CN111848911A - 一种防水透湿型聚氨酯及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种防水透湿型聚氨酯，由包括以下质量份数的原料制备得到：聚多元醇110～150份，二异氰酸酯45～60份，含氟二元醇10～15份，含氟一元醇3～8份，有机金属催化剂0.1～0.3份，亲水扩链剂7～10份，中和剂5～8份，后扩链剂3～5份和水500～700份。本发明以聚多元醇和二异氰酸酯为主体，利用含氟二元醇，能够改变材料的界面状态，提高防水透湿性，利用含氟一元醇在链段中起到防水作用，并在有机金属催化剂、亲水扩链剂等助剂的共同作用，进一步提高防水透湿性能。实施例显示，本发明的聚氨酯具有78～88KPa的耐水压，6.8～8.2kg/m2/d的透湿性能，5.7～6.3mm/s的透气性。

Description

一种防水透湿型聚氨酯及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于聚氨酯技术领域，具体涉及一种防水透湿型聚氨酯及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，由聚氯乙烯、氯丁橡胶制成的工作服，具有防水、防液体渗漏等优点，十分受欢迎。但人体自身新陈代谢产生的汗液不能及时排出体外，使人有闷热、潮湿等不适感。因此，研究人员研发了防水透湿型薄膜材料来解决上述问题。
目前，防水透湿型薄膜材料主要有：聚丙烯酸酯类树脂和聚氨酯类树脂等。其中聚氨酯类树脂凭借其优异的耐热、耐寒、成型性以及遮盖性，被广泛应用于皮革涂饰剂、涂料和纺织助剂等服饰行业。聚氨酯类树脂通常有聚氨酯和添加剂组成，例如专利CN104448788A中记载了一种防水透湿型热塑性聚氨酯薄膜，包括按质量百分比组成的下列成分：80％～85％的热塑性聚氨酯、8％～10％的爽滑剂和7％～10％的雾面剂。此专利虽然能够在一定程度上缓解了人体闷热和潮湿的不适感，但是随着生活质量的不断提高，人们对防水透湿型薄膜材料的要求也越来越高，现有的薄膜材料的防水和透湿性能难以满足要求。因此，亟需对聚氨酯类树脂进行改性来提高其防水和透湿性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防水透湿型聚氨酯及其制备方法和应用。本发明提供的聚氨酯具备优异的防水和透湿性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种防水透湿型聚氨酯，由包括以下质量份数的原料制备得到：聚多元醇110～150份，二异氰酸酯45～60份，含氟二元醇10～15份，含氟一元醇3～8份，有机金属催化剂0.1～0.3份，亲水扩链剂7～10份，中和剂5～8份，后扩链剂3～5份和水500～700份。
优选地，由包括以下质量份数的原料制备得到：聚多元醇120～140份，二异氰酸酯50～55份，含氟二元醇12～14份，含氟一元醇4～6份，有机金属催化剂0.2～0.3份，亲水扩链剂8～9份，中和剂6～7份，后扩链剂4～5份和水550～650份。
优选地，所述聚多元醇包括聚醚二元醇或聚酯二元醇。
优选地，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、氢化苯基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。
优选地，所述含氟二元醇为HO(CH2CHO)17(CF2CF2O)m(CF2O)9HO(CH2CHO)17OH，所述m为8、9或10；所述含氟一元醇为CF3(CF2)nCH2OCH2CH2OH，所述n为1、2或3。
优选地，所述有机金属催化剂包括有机银催化剂、有机铋催化剂和有机锌催化剂中的至少一种。
优选地，所述亲水扩链剂包括二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸中的至少一种；所述后扩链剂包括乙二胺的水溶液、羟乙基乙二胺的水溶液和异佛尔酮二胺的水溶液中的一种。
