CN116239752B - 一种生物基水性聚氨酯、纺织品的制备方法及皮革 - Google Patents

一种生物基水性聚氨酯、纺织品的制备方法及皮革 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种生物基水性聚氨酯、纺织品的制备方法及皮革。该生物基水性聚氨酯的制备方法包括如下步骤：均匀混合聚四氢呋喃醚二醇、聚碳酸酯二醇或聚乙二醇以及六亚甲基二异氰酸酯、阻燃扩链剂、二月桂酸二丁基锡和丙酮，得到混合溶液；去除所述混合溶液中的水蒸气，加热所述混合物，反应得到预聚物；向所述预聚物中加入经过水性改性的改性蓖麻油，继续反应得到蓖麻油改性聚氨酯；向所述蓖麻油改性聚氨酯中加入木质素、有机锡类或叔胺类催化剂，继续反应预设时间后再加入氨水和去离子水，溶解分散后得到具有阻燃抗紫外特性的生物基水性聚氨酯。本发明方案制备获得具有阻燃和抗紫外性能的生物基水性聚氨酯。

Description

一种生物基水性聚氨酯、纺织品的制备方法及皮革
技术领域
本发明涉及化工材料制备技术领域，具体涉及一种生物基水性聚氨酯、纺织品的制备方法及皮革。
背景技术
以天然可再生资源代替部分石油产品是缓解能源危机和解决环境污染的主要途径之一。目前基于动植物资源的生物质材料的研究十分活跃，生物质具有可再生、资源广泛及低价的优点，因此，若将生物质单体的引入到聚氨酯材料中，不仅可以改进聚氨酯的力学性能、耐水性和可降解性能等，而且还兼具天然材料的绿色、可降解等优点。人们迫切希望找到一种能够较长时间保护树脂免受紫外线照射、提高其稳定性的方法。此外，在聚氨酯中引入一些特殊功能单体，还可提高聚氨酯在纺织品上应用耐久性以及拓展其应用领域。
现有生物基水性聚氨酯制备中，多把生物基单体直接接入聚氨酯中，这样得到的生物基水性聚氨酯可以具备以下功能：热稳定性、力学性能较高、室温生物降解性好，也可以提高水性聚氨酯中生物基团的固含量。但是，现有技术中的生物基水性聚氨酯应用到织物或皮革等基材后，会受到紫外线的影响，同时也不具有阻燃功能。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种具有阻燃和抗紫外性能的生物基水性聚氨酯的制备方法。
本发明的一个进一步的目的在于提高生物基水性聚氨酯在基材上的附着力。
特别地，本发明提供了一种生物基水性聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：
均匀混合聚四氢呋喃醚二醇、聚碳酸酯二醇或聚乙二醇以及六亚甲基二异氰酸酯、阻燃扩链剂、二月桂酸二丁基锡和丙酮，得到混合溶液；
去除所述混合溶液中的水蒸气，加热所述混合物，反应得到预聚物；
向所述预聚物中加入改性蓖麻油，继续反应得到蓖麻油改性聚氨酯；
向所述蓖麻油改性聚氨酯中加入木质素、有机锡类或叔胺类催化剂，继续反应预设时间后再加入氨水和去离子水，溶解分散后得到具有阻燃抗紫外特性的生物基水性聚氨酯。
可选地，所述阻燃扩链剂按照如下方法制备得到：将三嗪或嘧啶类单体、磷酸酯类单体和丙酮混合均匀后进行加热，反应得到所述阻燃扩链剂。
可选地，所述三嗪或嘧啶类单体的重量份为5-30份，所述磷酸酯类单体的重量份为5-40份，所述丙酮的重量份为10-50份；
可选地，所述将三嗪或嘧啶类单体、磷酸酯类单体和丙酮混合均匀后进行加热的步骤中，加热条件为在60-80℃下反应2-8h。
可选地，所述三嗪或嘧啶类单体为2-氯-4,6-二氨-1,3,5-三嗪、2,4-二氨基-6-氯嘧啶、2,6-二氨基-4-氯嘧啶-1-氧化物中的一种或几种；
所述磷酸酯类单体为1-己酰基-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸酯、1-O-十六烷基-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸酯、1-O-十八烷基-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸酯、1-肉豆蔻基-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸酯中的一种或几种。
