高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂及其制备方法
阅读说明：本技术 高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂及其制备方法 (High-water-pressure washing-resistant polyurethane primer resin for textile coating and preparation method thereof ) 是由 陈元昌 舒科进 于 2021-01-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供了高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂和制备方法,该底胶树脂以下的组分构成：已二酸与新戊二醇共聚二元醇,聚碳酸酯二元醇,1、4－丁二醇,三羟甲基丙烷,甲苯二异氰酸酯,4、4－二苯基甲烷二异氰酸酯、乙二醇。本发明利用其新戊二醇的侧链甲基具有良好的拒水性能,从而可大力提升产品的抗水压性能,并结合采用聚碳酸酯多元醇来增加产品的耐水解性能,可提高产品洗前水压与洗后水压,也适用于高丹尼数(如600D牛津布等)的布料上,以满足产品户外环境条件下使用需求,又可提高底胶树脂对基材的附着力,并减轻涂布制备产品易吸水易膨润的问题,且聚酯多元醇的附着力较好,对水洗后水压有较大帮助和提升。(The invention provides a high-water-pressure washing-resistant polyurethane primer resin for a textile coating and a preparation method thereof, wherein the primer resin comprises the following components: adipic acid and neopentyl glycol copolymerized dihydric alcohol, polycarbonate dihydric alcohol, 1, 4-butanediol, trimethylolpropane, toluene diisocyanate, 4-diphenylmethane diisocyanate and ethylene glycol. According to the invention, the side chain methyl of neopentyl glycol has good water repellency, so that the water pressure resistance of a product can be greatly improved, and polycarbonate polyol is adopted to improve the hydrolysis resistance of the product, so that the water pressure of the product before washing and the water pressure of the product after washing can be improved, and the polyester polyol is also suitable for cloth with high denier (such as 600D oxford cloth) to meet the use requirement of the product under the outdoor environment condition, the adhesive force of primer resin to a base material can be improved, the problem that the product prepared by coating is easy to absorb water and swell is solved, and the polyester polyol has good adhesive force, so that the water pressure after washing is greatly helped and improved.)
技术领域
本发明公开的实施例一般涉及化工领域，并且更具体地，涉及高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂及其制备方法。
