一种防水透湿抗菌抗紫外水性聚氨酯材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种纺织化工技术领域的水性聚氨醋乳液及其制备方法，具体设及一 种防水透湿抗菌抗紫外水性聚氨醋材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 早期的聚氨醋涂层织物防水效果一般都较好，但透湿能力较差，人体穿着该类服 装在剧烈运动时，大量汗液无法W蒸汽的形式排出，在衣服内部形成冷凝水滴，使人感觉粘 湿而不舒适。防水透湿是指聚合物材料不允许水滴等液体透过，却能保证水蒸气自由透过。 水性聚氨醋因其W水替代有机溶剂作为分散介质，具有安全、价廉、节能、环境友好、使用方 便等特点成为当今聚氨醋防水透湿织物涂层领域发展的重要方向。由于当今社会的高速发 展带来的对臭氧层的破坏，使得到达地面的紫外线强度显著增加，造成对人体的伤害，且由 于人体皮肤为各种各样的细菌等微生物提供了适宜的温度、养分和水分，使得纺织品上细 菌的繁殖速度非常快，采用聚氨醋涂层的织物因此也成为了微生物的温床，引发各类皮肤 病。随着人们生活水平的提高和健康意识的增强，开发出具有防水透湿、抗菌、抗紫外功能 的水性聚氨醋织物涂层剂越来越受到人们的关注。
[0003] 纳米二氧化铁具有很强的光催化作用、抗菌和紫外线屏蔽功能，广泛用于防晒化 妆品、织物、涂料等领域。载银纳米二氧化铁的抗菌性是指对环境中对常见细菌大肠杆菌、 金黄色葡萄球菌等微生物的抑制或杀灭作用。载银纳米二氧化铁的抗紫外功能是指纳米二 氧化铁既能吸收紫外线，又能反射、散射紫外线，还能透过可见光，是性能优越且无毒的物 理屏蔽型紫外线防护剂。
[0004] 专利CN1931941A公布了水性聚氨醋防水透气透湿抗菌涂层胶的制备方法，该专 利利用无机载银抗菌剂提高聚氨醋薄膜的抗菌性，但该聚氨醋薄膜的透湿耐水性仍有待提 高。专利CN103910969A公布了一种防水透气的聚氨醋薄膜及其制备方法，该专利制备的 聚氨醋薄膜虽具有较高的透湿性，但其功能单一，无法提供抗菌抗紫外的功能。本发明合成 的一种防水透湿抗菌抗紫外水性聚氨醋材料不仅能满足涂层织物的防水透湿的功能、同时 能提供涂层织物抗菌抗紫外的功能。
【发明内容】
[0005] 技术问题；本发明的目的是提供一种用于棉、漆绝纺织品等的涂层整理中的防水 透湿抗菌抗紫外水性聚氨醋材料及制备方法，使涂层织物在满足环境友好、防水透湿性能 的同时又能达到抗菌抗紫外的复合功能。
[0006] 技术方案：本发明的一种防水透湿抗菌抗紫外水性聚氨醋材料是通过W下技术方 案实现的：
[0007] 该材料由防水透湿水性聚氨醋树脂和W防水透湿水性聚氨醋树脂的质量为基数 计的W下组分组成：
[000引
【主权项】
1. 一种防水透湿抗菌抗紫外水性聚氨酯材料，其特征在于该材料由防水透湿水性聚氨 酯树脂和以防水透湿水性聚氨酯树脂的质量为基数计的以下组分组成： 载银纳米二氧化钛：0.5 Wt % ~ 10 Wt % 娃焼偶联剂： 0.05 wt % ~ I wt % 无水乙醇： 5 wt % ~ 40 wt % 固化剂： 3 wt % ~ 10 wt % 增稠剂： I wt % ~ 5 wt % 润湿剂:， 0.1 wt % ~ I wt % 。
2. 根据权利要求1所述的一种防水透湿抗菌抗紫外水性聚氨酯材料，其特征在于所述 的载银纳米二氧化钛平均粒径为20nm~60nm，所述的硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧） 丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
3. 根据权利要求1所述的一种防水透湿抗菌抗紫外水性聚氨酯材料，其特征在于所述 的固化剂为聚醚改性六亚甲基二异氰酸酯三聚体或羧基改性六亚甲基二异氰酸酯三聚体， 增稠剂为疏水改性的聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液或疏水基团改性乙氧基聚氨酯水溶性聚合 物，润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚体或乙氧基聚二甲基硅氧烷。