可选地，所述改性蓖麻油按照如下方法制备得到：将蓖麻油、巯基酸类单体与二苯基磷混合均匀后加热，反应得到所述改性蓖麻油。
可选地，所述蓖麻油的重量份为10-30份，所述巯基酸类单体的重量份为1-5份，所述二苯基磷的重量份为0.1-0.5份；
可选地，所述巯基酸类单体为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基丁酸中的一种或几种。
可选地，所述将蓖麻油、巯基酸类单体与二苯基磷混合均匀后加热的步骤中，加热条件为在20-80℃下反应2-6h。
可选地，所述聚四氢呋喃醚二醇、聚碳酸酯二醇或聚乙二醇的重量份为10-40份，所述六亚甲基二异氰酸酯的重量份为5-30份，所述阻燃扩链剂的重量份为10-30份，所述二月桂酸二丁基锡的重量份为0.1-1份，所述丙酮的重量份为25-65份；
所述改性蓖麻油的重量份为5-20份。
可选地，所述聚四氢呋喃醚二醇、聚碳酸酯二醇或聚乙二醇的数均分子量为范围在500-10000g/mol中任一值。
可选地，所述去除所述混合溶液中的水蒸气，加热所述混合物，反应得到预聚物的步骤中，加热条件为在60-80℃下反应2-8h；
可选地，所述木质素的重量份为1-5份，所述有机锡类或叔胺类催化剂的重量份为0.1-0.5份，所述氨水的重量份为1-20份，所述去离子水的重量份为50-200份。
特别地，本发明还提供了一种纺织品的制备方法，包括如下步骤：
将利用如前述的制备方法制备得到的生物基水性聚氨酯涂覆在织物的表面；
在40-80℃下烘干，得到所述纺织品。
特别地，本发明还提供了一种皮革，包括利用如前述的制备方法制备得到的生物基水性聚氨酯所形成的涂层。
根据本发明的方案，通过引入经过水性改性的改性蓖麻油，不仅可以提高聚氨酯的亲水性，还可以增加聚氨酯的阻燃效果。由于对聚氨酯进行亲水改性是利用改性蓖麻油进行改性的，因此，亲水改性过程绿色环保。通过阻燃扩链剂和改性蓖麻油对聚氨酯进行联合接枝，从而进一步增强聚氨酯的阻燃效果，即阻燃扩链剂和改性蓖麻油对聚氨酯起到协同增效作用。通过加入木质素，木质素为生物材料，绿色环保，并且使得聚氨酯具有抗紫外功能。因此，通过本发明制备方法中各个配方以及各个配方的加入顺序的配合，从而能够制备获得具有阻燃抗紫外特性的生物基水性聚氨酯，且阻燃和抗紫外功能满足后续应用于纺织品和皮革上的要求。此处，需要强调的是，本发明方法的顺序不能改变，由于木质素具有多个羟基，所以要在改性蓖麻油加入形成蓖麻油改性聚氨酯之后加入，从而可以封端聚氨酯链中的异氰酸酯基团。
进一步地，利用本发明中制备阻燃扩链剂的方法获得的阻燃扩链剂，一方面可以成功接到聚氨酯中，增加聚氨酯分子量，与改性蓖麻油具有协同增效作用，从而极大增强水性聚氨酯的阻燃效果。另一方面将由此制备获得的生物基水性聚氨酯应用至纺织品或皮革中时，水性聚氨酯中引入的卤代均三嗪环或嘧啶结构与纺织品或皮革上的羟基发生亲核取代或共价结合(即形成化学键)，提高了涂膜在纺织品或皮革表面的附着力，并赋予良好的水洗牢度。
进一步地，本发明中制备改性蓖麻油的方法中，蓖麻油分子中双键可以和巯基发生点击反应，使得蓖麻油分子接上羧基，进一步成盐可以水性化，由此实现提高聚氨酯的亲水性改性的目的。本领域技术人员公知的是，蓖麻油虽然具有阻燃效果，但是由于蓖麻油为疏水物质，因此在主要提高聚氨酯亲水性能时，并不能使用，然而发明人打破了本领域的技术偏见，通过对蓖麻油进行改进，并将其用于改性聚氨酯亲水性能，提高了聚氨酯的亲水性，同时使得聚氨酯具有一定的阻燃效果。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1示出了根据本发明一个实施例的生物基水性聚氨酯的制备方法的示意性流程图；
图2示出了对照实验和根据本发明一个实施例的生物基水性聚氨酯的红外光谱表征图；
图3示出了根据本发明一个实施例的纺织品的在不同木质素含量下的紫外透过率曲线图；
图4示出了根据本发明一个实施例的木质素含量不同时纺织品的紫外防护指数柱状图；