优选地，所述中和剂包括三乙胺和三乙醇胺中的至少一种。
本发明还提供了上述技术方案所述防水透湿型聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
(1)将含氟二元醇和二异氰酸酯混合，进行第一聚合反应，得到第一预聚物；
(2)将所述步骤(1)得到的第一预聚物依次与聚多元醇和有机金属催化剂混合，进行第二聚合反应，得到第二预聚物；
(3)将所述步骤(2)得到的第二预聚物和亲水扩链剂混合，进行第三聚合反应，得到第三预聚物；
(4)将所述步骤(3)得到的第三预聚物和含氟一元醇混合，进行第四聚合反应，得到第四预聚物；
(5)将所述步骤(4)得到的第四预聚物和中和剂混合，进行中和反应，得到含氟聚氨酯预聚体；
(6)将所述步骤(5)得到的含氟聚氨酯预聚体和水混合，进行乳化反应，得到聚氨酯乳液；
(7)将所述步骤(6)得到的聚氨酯乳液和后扩链剂混合，进行扩链反应，得到防水透湿型聚氨酯。
本发明还提供了上述技术方案所述防水透湿型聚氨酯或按照上述技术方案所述制备方法制备的防水透湿型聚氨酯在皮革涂饰剂、涂料和纺织助剂中的应用。
本发明提供了一种防水透湿型聚氨酯，由包括以下质量份数的原料制备得到：聚多元醇110～150份，二异氰酸酯45～60份，含氟二元醇10～15份，含氟一元醇3～8份，有机金属催化剂0.1～0.3份，亲水扩链剂7～10份，中和剂5～8份，后扩链剂3～5份和水500～700份。本发明提供的防水透湿型聚氨酯以聚多元醇和二异氰酸酯为主体，利用功能单体含氟二元醇，能够改变材料的界面状态，提高防水透湿性，利用含氟一元醇在链段中起到防水作用，并在有机金属催化剂、亲水扩链剂等助剂的共同作用，进一步提高聚氨酯的防水透湿性能。实施例的结果显示，本发明提供的防水透湿型聚氨酯具有78～88KPa的耐水压，6.8～8.2kg/m2/d的透湿性能，5.7～6.3mm/s的透气性。
具体实施方式
本发明提供了一种防水透湿型聚氨酯，由包括以下质量份数的原料制备得到：聚多元醇110～150份，二异氰酸酯45～60份，含氟二元醇10～15份，含氟一元醇3～8份，有机金属催化剂0.1～0.3份，亲水扩链剂7～10份，中和剂5～8份，后扩链剂3～5份和水500～700份。
以质量份数计，本发明提供的防水透湿型聚氨酯的原料包括聚多元醇110～150份，进一步优选为120～140份，更优选为130～135份。在本发明中，所述聚多元醇优选包括聚醚二元醇或聚酯二元醇。在本发明中，所述聚醚二元醇优选包括聚乙二醇、聚氧化丙烯二醇和聚四氢呋喃醚二醇中的至少两种。本发明对所述聚乙二醇、聚氧化丙烯二醇和聚四氢呋喃醚二醇中的至少两种的比例关系没有特殊的限定，只要保证含有聚乙二醇、聚氧化丙烯二醇和聚四氢呋喃醚二醇中的至少两种即可。在本发明中，所述聚酯二元醇优选包括聚碳酸酯二元醇、聚己内酯二元醇和聚己二酸丁二醇中的至少一种。本发明对所述聚多元醇的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述聚多元醇为制备聚氨酯的主体，提供聚氨酯的软段结构。
以聚多元醇的质量为110～150份计，本发明提供的防水透湿型聚氨酯的原料包括二异氰酸酯45～60份，更优选为50～55份。在本发明中，所述二异氰酸酯优选包括异佛尔酮二异氰酸酯、氢化苯基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。本发明对所述二异氰酸酯的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述二异氰酸酯为制备聚氨酯的主体，提供聚氨酯的硬段结构。
