CN102056737A - 包含水蒸气可透塑料箔的多层复合材料,其制备方法及用途 - Google Patents

包含水蒸气可透塑料箔的多层复合材料,其制备方法及用途 Download PDF

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Abstract

包含如下组分的多层复合材料:(A)水蒸气可透塑料箔,(B)任选至少一个粘合层和(C)具有贯穿整个聚氨酯层厚的毛细管的聚氨酯层。

Description

包含水蒸气可透塑料箔的多层复合材料,其制备方法及用途
本发明涉及包含如下组分的多层复合材料:
(A)水蒸气可透塑料箔,
(B)任选至少一个粘合层和
(C)具有贯穿整个聚氨酯层厚的毛细管的聚氨酯层。
本发明还涉及一种制备本发明多层复合材料的方法及其用途。
水蒸气可透塑料箔为大量高价值材料,特别是衣物件的构成部分。实例为已知的Sympatex和Goretex水蒸气可透塑料箔。不同的材料根据不同的机理为水蒸气可透的。
为通过使用水蒸气可透塑料箔制备外衣衣物,在许多情况下需要解决的问题是提供满足消费者与视觉和触感有关的美感且能有效粘合在所述水蒸气可透塑料箔上而不损害有利性能的外衣材料。
粒面革和绒面革具有吸引人的视觉和触感,但通常非常昂贵,且在许多情况下在透气性方面不是最佳的。正绒面革具有令人愉悦的触感,但通常很敏感且具有差的物理牢度。
本发明的目的是加工水蒸气可透塑料箔,使得它们保持水蒸气可透性能,还具有吸引人的视觉外观和令人愉悦的触感。本发明的目的还有提供如此加工的水蒸气可透塑料箔的用途。
我们发现该目的通过开头定义的多层复合材料实现。它们包含如下组分:
(A)水蒸气可透塑料箔,
(B)任选至少一个粘合层,和
(C)具有贯穿整个聚氨酯层厚的毛细管的聚氨酯层。
水蒸气可透塑料箔(A)(在本发明中也简称为箔(A)),在本发明中意指由合成聚合物构成的片状结构,其厚度可为0.5μm~1mm,优选1μm~0.5mm,更优选5μm~0.05mm。术语聚合物在本发明中包括共聚物。
“水蒸气可透”在本发明中意指根据德国标准规范DIN 53333,水蒸气渗透率或水蒸气透过速率(WVTR)为大于1mg/cm2·h的材料。
在本发明实施方案中,水蒸气可透塑料箔(A)包括不透液体聚集态水的水蒸气可透塑料箔。该“不透液体聚集态水”应在大气压或不大于2大气压下测定。
在本发明中,塑料为聚烯烃,优选为氟化,更优选为全氟化聚烯烃,例如聚四氟乙烯和四氟乙烯与其他含氟共聚单体,特别是六氟丙烯的共聚物。
聚烯烃,优选氟化聚烯烃的水蒸气可透塑料箔(A)特别地可通过机械膨胀赋予水蒸气可透性。聚烯烃,优选氟化聚烯烃的水蒸气可透塑料箔(A)可具有平均直径为1~50μm,特别是约10μm的孔。
在本发明实施方案中,箔(A)的无定形分数为约5%或更大。
制备膨胀箔(A)和它们的制备的实例描述于US 3,953,566中。
在本发明另一实施方案中,箔(A)为聚酯、聚酰胺和聚氨酯,优选化学改性聚酰胺或聚氨酯,特别是化学改性聚酯的箔。
特别地,化学改性聚酰胺、化学改性聚氨酯和化学改性聚酯分别包括亲水改性聚酰胺、聚氨酯和聚酯,其已通过掺入一种或多种聚醚如二甘醇、三甘醇、四甘醇或聚乙二醇而改性为亲水性的。它们也可分别称作聚醚-酰胺、聚醚-氨酯和聚醚-聚酯。
构成箔(A)的材料不同于构成聚氨酯层(C)的材料。
本发明的多层复合材料还包含至少一个具有贯穿整个聚氨酯层厚的毛细管的聚氨酯层(C)。具有贯穿整个聚氨酯层厚的毛细管的聚氨酯层(C)在本发明中也简称为聚氨酯层(C)。
在本发明实施方案中,聚氨酯层(C)的平均厚度为15~300μm,优选20~150μm,更优选25~80μm。
在本发明优选的实施方案中,聚氨酯层(C)具有贯穿整个聚氨酯层(C)厚(横截面)的毛细管。
在本发明实施方案中,聚氨酯层(C)具有平均每100cm2至少100,优选至少250个毛细管。