图5示出了根据本发明一个实施例的纺织品在磨损不同次数后其紫外防护指数柱状图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1示出了根据本发明一个实施例的生物基水性聚氨酯的制备方法的示意性流程图。如图1所示，该制备方法包括：
步骤S100，均匀混合聚四氢呋喃醚二醇、聚碳酸酯二醇或聚乙二醇以及六亚甲基二异氰酸酯、阻燃扩链剂、二月桂酸二丁基锡和丙酮，得到混合溶液；
步骤S200，去除混合溶液中的水蒸气，加热混合物，反应得到预聚物；
步骤S300，向预聚物中加入经过水性改性的改性蓖麻油，继续反应得到蓖麻油改性聚氨酯；
步骤S400，向蓖麻油改性聚氨酯中加入木质素、有机锡类或叔胺类催化剂，继续反应预设时间后再加入氨水和去离子水，溶解分散后得到具有阻燃抗紫外特性的生物基水性聚氨酯。
根据本发明的方案，通过引入经过水性改性的改性蓖麻油，不仅可以提高聚氨酯的亲水性，还可以增加聚氨酯的阻燃效果。由于对聚氨酯进行亲水改性是利用改性蓖麻油进行改性的，因此，亲水改性过程绿色环保。通过阻燃扩链剂和改性蓖麻油对聚氨酯进行联合接枝，从而进一步增强聚氨酯的阻燃效果，即阻燃扩链剂和改性蓖麻油对聚氨酯起到协同增效作用。通过加入木质素，木质素为生物材料，绿色环保，并且使得聚氨酯具有抗紫外功能。因此，通过本发明制备方法中各个配方以及各个配方的加入顺序的配合，从而能够制备获得具有阻燃抗紫外特性的生物基水性聚氨酯，且阻燃和抗紫外功能满足后续应用于纺织品和皮革上的要求。此处，需要强调的是，本发明方法的顺序不能改变，由于木质素具有多个羟基，所以要在改性蓖麻油加入形成蓖麻油改性聚氨酯之后加入，从而可以封端聚氨酯链中的异氰酸酯基团。
在以上步骤S100至步骤S400中，聚四氢呋喃醚二醇、聚碳酸酯二醇或聚乙二醇选择其一即可。聚四氢呋喃醚二醇、聚碳酸酯二醇或聚乙二醇的重量份为10-40份，例如可以为10份、20份、30份或40份。六亚甲基二异氰酸酯的重量份为5-30份，例如可以为5份、10份、20份或30份。阻燃扩链剂的重量份为10-30份，例如可以为10份、20份或30份。二月桂酸二丁基锡的重量份为0.1-1份，例如可以为0.1份、0.5份或1份。丙酮的重量份为25-65份，例如可以为25份、30份、40份、45份、50份、55份、60份或65份。改性蓖麻油的重量份为5-20份，例如可以为5份、10份、15份或20份。木质素的重量份为1-5份，例如可以为1份、2份、3份、4份或5份。有机锡类或叔胺类催化剂的重量份为0.1-0.5份，例如可以为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份或0.5份。氨水的重量份为1-20份，例如可以为1份、5份、10份、15份或20份。去离子水的重量份为50-200份，例如可以为50份、80份、100份、150份或200份。按照以上重量份，可以保证改性蓖麻油接入到聚氨酯的含量高于15％，低于15％时，无法达到亲水和阻燃效果，优选地，该改性蓖麻油接入到聚氨酯的含量为16％。并且，按照以上重量份，木质素的量是最好的，超出上述范围，会影响聚氨酯的水溶性。
上述步骤S100中，聚四氢呋喃醚二醇、聚碳酸酯二醇或聚乙二醇的数均分子量为范围在500-10000g/mol中任一值。分子量太低，最终合成的聚氨酯分子量低，成不了膜，分子量太高，最终形成的聚氨酯膜力学性能会降低。
阻燃扩链剂按照如下方法制备得到：将三嗪或嘧啶类单体、磷酸酯类单体和丙酮混合均匀后进行加热，反应得到阻燃扩链剂。其中，三嗪或嘧啶类单体的重量份为5-30份，例如可以为5份、10份、20份或30份。磷酸酯类单体的重量份为5-40份，例如可以为5份、10份、20份、30份或40份。丙酮的重量份为10-50份，例如可以为10份、20份、30份、40份或50份。