4. 一种如权利要求1所述的一种防水透湿抗菌抗紫外水性聚氨酯材料的制备方法，其 特征在于该制备方法为： a) 室温下，以聚氨醋预聚体总质量计，将构成聚氨醋预聚体质量50wt%~80wt%的混 合聚醚二元醇化合物、Iwt %~IOwt %的二轻甲基丁酸、0· 5wt %~5wt %的1，4- 丁二醇、 10wt%~40wt%的异佛尔酮二异氰酸醋同时加入反应爸中，升温至60~90°C，反应5~ 9h，得异氰酸基团封端的聚氨酯预聚体；将该聚氨酯预聚体降温至20~30°C，并加入以该 聚氨酯预聚体总质量20wt%~40wt%的丁酮稀释，以加入的二羟甲基丁酸的摩尔数计，按 中和剂：二羟甲基丁酸摩尔比为〇. 9~I. 1 :1加入中和剂进行中和，反应0. 5~lh，得中和 混合液；高速搅拌下往中和混合液中加入以该聚氨酯预聚体总质量200wt%~300wt%的 去离子水，乳化〇. 5~Ih ;以加入的异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔数计，按小分子胺：异佛尔 酮二异氰酸酯摩尔比为〇. 1~〇. 3 :1加入小分子胺，继续高速搅拌0. 5~lh，得水性聚氨 酯乳液，将该乳液在40~50°C下减压蒸馏除去丁酮，保持该水性聚氨酯中水的重量百分比 为70wt%~75wt%，得防水透湿水性聚氨醋树脂； b) 室温下，按权利要求1所述的材料组成比例，并以步骤a)中制得的防水透湿水性聚 氨酯树脂质量为基数计，将载银纳米二氧化钛加入无水乙醇中，搅拌分散后在超声波清洗 仪中进行超声波处理〇. 5~lh，加入硅烷偶联剂，继续超声分散0. 5~lh，得硅烷偶联剂改 性载银纳米二氧化钛溶液；将步骤a)制得的防水透湿水性聚氨酯树脂加入到该硅烷偶联 剂改性载银纳米二氧化钛溶液中混匀，搅拌〇. 5~Ih后加入固化剂、增稠剂、润湿剂，继续 搅拌0. 5~lh，得防水透湿抗菌抗紫外水性聚氨酯材料。
5. 根据权利要求4所述的一种防水透湿抗菌抗紫外水性聚氨酯材料的制备方法，其特 征在于该制备方法中步骤a)所述的混合聚醚二元醇化合物由分子量为1000的聚乙二醇、 分子量为2000的聚乙二醇和分子量为2000的聚四氢呋喃二醇混合而成，且三者的摩尔比 为1 :1~2 :1~2〇
6.根据权利要求4所述的一种防水透湿抗菌抗紫外水性聚氨酯材料的制备方法，其特 征在于该制备方法中步骤a)所述的中和剂为三乙胺、氨水、三乙醇胺中的一种，所述的小 分子胺为二乙烯三胺、乙二胺或异佛尔酮二胺中的一种。
【专利摘要】本发明是提供一种用于棉、涤纶纺织品的干法涂层整理中的防水透湿抗菌抗紫外水性聚氨酯材料及其制备方法，该材料由防水透湿水性聚氨酯树脂和该树脂质量0.5wt％～10wt％的载银纳米二氧化钛、树脂质量0.05wt％～1wt％的硅烷偶联剂、树脂质量5wt％～40wt％的无水乙醇、树脂质量3wt％～10wt％的固化剂、树脂质量1wt％～5wt％的增稠剂、树脂质量0.1wt％～1wt％的润湿剂混配而成。将本发明的高透湿抗菌抗紫外水性聚氨酯材料整理到织物中，所得涂层织物具有不仅具有良好的防水透湿功能、同时具有抗菌和抗紫外等功能。
【IPC分类】D06M13-513, D06M11-46, C08G18-12, D06M101-32, C08G18-34, C08G18-48, D06M11-83, C08G18-08, D06M15-263, D06M15-647, C08G18-32, D06M101-06, C08G18-66, D06M15-568
【公开号】CN104727150
【申请号】CN201510093712
【发明人】周钰明, 张路萍, 戴淄岳, 吕华波, 江平
【申请人】东南大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月2日