在本发明实施方案中,毛细管的平均直径为0.005~0.05mm,优选0.009~0.03mm。
在本发明实施方案中,毛细管均匀地分布在整个聚氨酯层(C)中。然而,
在本发明优选的实施方案中,毛细管不均匀地分布在整个聚氨酯层(C)中。
在本发明实施方案中,毛细管基本为弓形的。在本发明另一实施方案中,毛细管具有基本直线的路径。
毛细管赋予聚氨酯层(C)空气和水蒸气可透性而不需要穿孔。在本发明实施方案中,根据德国标准规范DIN 53333测量,聚氨酯层(C)的水蒸气渗透率可大于1.5mg/cm2·h。因此水分如汗可迁移通过聚氨酯层(C)。
在本发明实施方案中,除了毛细管,聚氨酯层(C)还具有不贯穿整个聚氨酯层(C)厚的孔。
在实施方案中,聚氨酯层(C)具有图案。图案可自由选择且可例如复制皮革或木材表面的图案。在本发明实施方案中,图案可复制正绒面革。
在本发明实施方案中,聚氨酯层(C)具有丝绒状外观。
在本发明实施方案中,图案可对应于丝绒表面,例如具有平均长度为20~500μm,优选30~200μm,更优选60~100μm的小绒毛。小绒毛例如可具有圆形直径。在本发明的具体实施方案中,小绒毛具有锥形形状。
在本发明实施方案中,聚氨酯层(C)具有一根绒毛与下一根的平均间隔为50~350μm,优选100~250μm的小绒毛。
当聚氨酯层(C)具有小绒毛时,关于平均厚度的描述适用于不包括小绒毛的聚氨酯层(C)。
聚氨酯层(C)优选通过至少一个粘合层(B)粘合在箔(A)上。
粘合层(B)可包含间断的,即不连续的层,优选为固化的有机粘合剂。
在本发明实施方案中,粘合层(B)包含以点形式、条形式或网格形式,例如以菱形、长方形、正方形或蜂窝结构形式施涂的层。在这种情况下,聚氨酯层(C)在粘合层(B)的间隙中与箔(A)接触。
在本发明实施方案中,粘合层(B)包含固化的有机粘合剂层,所述有机粘合剂例如基于聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯或特别是聚氨酯,优选基于玻璃化转变温度低于0℃的聚氨酯。
有机粘合剂例如可热、通过光化辐射或通过熟化而固化。
在本发明另一实施方案中,粘合层(B)包含粘合剂网。
在本发明实施方案中,粘合层(B)的最大厚度为100μm,优选50μm,更优选30μm,最优选15μm。
在本发明实施方案中,粘合层(B)可包含微球。在本发明中,微球为平均直径为5~20μm且由聚合材料,特别是卤化聚合物如聚氯乙烯或聚偏二氯乙烯或氯乙烯与偏二氯乙烯的共聚物构成的球形粒子。微球可为中空的,或优选填充有沸点稍低于室温的物质,例如正丁烷以及特别是异丁烷。
在本发明实施方案中,聚氨酯层(C)可通过至少两个具有相同或不同组成的粘合层(B)粘合在箔(A)上。一个粘合层(B)可包含颜料,而另一粘合层(B)不含颜料。
在一个变化方案中,一个粘合层(B)可包含微球,而另一粘合层(B)不包含微球。
在本发明实施方案中,本发明的多层复合材料可不具有其他层。在本发明另一实施方案中,本发明的多层复合材料可包含至少一个夹层(D),所述夹层(D)置于箔(A)与粘合层(B)之间、粘合层(B)与聚氨酯层(C)之间或两个粘合层(B)之间,其可为相同或不同的。夹层(D)选自皮革、织物、纸、合成皮革、开孔聚氨酯泡沫、织物负载的开孔聚氨酯和无纺布材料(无纺物),其中无纺布材料选自例如合成材料如聚丙烯或聚氨酯,特别是热塑性聚氨酯的无纺布。
在本发明上下文中,模具不构成夹层(D)的实施方案。
在本发明的多层复合材料包含至少一个夹层(D)的那些实施方案中,聚氨酯层(C)优选与夹层(D)直接接触且不是与箔(A)直接接触。
在本发明实施方案中,夹层(D)的平均直径(厚度)可为0.05mm~5cm,优选0.1mm~0.5cm,更优选0.2mm~2mm。
优选夹层(D)的水蒸气渗透率根据德国标准规范DIN 53333测量为大于1.5mg/cm2·h。
夹层(D)可例如通过粘合、针刺、缝纫或绗缝结合在一种或多种其他组分上。
