一种抗紫外聚酯缆绳及其制备方法与流程

本发明涉及一种聚酯缆绳及其制备方法，尤其是涉及了一种抗紫外聚酯缆绳及其制备方法。

背景技术：

1、聚酯纤维具有强度高、耐疲劳、低蠕变等优点，由其制造的聚酯缆绳被广泛应用在船舶、海洋、建筑和运输等领域。聚酯缆绳在使用过程中经常受到摩擦，且受力张紧。聚酯缆绳往往通过涂敷涂层，以提高耐磨性能等。聚氨酯是目前常用的聚酯缆绳涂料之一，因为其形成的涂层致密且防护性能优异。然而，在户外使用的聚酯缆绳，其表面的聚氨酯涂层会长时期受到紫外线的影响，从而影响使用寿命。

2、目前，对聚氨酯进行抗紫外性能改性的方法主要包括添加型和反应型两种。与添加型相比，反应型通过参与合成过程而引入聚氨酯的分子链中，从而在提高抗紫外性能的同时可以保持聚氨酯固有的性能。目前，已经报道的反应型抗紫外聚氨酯有很多种，但是其应用到聚酯缆绳时的抗紫外性能仍不理想。因此，研发具有优异抗紫外性能的聚酯缆绳及聚氨酯涂层是目前亟需解决的难题。

技术实现思路

1、为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种抗紫外聚酯缆绳及其制备方法。本发明制备方法简便，所得聚酯缆绳抗紫外、阻燃性能好，在船舶、海洋、建筑和运输等领域具有广阔的应用前景。

2、为达到上述目的，本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

3、一、一种抗紫外聚酯缆绳：

4、所述聚酯缆绳表面覆有含磷氮苯砜结构的聚氨酯涂层，

5、所述含磷氮苯砜结构的聚氨酯的化学结构式如下所示：

6、

7、所述含磷氮苯砜结构的聚氨酯主要由二异氰酸酯、多元醇、含磷氮苯砜单体、扩链剂以及亲水扩链剂聚合而成。

8、所述含磷氮苯砜单体结构在聚氨酯中的摩尔含量为1-15％，也即在二异氰酸酯、多元醇、含磷氮苯砜单体、扩链剂以及亲水扩链剂总量中的摩尔含量为1-15％，化学结构式如下所示：

9、

10、所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯中的至少一种；

11、所述多元醇为聚丙二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇中的至少一种；

12、所述扩链剂为1，4-丁二醇、乙二醇、己二醇中的至少一种；

13、所述亲水扩链剂为2，2-二羟甲基丙酸、2，2-二羟甲基丁酸中的至少一种。

14、二、一种抗紫外聚酯缆绳的制备方法，方法包括以下步骤：

15、步骤1)利用多种化合物制备获得含磷氮苯砜单体结构；

16、步骤2)在氮气氛围下，将二异氰酸酯、多元醇、亲水扩链剂和催化剂在一定温度下反应，降温后再加入步骤1)得到的含磷氮苯砜单体结构和扩链剂，然后加入n,n-二甲基甲酰胺，继续反应得到预聚体；

17、步骤3)将步骤2)得到的预聚体降温、中和处理后，加入去离子水搅拌，得到所述的含磷氮苯砜结构的聚氨酯溶液；

18、步骤4)将聚酯缆绳在步骤3)中得到的含磷氮苯砜结构的聚氨酯溶液中充分浸泡，取出聚酯缆绳，烘干；

19、步骤5)重复步骤4)若干次，得到所述的抗紫外聚酯缆绳。

20、所述步骤1)具体为：是以四氢呋喃为溶剂，将4，4’-二氨基二苯砜、对羟基苯甲醛在一定温度下反应，升温后加入9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物继续反应，冷却至常温，真空过滤，用四氢呋喃洗涤至滤液无色，真空干燥，得到含磷氮苯砜单体结构。

21、所述步骤1)中，将4，4’-二氨基二苯砜、对羟基苯甲醛在50-60℃下搅拌反应3-5h，升温至70-80℃加入9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物继续反应10-12h；

22、所述步骤1)中，4，4’-二氨基二苯砜、对羟基苯甲醛和9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物加入的摩尔比为1：2：4。

23、所述步骤2)中，将二异氰酸酯、多元醇、亲水扩链剂和催化剂在70-85℃下搅拌反应1-3h，降温至60-75℃，加入步骤1)得到的含磷氮苯砜单体和扩链剂，加入n,n-二甲基甲酰胺，再继续反应3-7h；

