水性聚氨酯防护整理剂的研制及应用研究

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1、万方数据西安工程大学学报JournalofXi’anPolytechnicUniversity第24卷第2期(总102期)2010年4月V01．24，No．2(Sum．No．102)文章编号：1674-649X(2010)02-0159-006水性聚氨酯热防护整理剂的研制及应用研究朱骥1，贺江平2，岳鹏飞1，炱浩然2(1．西安工程大学产业发展集团，陕西西安710048；2．西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安710048)摘要：在合成聚氯酯的基础上，以二溴新戊二醇与三羟甲基丙烷扩链合成具有阻燃、热防护性能的反应型水性聚氨酯．通过红外光谱、DSC、TG及扫描电镜等表征水性聚

2、氨酯，并通过涂层整理与浸轧整理的性质测试以确定最佳合成工艺．最后确定以聚丙二醇与异佛尔酮二异氰酸酯进行预聚反应，预聚温度80℃，选择80℃为扩连温度，尺值选择1．2，DMPA含量5％左右，TMP反应温度为70℃，中和度120％合成水性聚氨酯热防护整理剂．该条件下合成产物阻燃和热防护性能效果最佳．关键词：水性聚氨酯；热防护；阻燃；红外透过率中图分类号：TQ264．17文献标识码：A热防护材料作为一种特种产业用纺织用品，近年来日益受到人们的重视和关注．目前，热防护材料发展十分迅速，应用领域也在不断扩大．使用热防护材料的特点是能够屏蔽、反射高温热源发出的热量，使织物其背面仍然保

3、持较低的温度，从而保护了人体或其它物体不受伤害，因而热防护材料处理的织物是一种抗热、隔热、阻挡热量传播的特种织物．在制作防护服、建筑材料、航空航天材料、军事材料等方面有广阔的前景．美国、日本及欧洲的发达国家对热防护的研究和开发较早，热防护材料在许多行业中都得到了广泛的应用．国内外对于水性聚氨酯热防护方面有一定的研究，K．Mequanint和R．Sallderson⋯采用含磷聚酯多元醇合成了阻燃水性聚氨酯；Tamkang大学的Chih—haoShao【2刮课题组合成了一系列含磷交联剂并引人水性聚氨酯中，使其具有阻燃性；王炜，徐鹏b1通过阻燃聚醚多元醇合成了阻燃的水性聚氨酯；

4、周向东等【61通过工艺使水性聚氨酯乳胶对阻燃微粒吸附和包裹，从而制成阻燃聚氨酯膜；尉霞等。刊通过对苎麻织物进行陶瓷粉末的涂层整理，使其具有良好的防热性．聚氨酯热防护方面的研究一直为国内外专家学者所关注，因此研究水性聚氨酯热整理技术并合成出高效的热防护整理剂在未来将会有更为广阔的应用与市场前景，具有非常重要的实际意义．本文从合成原料、合成工艺和单体配比等3个方面对合成水性聚氨酯产物的阻燃和热防护性能，通过阻燃与红外透过率测试其应用性能．取得了最佳合成工艺方案，整理后的纺织品具有较好的阻燃和热防护性能．1实验1．1织物收稿日期：2009·12023基金项目：陕西省教育厅专项自

5、然科学基金资助项目(09JK473)通讯作者：贺江平(1964一)，男。陕西省西安市人，西安工程大学教授．E—mail：xahjp@aina．corn．cn万方数据160西安工程大学学报第24卷纯棉机制布，规格：40×40，13372．1．2试剂与测试仪器(1)试剂异佛尔酮二异氰酸酯(工业级)，嘉兴禾欣化学股份有限公司；聚丙二醇1000(工业级)，南京金陵石化总公司；聚丙二醇1500(工业级)，南京金陵石化总公司；聚丙二醇800(工业级)，南京金陵石化总公司；三羟甲基丙烷(分析纯)，国药集团化学试剂有限公司；二溴新戊二醇(工业级)，无锡恒辉化学有限公司；2，2一二羟甲基丙

6、酸(工业级)，衢州明锋化工有限公司；三乙胺(分析纯)，国药集团化学试剂有限公司；N，N-二甲基甲酰胺(分析纯)，国药集团化学试剂有限公司；二月桂酸二丁基锡(分析纯)，国药集团化学试剂有限公司．(2)测试仪器傅立叶变换红外仪(HTR一5700)，美国尼高力公司；差示扫描量热仪(SapphireDSC)，美国PE公司；扫描电镜仪(VEGAIIXMUINCA)，捷克Tescan公司；织物阻燃性能测试仪(Yc(B)815D—I)温州大荣纺织仪器有限公司；热重分析仪．1．3制备工艺将聚醚多元醇在90一100℃．1MPa下真空脱水2—3h后降至室温，再与适量的异佛尔酮二异氰酸酯(IP

7、DI)按投料比加入到装有电动搅拌器、冷凝管、温度计的干净干燥的四口烧瓶中，开动搅拌器，缓慢升温到规定温度，反应一定时间．取样用二正丁胺法测定反应中剩余的一NCO的含量，如果一NCO的含量没有达到理论值，则继续反应，当达到规定值后进行下一步扩链反应．在一定温度下，加入一定量的2，2一二羟甲基丙酸(DMPA)，二溴新戊二醇(DBNPG)三羟甲基丙烷(TiP)反应，进一步提高预聚物的分子质量以及进行功能、性质改性．降温至室温，加入一定量三乙胺(TEA)的去离子水中和成盐，高速搅拌分散一定时间，制得稳定的水性聚氨酯乳液．1．4整理工艺