背景技术
物涂层是织物与高分子聚合物的复合，复合后纺织品的性能发生明显的变化，它不仅保留织物原有的功能，更增加了覆盖层的功能，织物涂层技术给纺织业制造功能性织物提供了更多的可能性，大大拓宽了纺织品的用途，应用领域也越来越广。织物涂层是近年来发展最快、最广泛的一种纺织后整理技术，经涂层整理的织物防水透气、透湿、防污、阻燃、抗静电等特殊性能，在纺织品的三大支柱产品---衣用材料、工业用布、室内装饰方面都占有重要地位。
目前市场上的纺织品用高耐水压涂层胶/乳液，大部分为溶剂型涂层胶，溶剂型各项性能均好，但使用过程中会排出甲苯、DMF等有害物质，对环境造成污染和对人体造成伤害。用于纺织品耐水压的水性聚氨酯乳液，其优点是耐低温、耐溶剂性好，具有良好弹性和柔韧性，但是耐水性较差，水洗牢度差，机械强度低，耐摩性差。现有纺织涂层用的聚氨酯产品在一些高丹尼数(如600D牛津布等)的布料上所取得水压效果并不理想，尤其是水洗后水压往往都非常低，无法满足客户的要求。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明在于提供涉及高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂及其制备方法，能够有效解决上述现有技术存在的问题。
本发明的技术方案是：
高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂，该高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂按重量百分比计由以下的组分构成：
抗氧化剂：0.01～0.3％，共聚二元醇：24～44％，聚碳酸酯二元醇：5～10％，甲苯二异氰酸酯：2～8％，乙二醇0.05～0.5％，4、4－二苯基甲烷二异氰酸酯：2～8％、扩链剂1.5～4.5％、苹甲酸：0.05～0.5％、二甲基甲酰胺：20～30％、甲苯：20～30％。
优选地，所述共聚二元醇为已二酸与新戊二醇的共聚二元醇，其分子量为1000～4000分子量，羟基数为2。
优选地，所述抗氧化剂为JPP－100、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的一种或两种。
优选地，所述扩链剂为1，4－丁二醇、新戊二醇、1.6已二醇、三羟甲基丙烷的一种或两种。
优选地，该高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂按重量百分比计由以下的组分构成：
JPP－100：0.01～0.3％，已二酸与新戊二醇共聚二元醇：24～44％，聚碳酸酯二元醇：5～10％，1、4－丁二醇：1.5～4.5％，三羟甲基丙烷：0.05～1％，甲苯二异氰酸酯：2～8％，4、4－二苯基甲烷二异氰酸酯：2～8％、乙二醇：0.05～0.5％、苹甲酸：0.05～0.5％、二甲基甲酰胺：20～30％、甲苯：20～30％。
更进一步的，本发明还提供：高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂的制备方法，该制备方法包括以下的步骤：
第一步：将42～58％的二甲基甲酰胺、抗氧化剂、已二酸与新戊二醇共聚二元醇、聚碳酸酯二元醇、1、4－丁二醇、三羟甲基丙烷投入到反应釜中搅拌10～30min并保温到60～80℃；
第二步：加入全部甲苯二异氰酸酯并保温到80～98℃反应1～2.5h；
第三步：加入25～45％的二甲基甲酰胺和60～70％的甲苯到反应釜中搅拌5～15min并降温到60～80℃；
第四步：加入42～58％的4、4－二苯基甲烷二异氰酸酯保温到70～90℃反应20～40min；
第五步：每隔20～40min加入5～15％的4、4－二苯基甲烷二异氰酸酯补正至所需要的粘度；
第六步：加入乙二醇，用乙二醇的过量羟基终止反应，并加入苹果酸、5～25％的二甲基甲酰胺、20～40％的甲苯充分搅拌20～40min后泄料分装得到固含量50±2％、粘度为60000～90000CPS/25℃、100％弹性模量1～2Mpa的聚氨酯底胶树脂。
优选地，该高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂的制备方法包括以下的步骤：
第一步：将45～55％的二甲基甲酰胺、JPP－100、已二酸与新戊二醇共聚二元醇、聚碳酸酯二元醇、1、4－丁二醇、三羟甲基丙烷全部投入到反应釜中搅拌15～25min并保温到65～75℃；
第二步：加入全部甲苯二异氰酸酯并保温到85～95℃反应1～2h；
第三步：加入30～40％的二甲基甲酰胺和65～75％的甲苯到反应釜中，搅拌8～13min并降温到65～75℃；