24、n,n-二甲基甲酰胺的加入量为：每1g含磷氮苯砜单体，加10-15mln,n-二甲基甲酰胺；

25、所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的至少一种。

26、所述步骤3)中，将预聚体降温至45-50℃，加入中和剂中和20-30min，倒入去离子水，在500-800r/min的速度搅拌20-30min；

27、所述中和剂为三乙胺、三乙醇胺中的至少一种。

28、所得含磷氮苯砜结构的聚氨酯的固含量为25-35％。

29、所述步骤2)和步骤3)中，二异氰酸酯、多元醇、亲水扩链剂、含磷氮苯砜单体、催化剂、扩链剂以及中和剂加入的摩尔比为：55-60∶15-20∶1-1.5∶0.5-2.5∶0.01-0.013∶0.3-0.1∶0.8-0.9。

30、本发明是在聚酯缆绳表面覆有含磷氮苯砜结构的聚氨酯涂层；方法是将4，4’-二氨基二苯砜、对羟基苯甲醛、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物反应，得到含磷氮苯砜单体；将二异氰酸酯、多元醇、亲水扩链剂、含磷氮苯砜单体和扩链剂反应，得到预聚体；将预聚体降温、中和，加去离子水，得到含磷氮苯砜结构的聚氨酯；将聚酯缆绳在含磷氮苯砜结构的聚氨酯溶液中浸泡，取出聚酯缆绳，烘干；重复若干次，得到所述的抗紫外聚酯缆绳。

31、本发明的聚酯缆绳具有抗紫外、阻燃功能，制备方法简便，在船舶、海洋、建筑和运输等领域具有广阔的应用前景。

32、本发明的有益效果：

33、本发明制备方法简便，所得聚酯缆绳表面覆有含磷氮苯砜结构的聚氨酯涂层，聚氨酯分子主链中引入含磷氮苯砜单体，含磷氮苯砜单体由4，4’-二氨基二苯砜、对羟基苯甲醛、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物反应而成。

34、本发明的含磷氮苯砜结构的聚氨酯涂层集合了4，4’-二氨基二苯砜、对羟基苯甲醛、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的特征苯环结构等，赋予聚酯缆绳优异的抗紫外线性能。而且，含磷氮苯砜结构的聚氨酯涂层的特征苯环结构、磷元素、氮元素等使得其热分解稳定性和阻燃性能较好，可以提高成炭效率并抑制熔体滴落，进而提高聚酯缆绳的阻燃性能。所得聚酯缆绳在船舶、海洋、建筑和运输等领域具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种抗紫外聚酯缆绳，其特征在于：所述聚酯缆绳表面覆有含磷氮苯砜结构的聚氨酯涂层，所述含磷氮苯砜结构的聚氨酯的化学结构式如下所示：

2.根据权利要求1所述的一种抗紫外聚酯缆绳，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种抗紫外聚酯缆绳，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种抗紫外聚酯缆绳，其特征在于：

5.一种应用于权利要求1-4任一所述抗紫外聚酯缆绳的制备方法，其特征在于，方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种抗紫外聚酯缆绳的制备方法，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的一种抗紫外聚酯缆绳的制备方法，其特征在于：

8.根据权利要求5所述的一种抗紫外聚酯缆绳的制备方法，其特征在于：

9.根据权利要求5所述的一种抗紫外聚酯缆绳的制备方法，其特征在于：

10.根据权利要求5所述的一种抗紫外聚酯缆绳的制备方法，其特征在于：

技术总结本发明公开了一种抗紫外聚酯缆绳及其制备方法。本发明是在聚酯缆绳表面覆有含磷氮苯砜结构的聚氨酯涂层；方法是将4，4’‑二氨基二苯砜、对羟基苯甲醛、9，10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物反应，得到含磷氮苯砜单体；将二异氰酸酯、多元醇、亲水扩链剂、含磷氮苯砜单体和扩链剂反应，得到预聚体；将预聚体降温中和加去离子水得到含磷氮苯砜结构的聚氨酯溶液；将聚酯缆绳在溶液中浸泡，取出聚酯缆绳烘干，重复此步骤，得到所述的抗紫外聚酯缆绳。本发明的聚酯缆绳具有抗紫外、阻燃功能，制备方法简便，在船舶、海洋、建筑和运输等领域具有广阔的应用前景。技术研发人员：张先明,张涛,甘佳怡受保护的技术使用者：现代纺织技术创新中心（鉴湖实验室）技术研发日：技术公布日：2024/12/2