以聚多元醇的质量为110～150份计，本发明提供的防水透湿型聚氨酯的原料包括含氟二元醇10～15份，更优选为12～14份。在本发明中，所述含氟二元醇优选为HO(CH2CHO)17(CF2CF2O)m(CF2O)9HO(CH2CHO)17OH，所述m优选为8、9或10。本发明对所述含氟二元醇的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述含氟二元醇作为功能单体，能够改变材料的界面状态，进而提高聚氨酯的防水透湿性。
以聚多元醇的质量为110～150份计，本发明提供的防水透湿型聚氨酯的原料包括含氟一元醇3～8份，进一步优选为4～6份，更优选为5～6份。在本发明中，所述含氟一元醇优选为CF3(CF2)nCH2OCH2CH2OH，所述n优选为1、2或3。本发明对所述含氟一元醇的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述含氟一元醇作为封端剂，由于其表面能低，位于聚氨酯的端位，能够很快迁移到聚氨酯表面，形成保护层，提高聚氨酯的表面性能，进而在链段中起到防水作用。
以聚多元醇的质量为110～150份计，本发明提供的防水透湿型聚氨酯的原料包括有机金属催化剂0.1～0.3份，更优选为0.2～0.3份。在本发明中，所述有机金属催化剂优选包括有机银催化剂、有机铋催化剂和有机锌催化剂中的至少一种。本发明对所述有机金属催化剂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述有机金属催化剂能够加速聚氨酯的生成。
以聚多元醇的质量为110～150份计，本发明提供的防水透湿型聚氨酯的原料包括亲水扩链剂7～10份，更优选为8～9份。在本发明中，所述亲水扩链剂优选包括二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸中的至少一种。本发明对所述亲水扩链剂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述亲水扩链剂能在水性聚氨酯大分子主链上引入亲水基团，进而得到水性聚氨酯。
以聚多元醇的质量为110～150份计，本发明提供的防水透湿型聚氨酯的原料包括中和剂5～8份，更优选为6～7份。在本发明中，所述中和剂优选包括三乙胺和三乙醇胺中的至少一种。本发明对所述中和剂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述中和剂能将水性聚氨酯的侧基羧基或叔胺基生成盐，提高水性聚氨酯的稳定性。
以聚多元醇的质量为110～150份计，本发明提供的防水透湿型聚氨酯的原料包括后扩链剂3～5份，更优选为4～5份。在本发明中，所述后扩链剂优选包括乙二胺的水溶液、羟乙基乙二胺的水溶液和异佛尔酮二胺的水溶液中的一种。在本发明中，所述水溶液优选为去离子水。在本发明中，所述后扩链剂中的乙二胺、羟乙基乙二胺或异佛尔酮二胺的浓度优选为0.1～0.3％，更优选为0.15～0.25％。本发明对所述后扩链剂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述后扩链剂能够调节聚氨酯的分子量及软、硬段比例，同时避免后扩链剂中的乙二胺、羟乙基乙二胺或异佛尔酮二胺的浓度过高造成局部反应剧烈，影响产品的性能。
以聚多元醇的质量为110～150份计，本发明提供的防水透湿型聚氨酯的原料包括水500～700份，进一步优选为550～650份，更优选为600～640份。在本发明中，所述水优选为去离子水。本发明对所述水的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述水作为分散介质，能够提高聚氨酯聚合的稳定性。
本发明提供的防水透湿型聚氨酯以聚多元醇和二异氰酸酯为主体，利用功能单体含氟二元醇，能够改变材料的界面状态，提高防水透湿性，利用含氟一元醇在链段中起到防水作用，并在有机金属催化剂、亲水扩链剂等助剂的共同作用，进一步提高聚氨酯的防水透湿性能；且本发明提供的防水透湿型聚氨酯具备优异的机械性能和相容性，未添加有机溶剂，对环境友好。