第四步：加入45～55％的4、4－二苯基甲烷二异氰酸酯保温到75～85℃反应25～35min；
第五步：每隔25～35min加入5～15％的4、4－二苯基甲烷二异氰酸酯补正至所需要的粘度；
第六步：加入乙二醇，用乙二醇的过量羟基终止反应，并加入苹果酸、10～20％的二甲基甲酰胺、25～35％的甲苯充分搅拌25～35min后泄料分装得到固含量50±2％、粘度为60000～90000CPS/25℃、100％弹性模量1～2Mpa的聚氨酯底胶树脂。
本发明的优点：
(1)本发明利用其新戊二醇的侧链甲基具有良好的拒水性能，从而可大力提升产品的抗水压性能，并结合采用聚碳酸酯多元醇来增加产品的耐水解性能，可提高产品洗前水压与洗后水压，也适用于高丹尼数(如600D牛津布等)的布料上，以满足产品户外环境条件下使用需求，又可提高底胶树脂对基材的附着力，并减轻涂布制备产品易水解老化的问题，且聚酯多元醇的附着力较好，对水洗后水压有较大帮助和提升。
(2)本发明反应过程中在聚合的时候采用已二酸与新戊二醇共聚之多元醇和聚碳酸酯二元醇混合嵌段式聚合的方式。让二个多元醇在性能上产生互补，其已二酸与新戊二醇之多元醇具有较低的结晶性、较好的柔韧性、良好的拒水性和与基布的接着性能好、而聚碳酸酯与之混合聚合后侧可提供较高的结晶性，成膜的拉伸强度和优异的耐水解、耐酸咸性能。
(3)本发明采用过量乙二醇做为停止剂封端，可以使分子链未端残留少量羟基，有利于后面加工时使用的各类型架桥剂的固化交联。提升产品的交联密度和固化牢度。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
具体实施方式
实施例1
高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂，该高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂按重量百分比计由以下的组分构成：
JPP－100：0.01％，已二酸与新戊二醇共聚二元醇：44％，聚碳酸酯二元醇：5％，1、4－丁二醇：1.5％，三羟甲基丙烷：0.05％，甲苯二异氰酸酯：2％，4、4－二苯基甲烷二异氰酸酯：2％、乙二醇：0.05％、苹甲酸：0.05％、二甲基甲酰胺：20％、甲苯：25.34％。
制备上述高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂的制备方法包括以下的步骤：
第一步：将45％的二甲基甲酰胺、JPP－100、已二酸与新戊二醇共聚二元醇、聚碳酸酯二元醇、1、4－丁二醇、三羟甲基丙烷全部投入到反应釜中搅拌15min并保温到65℃；
第二步：加入全部甲苯二异氰酸酯并保温到85℃反应2h；
第三步：加入40％的二甲基甲酰胺和65％的甲苯搅拌8min并降温到65℃；
第四步：加入45％的4、4－二苯基甲烷二异氰酸酯保温到75℃反应35min；
第五步：每隔35min加入15％的4、4－二苯基甲烷二异氰酸酯补正至所需要的粘度；
第六步：加入乙二醇，用乙二醇的过量羟基终止反应，并加入苹果酸、15％的二甲基甲酰胺、35％的甲苯充分搅拌25min后泄料分装得到固含量50±2％、粘度为60000～90000CPS/25℃、100％弹性模量1～2Mpa的聚氨酯底胶树脂。
实施例2
高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂，该高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂按重量百分比计由以下的组分构成：
JPP－100：0.3％，已二酸与新戊二醇共聚二元醇：24％，聚碳酸酯二元醇：10％，1、4－丁二醇：3％，三羟甲基丙烷：1％，甲苯二异氰酸酯：8％，4、4－二苯基甲烷二异氰酸酯：8％、乙二醇：0.5％、苹甲酸：0.5％、二甲基甲酰胺：24.7％、甲苯：20％。
制备上述高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂的制备方法包括以下的步骤：
第一步：将55％的二甲基甲酰胺、JPP－100、已二酸与新戊二醇共聚二元醇、聚碳酸酯二元醇、1、4－丁二醇、三羟甲基丙烷全部投入到反应釜中搅拌25min并保温到75℃；
第二步：加入全部甲苯二异氰酸酯并保温到95℃反应1h；
第三步：加入30％的二甲基甲酰胺和75％的甲苯搅拌13min并降温到75℃；
第四步：加入55％的4、4－二苯基甲烷二异氰酸酯保温到85℃反应25min；
第五步：每隔25min加入5％的4、4－二苯基甲烷二异氰酸酯补正至所需要的粘度；