本发明的多层复合材料具有高机械强度和牢度。它们也可为不透液体聚集态水的。它们还具有高水蒸气渗透率。溢出液体的液滴容易用例如布料除去。本发明的多层复合材料还具有吸引人的外观和非常愉悦的柔软手感。
当需要相应吸引人的包装时,本发明的多层复合材料例如可用作包装材料。另外,本发明的多层复合材料可为背面发泡(hinterformen)或背面模塑
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的,由此获得的结构组件可广泛用于例如汽车领域中。
本发明的多层复合材料还可用于衣物件或作为其构成部分的制造,所述衣物件例如夹克、裤子、外套、帽子、鞋(特别是鞋面),特别是任何类型的运动衣。
本发明进一步提供一种制备本发明多层复合材料的方法,在本发明中也称作本发明制备方法。本发明制备方法的实施方案通过如下进行:借助模具形成聚氨酯层(C),将至少一种有机粘合剂均匀地或局部地施涂在箔(A)上和/或聚氨酯层(C)上,然后将聚氨酯层(C)逐点、逐条或逐区域粘合在所述箔(A)上。
在本发明实施方案中,本发明的多层复合材料通过涂覆方法制备,首先提供聚氨酯薄膜(C),每种情况下用有机粘合剂局部(例如以图案的形式)涂覆至少箔(A)或聚氨酯薄膜(C)或二者的一面上,然后这两面相互接触。随后可将由此获得的体系再一起压制或热处理或热处理同时一起压制。
聚氨酯薄膜(C)形成本发明多层复合材料的随后的聚氨酯层(C)。聚氨酯薄膜(C)可如下制备:将水性聚氨酯分散体施涂在预热的模具上,使水蒸发,然后将得到的聚氨酯薄膜(C)转移至箔(A)。
水性聚氨酯分散体可通过常规方法,特别是通过喷涂,例如用喷枪施涂在模具上。
模具可具有图案,也称作结构化,例如通过激光雕刻或通过用凹模模塑产生。
本发明实施方案包括提供一种具有弹性体层或层状复合材料的模具,所述层状复合材料包含位于载体上的弹性体层,所述弹性体层包含粘合剂以及如果合适的话的其他添加剂和辅助材料。然后,提供模具可包括如下步骤:
1)将如果合适的话包含添加剂和/或辅助材料的液体粘合剂施涂在图案化的表面上,例如另一模具或原始图案上,
2)例如通过热固化、辐射固化或通过使其熟化而将粘合剂固化,
3)分离可由此获得的模具,如果合适的话将其施于载体,例如金属板或金属圆柱上。
本发明实施方案通过将液体聚硅氧烷施涂在图案上,使聚硅氧烷熟化并因此固化,然后剥离而进行。然后将聚硅氧烷薄膜粘附在铝载体上。
本发明优选的实施方案提供一种包含可激光雕刻层或包含位于载体上的可激光雕刻层的层状复合材料的模具,所述激光雕刻层包含粘合剂以及如果合适的话的其他添加剂和辅助材料。所述可激光雕刻层也优选为弹性体的。
在优选的实施方案中,提供模具包括如下步骤:
1)提供可激光雕刻层或包含位于载体上的可激光雕刻层的层状复合材料,所述可激光雕刻层包含粘合剂、还有优选的添加剂和辅助材料,
2)使所述可激光雕刻层热化学、光化学或光化增强,
3)使用激光在可激光雕刻层中雕刻,其中表面结构对应于表面结构化涂层的表面结构。
所述可激光雕刻层(优选为弹性体的)或层状复合材料可存在于载体上,并且优选存在于载体上。合适的载体的实例包括机织物和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺或聚碳酸酯的自支撑薄膜/薄片,优选PET或PEN自支撑薄膜/薄片。有用的载体同样包括纸和编织物,例如纤维素。作为载体,还可使用所述材料的圆锥形或圆柱形套筒。对于套筒而言,合适的还有玻璃纤维织物或包含玻璃纤维和构造聚合材料的复合材料。合适的载体材料还包括金属载体如铝、钢、可磁化弹簧钢或其他铁合金的固体或织物状、片状或圆柱状载体。
在本发明实施方案中,载体可涂覆有增粘层以使得可激光雕刻层更好地粘合。本发明另一实施方案不需要增粘层。
可激光雕刻层包含至少一种粘合剂,其可为在热化学增强过程中反应以形成聚合物的预聚物。合适的粘合剂可根据所需的可激光雕刻层或模具性能,例如硬度、弹性或柔韧性加以选择。合适的粘合剂可基本分为3组,但其目的不是将粘合剂限于这三组。