三嗪或嘧啶类单体为2-氯-4,6-二氨-1,3,5-三嗪、2,4-二氨基-6-氯嘧啶、2,6-二氨基-4-氯嘧啶-1-氧化物中的一种或几种。磷酸酯类单体为1-己酰基-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸酯、1-O-十六烷基-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸酯、1-O-十八烷基-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸酯、1-肉豆蔻基-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸酯中的一种或几种。
将三嗪或嘧啶类单体、磷酸酯类单体和丙酮混合均匀后进行加热的步骤中，加热条件为在60-80℃下反应2-8h。该步骤的加热温度例如可以为60℃、70℃或80℃，也可以为60-80℃任一其他值。该步骤的加热时间例如可以为2h、4h、6h或8h，也可以为2-8h中任一其他值。
利用本发明实施例中制备阻燃扩链剂的方法获得的阻燃扩链剂，一方面可以成功接到聚氨酯中，增加聚氨酯分子量，与改性蓖麻油具有协同增效作用，从而极大增强水性聚氨酯的阻燃效果。另一方面将由此制备获得的生物基水性聚氨酯应用至纺织品或皮革中时，水性聚氨酯中引入的卤代均三嗪环或嘧啶结构与纺织品或皮革上的羟基发生亲核取代或共价结合(即形成化学键)，提高了涂膜在纺织品或皮革表面的附着力，并赋予良好的水洗牢度。
在步骤S200中，去除混合溶液的水蒸气的方法可以为现有技术中去除水蒸气的方法，例如可以为用高纯氮气吹扫一段时间如30分钟。加热混合物的过程中，
去除混合溶液的水蒸气可以严格控制基础原材料的含水量，杜绝实验中水蒸气的进入，可以使得预聚反应中后期NCO含量基本不变，且预聚物中检测不到羟基基团(红外可以表征)，并且反应得到分子量保持在5000-10000的预聚体，从而可以保证阻燃效果和分子量。
该步骤S200中，加热混合物的条件为在60-80℃下反应2-8h。该步骤的加热温度例如可以为60℃、70℃或80℃，也可以为60-80℃任一其他值。该步骤的加热时间例如可以为2h、4h、6h或8h，也可以为2-8h中任一其他值。
本发明实施例中制备改性蓖麻油的方法中，蓖麻油分子中双键可以和巯基发生点击反应，使得蓖麻油分子接上羧基，进一步成盐可以水性化，由此实现提高聚氨酯的亲水性改性的目的。本领域技术人员公知的是，蓖麻油虽然具有阻燃效果，但是由于蓖麻油为疏水物质，因此在主要提高聚氨酯亲水性能时，并不能使用，然而发明人打破了本领域的技术偏见，通过对蓖麻油进行改进，并将其用于改性聚氨酯亲水性能，提高了聚氨酯的亲水性，同时使得聚氨酯具有一定的阻燃效果。
在步骤S300中，改性蓖麻油按照如下方法制备得到：将蓖麻油、巯基酸类单体与二苯基磷混合均匀后加热，反应得到改性蓖麻油。其中，蓖麻油的重量份为10-30份，例如可以为10份、20份或30份。巯基酸类单体的重量份为1-5份，例如可以为1份、2份、3份、4份或5份。二苯基磷的重量份为0.1-0.5份，例如可以为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份或0.5份。在一些实施例中，巯基酸类单体为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基丁酸中的一种或几种。
将蓖麻油、巯基酸类单体与二苯基磷混合均匀后加热的步骤中，加热条件为在20-80℃下反应2-6h。该步骤的加热温度例如可以为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃或80℃，也可以为20-80℃任一其他值。该步骤的加热时间例如可以为2h、4h或6h，也可以为2-6h中任一其他值。
该步骤S300中继续反应的条件是在步骤S200的加热温度下继续反应1-5h，例如继续反应1h、2h、3h、4h或5h。
该步骤S400中，有机锡类或叔胺类催化剂例如可以为三乙烯二胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或二醋酸二丁基锡。该步骤中继续反应预设时间的条件为在50-70℃下反应1-5h。反应温度例如可以为50℃、60℃或70℃，也可以为50-70℃中任一其他值。预设时间例如可以为1h、2h、3h、4h或5h。
