氨酯防水涂料及其制备和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101481579A (zh) * 2008-12-23 2009-07-15 中国人民解放军总后勤部军需装备研究所 一种防水透湿改性聚氨酯涂层胶及其制备方法
CN103320003A (zh) * 2013-07-12 2013-09-25 东北林业大学 一种木材表面纳米纤维素复合水性聚氨酯漆膜的制备方法
CN104845520A (zh) * 2015-05-27 2015-08-19 湖州华仑助剂科技有限公司 一种聚合型复合树脂涂料
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101481579A (zh) * 2008-12-23 2009-07-15 中国人民解放军总后勤部军需装备研究所 一种防水透湿改性聚氨酯涂层胶及其制备方法
CN103320003A (zh) * 2013-07-12 2013-09-25 东北林业大学 一种木材表面纳米纤维素复合水性聚氨酯漆膜的制备方法
CN104845520A (zh) * 2015-05-27 2015-08-19 湖州华仑助剂科技有限公司 一种聚合型复合树脂涂料
CN105153906A (zh) * 2015-09-07 2015-12-16 济南清纳材料科技有限公司 一种水性聚氨酯功能涂料及其制备方法

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