第六步：加入乙二醇，用乙二醇的过量羟基终止反应，并加入苹果酸、15％的二甲基甲酰胺、25％的甲苯充分搅拌35min后泄料分装得到固含量50±2％、粘度为60000～90000CPS/25℃、100％弹性模量1～2Mpa的聚氨酯底胶树脂。
实施例3
高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂，该高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂按重量百分比计由以下的组分构成：
JPP－100：0.01％，已二酸与新戊二醇共聚二元醇：30.19％，聚碳酸酯二元醇：7.5％，1、4－丁二醇：2.4％，三羟甲基丙烷：0.1％，甲苯二异氰酸酯：4.9％，4、4－二苯基甲烷二异氰酸酯：4.7％、乙二醇：0.1％、苹甲酸：0.1％、二甲基甲酰胺：25％、甲苯：25％。
制备上述高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂的制备方法包括以下的步骤：
第一步：将50％的二甲基甲酰胺、JPP－100、已二酸与新戊二醇共聚二元醇、聚碳酸酯二元醇、1、4－丁二醇、三羟甲基丙烷全部投入到反应釜中搅拌20min并保温到70℃；
第二步：加入全部甲苯二异氰酸酯并保温到90℃反应1.5h；
第三步：加入35％的二甲基甲酰胺和70％的甲苯搅拌10min并降温到70℃；
第四步：加入50％的4、4－二苯基甲烷二异氰酸酯保温到80℃反应30min；
第五步：每隔30min加入10％的4、4－二苯基甲烷二异氰酸酯补正至所需要的粘度；
第六步：加入乙二醇，用乙二醇的过量羟基终止反应，并加入苹果酸、15％的二甲基甲酰胺、30％的甲苯充分搅拌30min后泄料分装得到固含量50±2％、粘度为60000～90000CPS/25℃、100％弹性模量1～2Mpa的聚氨酯底胶树脂。
实施例4
高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂，该高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂按重量百分比计由以下的组分构成：
JPP－100：0.01％，已二酸与新戊二醇共聚二元醇：33.49％，聚碳酸酯二元醇：8.5％，1、4－丁二醇：2％，三羟甲基丙烷：0.3％，甲苯二异氰酸酯：5.5％，4、4－二苯基甲烷二异氰酸酯：5.1％、乙二醇：0.3％、苹甲酸：0.3％、二甲基甲酰胺：23.5％、甲苯：26％。
制备上述高水压耐水洗的纺织涂层用聚氨酯底胶树脂的制备方法包括以下的步骤：
第一步：将48％的二甲基甲酰胺、JPP－100、已二酸与新戊二醇共聚二元醇、聚碳酸酯二元醇、1、4－丁二醇、三羟甲基丙烷全部投入到反应釜中搅拌18min并保温到72℃；
第二步：加入全部甲苯二异氰酸酯并保温到88℃反应1.8h；
第三步：加入37％的二甲基甲酰胺和67％的甲苯搅拌12min并降温到72℃；
第四步：加入52％的4、4－二苯基甲烷二异氰酸酯保温到78℃反应32min；
第五步：每隔28min加入12％的4、4－二苯基甲烷二异氰酸酯补正至所需要的粘度；
第六步：加入乙二醇，用乙二醇的过量羟基终止反应，并加入苹果酸、15％的二甲基甲酰胺、32％的甲苯充分搅拌32min后泄料分装得到固含量50±2％、粘度为60000～90000CPS/25℃、100％弹性模量1～2Mpa的聚氨酯底胶树脂。
将上述所得实施例1～4的聚氨酯底胶树脂各100份，并分别搭配3～5％的氨基树脂做架桥剂、1～3％的酸性催化剂或是5～10％的异氰酸酯类架桥剂(异氰酸酯含量约13％左右)、以及适量稀释剂。分别涂布在压光好的300D牛津布和600D牛津布，然后涂布合适且相同的面胶。可得到高水压耐水洗的纺织涂层产品。将该纺织涂层产品在相同的水洗标准下ISO6330：2012 6N*5次、水压检测标准：AATCC 127－2008(60CMH20/min)进行水洗实验具体对比如表1：
表1不同实施例涂布的纺织品水洗前后的水压情况对比表(水压/mmH2O)
采用市购聚氨酯底胶树脂涂布的300D牛津布和600D牛津布洗前水压分别为8000mmH2O和6000mmH2O，洗后水压分别为2000mmH2O和1500mmH2O。由此可见采用本发明方法和配比制备的聚氨酯底胶树脂可明显的提升300D牛津布洗前和洗后的水压，并且对于600D牛津布洗前和洗后的水压也得到提升，特别是实施例3制备的聚氨酯底胶树脂的提升效果显著。
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
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