本发明还提供了上述技术方案所述防水透湿型聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
(1)将含氟二元醇和二异氰酸酯混合，进行第一聚合反应，得到第一预聚物；
(2)将所述步骤(1)得到的第一预聚物依次与聚多元醇和有机金属催化剂混合，进行第二聚合反应，得到第二预聚物；
(3)将所述步骤(2)得到的第二预聚物和亲水扩链剂混合，进行第三聚合反应，得到第三预聚物；
(4)将所述步骤(3)得到的第三预聚物和含氟一元醇混合，进行第四聚合反应，得到第四预聚物；
(5)将所述步骤(4)得到的第四预聚物和中和剂混合，进行中和反应，得到含氟聚氨酯预聚体；
(6)将所述步骤(5)得到的含氟聚氨酯预聚体和水混合，进行乳化反应，得到聚氨酯乳液；
(7)将所述步骤(6)得到的聚氨酯乳液和后扩链剂混合，进行扩链反应，得到防水透湿型聚氨酯。
本发明将含氟二元醇和二异氰酸酯混合，进行第一聚合反应，得到第一预聚物。本发明对所述含氟二元醇和二异氰酸酯混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的制备混合物料的技术方案即可。在本发明中，所述第一聚合反应的温度优选为40～60℃，进一步优选为45～55℃，更优选为50～53℃；所述第一聚合反应的时间优选为2～3h，更优选为2.5～2.8h。在本发明中，先将含氟二元醇和二异氰酸酯混合进行聚合反应，有利于聚氨酯分子中有机氟元素均匀分布，进一步提高聚氨酯的防水透湿性。
得到第一预聚物后，本发明将所述第一预聚物依次与聚多元醇和有机金属催化剂混合，进行第二聚合反应，得到第二预聚物。在本发明中，所述第二聚合反应的温度优选为85～90℃。本发明优选先将第一预聚物与聚多元醇混合进行第二聚合反应，再加入有机金属催化剂继续进行第二聚合反应，得到第二预聚物。本发明对所述第一预聚物与聚多元醇混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的原料混合的技术方案即可。在本发明中，所述第一预聚物与聚多元醇混合后进行第二聚合反应的时间优选为0.5～1h；所述加入有机金属催化剂后继续进行的第二聚合反应的时间优选为1～1.5h。在本发明中，在第二聚合反应一段时间后加入有机金属催化剂能够避免前期聚合反应中原料的浓度过高，发生爆聚，使聚合反应温和进行，并得到分子量分布较窄的聚氨酯。
得到第二预聚物后，本发明将所述第二预聚物和亲水扩链剂混合，进行第三聚合反应，得到第三预聚物。本发明对第二预聚物和亲水扩链剂混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的制备混合物料的技术方案即可。在本发明中，将第二预聚物和亲水扩链剂混合能够在水性聚氨酯的主链上引入亲水基团，进而得到水性聚氨酯。
得到第三预聚物，本发明将所述第三预聚物和含氟一元醇混合，进行第四聚合反应，得到第四预聚物。在本发明中，所述第三预聚物与含氟一元醇混合的时机优选为所述第三聚合反应的反应程度达到75～85％时，更优选为所述第三聚合反应的反应程度达到80～83％时。在本发明中，所述第三聚合反应的反应程度优选采用二正丁胺法测定剩余异氰酸酯量得到。本发明对所述二正丁胺法的具体操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的操作即可。在本发明中，所述第三预聚物与含氟一元醇混合的操作优选将含氟一元醇滴加到第三预聚物中。本发明对所述滴加的速率没有特殊的限定，只要保证不将含氟一元醇一次全部加入即可。在本发明中，所述第四聚合反应的温度优选为60～65℃；所述第四聚合反应的时间优选为2～4h，更优选为2.5～3h。在本发明中，所述含氟一元醇采用滴加的方式加入到第三预聚物中，能够避免一次性加入含氟一元醇导致体系粘度过大，反应不完全。