图2示出了对照实验和根据本发明一个实施例的生物基水性聚氨酯的红外光谱表征图。图2中，对照实验包含以上步骤S100至步骤S400中所有材料，但是所有步骤中均未进行加热反应，也就是单纯地将所有材料进行混合，材料之间没有发生反应。由图2可知，生物基水性聚氨酯中2250cm-1附近峰消失，说明NCO-已经反应完全，同时在3400cm-1的峰加强，表明木质素和蓖麻油已接成功入聚氨酯中。
特别地，本发明还提供了一种纺织品的制备方法，包括如下步骤：将利用如前述的制备方法制备得到的生物基水性聚氨酯涂覆在织物的表面；在40-80℃下烘干，得到纺织品。其中，烘干温度例如可以为40℃、50℃、60℃、70℃或80℃。生物基水性聚氨酯涂覆在织物的表面会在织物的表面形成生物基水性聚氨酯涂膜，该涂膜的厚度例如可以为10μm、20μm、50μm、80μm、100μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、180μm或200μm，也可以为10-200μm中任一其他值。该纺织品例如可以为家纺纺织品、服装等。
图3示出了根据本发明一个实施例的纺织品的在不同木质素含量下的紫外透过率曲线图。由图3可知，随着木质素的含量增加，涂膜的紫外波长区(280-380nm)透过率逐渐下降，表明木质素具有吸收紫外线的能力，当含量达到3％，聚氨酯涂膜基本具有抗紫外线能力。
图4示出了根据本发明一个实施例的木质素含量不同时纺织品的紫外防护指数柱状图。由图4可知，当木质素含量达到2％，聚氨酯涂膜的UPF超过50(大于50一般认为具有防紫外效果)，当达到3％时，UPF达到120，说明此时紫外防护效果非常好，再增加木质素的含量，UPF值增加缓慢，说明3％木质素含量最佳。
图5示出了根据本发明一个实施例的纺织品在磨损不同次数后其紫外防护指数柱状图。由图5可知，当磨损40次后，聚氨酯涂膜还具有紫外防护效果(UPF>90)，UPF依然保持50以上，表明聚氨酯具有较好的耐用性。
特别地，本发明还提供了皮革，包括利用如前述的制备方法制备得到的生物基水性聚氨酯所形成的涂层。
以下以具体实施例来详细说明。
实施例一：
阻燃扩链剂的制备：将5份的2-氯-4,6-二氨-1,3,5-三嗪、5份1-O-十八烷基-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸酯和10份丙酮混合均匀后，在70℃反应2小时即得阻燃扩链剂。
改性蓖麻油的制备：将10份的蓖麻油、1份巯基酸类单体与0.1份二苯基磷混合均匀后，在20℃反应2小时即得改性蓖麻油。
生物基水性聚氨酯的制备：首先将10份的聚四氢呋喃醚二醇(分子量2000)、5份六亚甲基二异氰酸酯、10份阻燃扩链剂、0.1份二月桂酸二丁基锡和25份丙酮混合均匀后，再用高纯氮气吹扫30分钟，然后在65℃反应2小时得预聚物；将5份改性蓖麻油单体加入上述预聚物中，继续反应1小时即得到蓖麻油改性聚氨酯；再向蓖麻油改性聚氨酯中加入1份木质素和0.1份二月桂酸二丁基锡，并在60℃下继续反应1小时后，加入1份氨水和50份去离子水，溶解分散后即得到阻燃抗紫外生物基水性聚氨酯。
生物基水性聚氨酯的应用：通过刷涂或喷涂方式将上述的生物基水性聚氨酯涂覆在织物表面，并在40℃下烘干，得到水性聚氨酯处理织物，涂膜厚度为10μm。
实施例二：
阻燃扩链剂的制备：将30份的2,4-二氨基-6-氯嘧啶、40份1-己酰基-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸酯和50份份丙酮混合均匀后，在70℃反应8小时即得阻燃扩链剂。
改性蓖麻油的制备：将30份的蓖麻油、5份巯基酸类单体与0.5份二苯基磷混合均匀后，在80℃反应6小时即得改性蓖麻油。
生物基水性聚氨酯的制备：首先将40份的聚碳酸酯二醇(分子量500)、30份六亚甲基二异氰酸酯、30份阻燃扩链剂、1份二月桂酸二丁基锡和65份丙酮混合均匀后，再用高纯氮气吹扫30分钟，然后在70℃反应8小时得预聚物；将20份改性蓖麻油单体加入上述预聚物中，继续反应5小时即得到蓖麻油改性聚氨酯；再向蓖麻油改性聚氨酯中加入5份木质素和0.5份二月桂酸二丁基锡，并在60℃下继续反应5小时后，加入20份氨水和200份去离子水，溶解分散后即得到生物基阻燃抗紫外水性聚氨酯。
生物基水性聚氨酯的应用：通过刷涂或喷涂方式将上述的生物基水性聚氨酯涂覆在织物表面，并在80℃下烘干，得到水性聚氨酯处理织物，涂膜厚度为200μm。
实施例三：
阻燃扩链剂的制备：将10份的2,6-二氨基-4-氯嘧啶-1-氧化物、15份1-O-十六烷基-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸酯和20份丙酮混合均匀后，在70℃反应3小时即得阻燃扩链剂。
改性蓖麻油的制备：将15份的蓖麻油、2份巯基酸类单体与0.2份二苯基磷混合均匀后，在30℃反应3小时即得改性蓖麻油。
生物基水性聚氨酯的制备：首先将15份的聚乙二醇(分子量2000)、18份六亚甲基二异氰酸酯、12份阻燃扩链剂、0.3份二月桂酸二丁基锡和32份丙酮混合均匀后，再用高纯氮气吹扫30分钟，然后在70℃反应3小时得预聚物；将9份改性蓖麻油单体加入上述预聚物中，继续反应2小时即得到蓖麻油改性聚氨酯；再向蓖麻油改性聚氨酯中加入2份木质素和0.2份二月桂酸二丁基锡，并在60℃下继续反应2小时后，加入12份氨水和100份去离子水，溶解分散后即得到生物基阻燃抗紫外水性聚氨酯。
生物基水性聚氨酯的应用：通过刷涂或喷涂方式将上述的生物基水性聚氨酯涂覆在织物表面，并在50℃下烘干，得到水性聚氨酯处理织物，涂膜厚度为90μm。
实施例四：
阻燃扩链剂的制备：将22份的2,4-二氨基-6-氯嘧啶、33份1-肉豆蔻基-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸酯和44份丙酮混合均匀后，在70℃反应7小时即得阻燃扩链剂。
改性蓖麻油的制备：将25份的蓖麻油、4份巯基酸类单体与0.4份二苯基磷混合均匀后，在60℃反应5小时即得改性蓖麻油。
生物基水性聚氨酯的制备：首先将35份的聚四氢呋喃醚二醇(分子量800)、26份六亚甲基二异氰酸酯、27份阻燃扩链剂、0.8份二月桂酸二丁基锡和62份丙酮混合均匀后，再用高纯氮气吹扫30分钟，然后在70℃反应7小时得预聚物；将18份改性蓖麻油单体加入上述预聚物中，继续反应4小时即得到蓖麻油改性聚氨酯；再向蓖麻油改性聚氨酯中加入4份木质素和0.4份二月桂酸二丁基锡，并在60℃下继续反应4小时后，加入17份氨水和180份去离子水，溶解分散后即得到生物基阻燃抗紫外水性聚氨酯。
生物基水性聚氨酯的应用：通过刷涂或喷涂方式将上述的生物基水性聚氨酯涂覆在织物表面，并在70℃下烘干，得到水性聚氨酯处理织物，涂膜厚度为150μm。
实施例五：
阻燃扩链剂的制备：将18份的2-氯-4,6-二氨-1,3,5-三嗪、25份1-己酰基-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸酯和32份丙酮混合均匀后，在70℃反应5.5小时即得阻燃扩链剂。
改性蓖麻油的制备：将20份的蓖麻油、3份巯基酸类单体与0.3份二苯基磷混合均匀后，在50℃反应4小时即得改性蓖麻油。
生物基水性聚氨酯的制备：首先将28份的聚乙二醇(分子量2000)、18份六亚甲基二异氰酸酯、21份阻燃扩链剂、0.6份二月桂酸二丁基锡和40份丙酮混合均匀后，再用高纯氮气吹扫30分钟，然后在70℃反应6小时得预聚物；将14份改性蓖麻油单体加入上述预聚物中，继续反应3.5小时即得到蓖麻油改性聚氨酯；再向蓖麻油改性聚氨酯中加入3份木质素和0.25份二月桂酸二丁基锡，并在60℃下继续反应3小时后，加入16份氨水和160份去离子水，溶解分散后即得到生物基阻燃抗紫外水性聚氨酯。
生物基水性聚氨酯的应用：通过刷涂或喷涂方式将上述的生物基水性聚氨酯涂覆在织物表面，并在65℃下烘干，得到水性聚氨酯处理织物，涂膜厚度为60μm。
以下表1示出了实施例一至实施例五的性能指标。