得到第四预聚物后，本发明将所述第四预聚物和中和剂混合，进行中和反应，得到含氟聚氨酯预聚体。本发明对所述第四预聚物与中和剂混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的制备混合物料的技术方案即可。在本发明中，所述中和反应的温度优选为55～60℃；所述中和反应的时间优选为1～1.5h。在本发明中，所述第四预聚体与中和剂混合能将水性聚氨酯的侧基羧基或叔胺基生成盐，提高水性聚氨酯的稳定性。
得到含氟聚氨酯预聚体后，本发明将所述含氟聚氨酯预聚体和水混合，进行乳化反应，得到聚氨酯乳液。在本发明中，所述含氟聚氨酯预聚体和水的混合优选在搅拌条件下进行。在本发明中，所述搅拌的速率优选为300～500r/min。在本发明中，所述含氟聚氨酯预聚体和水混合的操作优选为将所述含氟聚氨酯预聚体快速加入到水中。本发明对所述快速加入的时间没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的操作即可。在本发明中，所述乳化反应的温度优选为10～20℃，更优选为15～20℃；所述乳化反应的时间优选为0.5～1h，更优选为0.6～0.8h。在本发明中，将所述含氟聚氨酯预聚体和水混合，进行乳化反应，能够使得聚氨酯大分子链上的疏水部分卷曲并聚集在乳胶中心，亲水基团分布在乳胶粒表面并指向外围水相，进一步提高聚氨酯的稳定性。在本发明中，将所述含氟聚氨酯预聚体快速加入到水中，能够避免含氟聚氨酯预聚体残余的NCO和水生产副产物，影响产品性能。
得到的聚氨酯乳液后，本发明将所述聚氨酯乳液和后扩链剂混合，进行扩链反应，得到防水透湿型聚氨酯。在本发明中，所述聚氨酯乳液和后扩链剂的混合优选在搅拌条件下进行。在本发明中，所述搅拌的速率优选为300～500r/min。在本发明中，所述聚氨酯乳液和后扩链剂混合的操作优选为将所述后扩链剂缓慢加入到聚氨酯乳液中。本发明对所述缓慢加入的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的操作即可。在本发明中，所述扩链反应的时间优选为0.5～1h，更优选为0.6～0.8h。在本发明中，将所述后扩链剂缓慢加入到聚氨酯乳液中，进行扩链反应，不仅能够能够调节聚氨酯的分子量及软、硬段比例，还能够避免后扩链剂在聚氨酯乳液中的浓度过高，造成局部反应剧烈，影响产品的性能。
本发明提供的制备方法工艺简单，易于操作，适合工业化生产。
本发明还提供了上述技术方案所述防水透湿型聚氨酯或按照上述技术方案所述制备方法制备的防水透湿型聚氨酯在皮革涂饰剂、涂料和纺织助剂中的应用。本发明对所述防水透湿型聚氨酯在皮革涂饰剂、涂料和纺织助剂中的应用的具体操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的操作即可。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
(1)先将12份含氟二元醇HO(CH2CHO)17(CF2CF2O)8(CF2O)9HO(CH2CHO)17OH投入到反应釜中，然后将55份异佛尔酮二异氰酸酯加入到反应釜中，在40℃条件下控温反应2h，得到第一预聚物；
(2)将135份的聚己内酯二元醇投入到上述反应釜的第一预聚物中，按照20℃/h升温到85℃，反应0.5h，再加入0.2份有机银催化剂，继续反应1.5h，得到第二预聚物；
(3)在第二预聚物中加入8份二羟甲基丙酸，反应一段时间，得到第三预聚物；
(4)用二正丁胺法测定第三聚物中剩余异氰酸酯量，当反应程度达到80％，将第三预聚物按照10℃/h降温到60℃后滴加4份含氟一元醇CF3(CF2)2CH2OCH2CH2OH，反应2h，得到第四预聚物；
(5)控制反应温度在60℃，在第四预聚物中加入6份三乙胺进行中和反应1h，得到含氟聚氨酯预聚体；
(6)在500r/min高速搅拌下，将含氟聚氨酯预聚体快速加入到600份去离子水中，控制反应温度在10℃，乳化0.6h，得到聚氨酯乳液；
(7)在聚氨酯乳液中缓慢加入3份乙二胺的去离子水溶液，在500r/min高速搅拌下分散0.5h，进行扩链反应，制备得到防水透湿型水性聚氨酯。
实施例2
(1)先将12份含氟二元醇HO(CH2CHO)17(CF2CF2O)9(CF2O)9HO(CH2CHO)17OH投入到反应釜中，然后将55份氢化苯基甲烷二异氰酸酯加入到反应釜中，在50℃条件下控温反应3h，得到第一预聚物；
(2)将125份聚碳酸酯二元醇投入到上述反应釜的第一预聚物中，按照20℃/h升温到85℃，反应0.5h，再加入0.3份有机铋催化剂，继续反应1.5h，得到第二预聚物；
(3)在第二预聚物中加入6份二羟甲基丁酸，反应一段时间，得到第三预聚物；
(4)用二正丁胺法测定第三聚物中剩余异氰酸酯量，当反应程度达到83％，将第三预聚物按照10℃/h降温到60℃后滴加5份含氟一元醇CF3(CF2)3CH2OCH2CH2OH，反应2h，得到第四预聚物；
(5)控制反应温度在55℃，在第四预聚物中加入5份三乙胺进行中和反应1h，得到含氟聚氨酯预聚体；
(6)在500r/min高速搅拌下，将含氟聚氨酯预聚体快速加入到550份去离子水中，控制反应温度在10℃，乳化0.6h，得到聚氨酯乳液；
(7)在聚氨酯乳液中缓慢加入4份乙二胺的去离子水溶液，在500r/min高速搅拌下分散0.5h，进行扩链反应，制备得到防水透湿型水性聚氨酯。
实施例3
(1)先将15份含氟二元醇HO(CH2CHO)17(CF2CF2O)9(CF2O)9HO(CH2CHO)17OH投入到反应釜中，然后将60份六亚甲基二异氰酸酯加入到反应釜中，在50℃条件下控温反应3h，得到第一预聚物；
(2)将120份聚己内酯二元醇投入到上述反应釜的第一预聚物中，按照20℃/h升温到85℃，反应0.5h，再加入0.3份有机铋催化剂，继续反应1.5h，得到第二预聚物；
(3)在第二预聚物中加入7份二羟甲基丁酸，反应一段时间，得到第三预聚物；
(4)用二正丁胺法测定第三聚物中剩余异氰酸酯量，当反应程度达到76％，将第三预聚物按照10℃/h降温到60℃后滴加5份含氟一元醇CF3(CF2)3CH2OCH2CH2OH，反应2h，得到第四预聚物；
(5)控制反应温度在60℃，在第四预聚物中加入6份三乙胺进行中和反应1.5h，得到含氟聚氨酯预聚体；
(6)在500r/min高速搅拌下，将含氟聚氨酯预聚体快速加入到600份去离子水中，控制反应温度在15℃，乳化0.6h，得到聚氨酯乳液；
(7)在聚氨酯乳液中缓慢加入2份羟乙基乙二胺的去离子水溶液，在500r/min高速搅拌下分散0.5h，进行扩链反应，制备得到防水透湿型水性聚氨酯。
对实施例1～3制备的防水透湿型水性聚氨酯进行防水性和透湿性的性能检测。
防水性的测试方法：标准大气压下，将皮革涂层面或拒水接触面接触水面，以一定的速率增加水压，直至织物背面渗出三处水珠时，此时的压力即为静水压，也就是指水通过织物时所遇到的阻力。其值的大小表示织物的抗渗水性能，织物能承受的静水压越大，其防水性或抗渗漏性越好。
依据国际标准ISO811-1981和国家标准GB/T4744-1997规定实验室的测试标准，即每个样品随机剪裁3个试样，试样面积为100cm2，耐水压的升压速率设定为6000Pa/min，直至试样反面区域(靠近压环3mm内的水滴不算)出现3个不断增大的水滴时，试样所能承受的静水压值记为其值。
透湿性测试依据GB/T12704-91标准，采用吸湿法YG601型电脑式透湿测试仪进行测试。操作步骤如下：首先将聚氨酯试样放置在装有无水碳酸钙的透湿杯上(透湿杯面积为28.26cm2)。其次将装好的透湿杯放到透湿箱内(箱内温度设定为38℃，湿度为90％)，保持水量、气流速度稳定，0.5h后取出透湿杯，放在干燥器中平衡0.5h，称量此时的透湿杯质量，记为m1，然后将透湿杯重新放回透湿箱内，1h后再称量透湿杯质量，记为m2，质量之差记为m2-m1经过式I计算后即为纤维膜的透湿量。