通过以上表1可知，各实施例样品极限氧指数都大于25，部分样品的极限氧指数甚至大于27，表明合成的聚氨酯具有较好的阻燃效果，附着力都达到最优0级，同时为了在纺织或皮革上应用，该生物基水性聚氨酯的拉伸强度都大于20Mpa以及断裂伸长率都可达到300％，这些都表明生物基水性聚氨酯具有一定的柔韧性，可以很好的应用于纺织品和皮革上。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明常用理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (7)

1.一种生物基水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
均匀混合聚四氢呋喃醚二醇、聚碳酸酯二醇或聚乙二醇以及六亚甲基二异氰酸酯、阻燃扩链剂、二月桂酸二丁基锡和丙酮，得到混合溶液；
去除所述混合溶液中的水蒸气，加热所述混合物，反应得到预聚物；
向所述预聚物中加入经过水性改性的改性蓖麻油，继续反应得到蓖麻油改性聚氨酯；
向所述蓖麻油改性聚氨酯中加入木质素、有机锡类或叔胺类催化剂，继续反应预设时间后再加入氨水和去离子水，溶解分散后得到具有阻燃抗紫外特性的生物基水性聚氨酯；
所述阻燃扩链剂按照如下方法制备得到：将三嗪或嘧啶类单体、磷酸酯类单体和丙酮混合均匀后进行加热，反应得到所述阻燃扩链剂；
所述三嗪或嘧啶类单体为2-氯-4,6-二氨-1,3,5-三嗪、2,4-二氨基-6-氯嘧啶、2,6-二氨基-4-氯嘧啶-1-氧化物中的一种或几种；
所述磷酸酯类单体为1-己酰基-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸酯、1-O-十六烷基-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸酯、1-O-十八烷基-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸酯、1-肉豆蔻基-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸酯中的一种或几种；
所述改性蓖麻油按照如下方法制备得到：将蓖麻油、巯基酸类单体与二苯基磷混合均匀后加热，反应得到所述改性蓖麻油。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三嗪或嘧啶类单体的重量份为5-30份，所述磷酸酯类单体的重量份为5-40份，所述丙酮的重量份为10-50份。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述蓖麻油的重量份为10-30份，所述巯基酸类单体的重量份为1-5份，所述二苯基磷的重量份为0.1-0.5份；
所述巯基酸类单体为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基丁酸中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将蓖麻油、巯基酸类单体与二苯基磷混合均匀后加热的步骤中，加热条件为在20-80℃下反应2-6h。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述聚四氢呋喃醚二醇、聚碳酸酯二醇或聚乙二醇的重量份为10-40份，所述六亚甲基二异氰酸酯的重量份为5-30份，所述阻燃扩链剂的重量份为10-30份，所述二月桂酸二丁基锡的重量份为0.1-1份，所述丙酮的重量份为25-65份；
所述改性蓖麻油的重量份为5-20份；
所述木质素的重量份为1-5份，所述有机锡类或叔胺类催化剂的重量份为0.1-0.5份，所述氨水的重量份为1-20份，所述去离子水的重量份为50-200份。
6.一种纺织品的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将利用如权利要求1-5中任一项所述的制备方法制备得到的生物基水性聚氨酯涂覆在织物的表面；
在40-80℃下烘干，得到所述纺织品。
7.一种皮革，其特征在于，包括利用如权利要求1-5中任一项所述的制备方法制备得到的生物基水性聚氨酯所形成的涂层。
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