WVT＝24(m2-m1)S·t 式I，
其中，式I中WVT为每平方米每天的透湿量，单位为g/m2·24h；t为测试时间，单位为h；m2-m1为同一实验组合质量之差，单位为g；S为试验面积，单位为m2。
实施例1的测试结果为：耐水压88KPa，透湿性能6.8kg/m2/d，透气性5.7mm/s；实施例2的测试结果为：耐水压78KPa，透湿性能8.2kg/m2/d，透气性5.9mm/s；实施例3的测试结果为：耐水压86KPa，透湿性能7.8kg/m2/d，透气性6.3mm/s。
从以上对比例和实施例可以看出，本发明提供的聚氨酯具备优异的防水和透湿性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种防水透湿型聚氨酯，由包括以下质量份数的原料制备得到：聚多元醇110～150份，二异氰酸酯45～60份，含氟二元醇10～15份，含氟一元醇3～8份，有机金属催化剂0.1～0.3份，亲水扩链剂7～10份，中和剂5～8份，后扩链剂3～5份和水500～700份。
2.根据权利要求1所述的防水透湿型聚氨酯，其特征在于，由包括以下质量份数的原料制备得到：聚多元醇120～140份，二异氰酸酯50～55份，含氟二元醇12～14份，含氟一元醇4～6份，有机金属催化剂0.2～0.3份，亲水扩链剂8～9份，中和剂6～7份，后扩链剂4～5份和水550～650份。
3.根据权利要求1或2所述的防水透湿型聚氨酯，其特征在于，所述聚多元醇包括聚醚二元醇或聚酯二元醇。
4.根据权利要求1或2所述的防水透湿型聚氨酯，其特征在于，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、氢化苯基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的防水透湿型聚氨酯，其特征在于，所述含氟二元醇为HO(CH2CHO)17(CF2CF2O)m(CF2O)9HO(CH2CHO)17OH，所述m为8、9或10；所述含氟一元醇为CF3(CF2)nCH2OCH2CH2OH，所述n为1、2或3。
6.根据权利要求1或2所述的防水透湿型聚氨酯，其特征在于，所述有机金属催化剂包括有机银催化剂、有机铋催化剂和有机锌催化剂中的至少一种。
7.根据权利要求1或2所述的防水透湿型聚氨酯，其特征在于，所述亲水扩链剂包括二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸中的至少一种；所述后扩链剂包括乙二胺的水溶液、羟乙基乙二胺的水溶液和异佛尔酮二胺的水溶液中的一种。
8.根据权利要求1或2所述的防水透湿型聚氨酯，其特征在于，所述中和剂包括三乙胺和三乙醇胺中的至少一种。
9.权利要求1～8任意一项所述防水透湿型聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
(1)将含氟二元醇和二异氰酸酯混合，进行第一聚合反应，得到第一预聚物；
(2)将所述步骤(1)得到的第一预聚物依次与聚多元醇和有机金属催化剂混合，进行第二聚合反应，得到第二预聚物；
(3)将所述步骤(2)得到的第二预聚物和亲水扩链剂混合，进行第三聚合反应，得到第三预聚物；
(4)将所述步骤(3)得到的第三预聚物和含氟一元醇混合，进行第四聚合反应，得到第四预聚物；
(5)将所述步骤(4)得到的第四预聚物和中和剂混合，进行中和反应，得到含氟聚氨酯预聚体；
(6)将所述步骤(5)得到的含氟聚氨酯预聚体和水混合，进行乳化反应，得到聚氨酯乳液；
(7)将所述步骤(6)得到的聚氨酯乳液和后扩链剂混合，进行扩链反应，得到防水透湿型聚氨酯。
10.权利要求1～8任意一项所述防水透湿型聚氨酯或权利要求9所述制备方法制备的防水透湿型聚氨酯在皮革涂饰剂、涂料和纺织助剂中的应用。
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