第一组包括具有烯属不饱和基团的那些粘合剂。烯属不饱和基团可光化学交联、热化学交联、通过电子束交联或通过其任何所需组合交联。另外,可通过填料力学增强。这种粘合剂例如为聚合形式的包含1,3-二烯单体如异戊二烯或1,3-丁二烯的那些。烯属不饱和基团可作为聚合物的链结构单元(1,4-聚合),或它可作为侧基键接在聚合物链上(1,2-聚合)。作为实例,可提及具有烯属不饱和基团的天然橡胶、聚丁二烯、聚异戊二烯、丁苯橡胶、丁腈橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、丁基橡胶、异戊苯橡胶、氯丁橡胶、聚降冰片烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)橡胶或聚氨酯弹性体。
其他实例包括烯基芳族化合物和1,3-二烯的热塑性弹性体嵌段共聚物。所述嵌段共聚物可包括线性嵌段共聚物或放射状嵌段共聚物。它们通常为A-B-A型三嵌段共聚物,但它们也可包含A-B型两嵌段聚合物,或具有多个交替弹性体和热塑性嵌段的那些如A-B-A-B-A。也可使用两种或更多种不同嵌段共聚物的混合物。市售的三嵌段共聚物通常包含一定比例的两嵌段共聚物。二烯单元可为1,2-或1,4-链接的。可使用苯乙烯-丁二烯型以及苯乙烯-异戊二烯型嵌段共聚物。它们例如以
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的商品名市售。也可使用具有苯乙烯末端嵌段和无规苯乙烯-丁二烯中间嵌段的热塑性弹性体嵌段共聚物,其可以
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的商品名获得。
具有烯属不饱和基团的其他粘合剂的实例包括可通过接枝反应将可交联基团引入到聚合分子中的改性粘合剂。
第二组包括具有官能团的那些粘合剂。所述官能团为可热化学交联的、可通过电子束交联的、可光化学交联的或可通过其任何所需组合交联的。另外,可通过填料力学增强。合适的官能团的实例包括-Si(HR1)O-、-Si(R1R2)O-、-OH、-NH2、-NHR1、-COOH、-COOR1、-COHN2、-O-C(O)NHR1、-SO3H或-CO-。粘合剂的实例包括聚硅氧烷弹性体、丙烯酸酯橡胶、乙烯-丙烯酸酯橡胶、乙烯-丙烯酸橡胶或乙烯-乙酸乙烯酯橡胶以及它们的部分水解衍生物、热塑性弹性体聚氨酯、磺化聚乙烯或热塑性弹性体聚酯。在式中,R1和如果存在的话的R2不同或优选相同,且各自选自有机基团,特别是C1-C6烷基。
本发明实施方案包括使用具有烯属不饱和基团和官能团二者的粘合剂。其实例包括具有官能团和烯属不饱和基团的加成交联聚硅氧烷弹性体,丁二烯与(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸或丙烯腈的共聚物,以及丁二烯或异戊二烯与具有官能团的苯乙烯衍生物的共聚物或嵌段共聚物,其实例为丁二烯和4-羟基苯乙烯的嵌段共聚物。
第三组粘合剂包括既不具有烯属不饱和基团也不具有官能团的那些。可提及例如聚烯烃或乙烯-丙烯弹性体或通过二烯单元氢化获得的产物,例如SEBS橡胶。
包含不具有烯属不饱和基团或官能团的粘合剂的聚合物层通常必须借助高能辐射或其组合进行力学增强,从而能借助激光获得最佳的整洁的可结构性(scharfkantige Strukturierbarkeit)。
也可使用两种或多种粘合剂的混合物,在这种情况下任何一种混合物中的两种或多种粘合剂都可仅仅来自所述组中的一组或可来自两组或所有这三组。可能的组合仅限于必须不对聚合物层的激光结构化操作和凹模操作的适合性产生不利影响。可有利地使用例如至少一种不具有官能团的弹性体粘合剂与至少一种具有官能团或烯属不饱和基团的其他粘合剂的混合物。
在本发明实施方案中,一种或多种粘合剂在弹性体层或具体的可激光雕刻层中的比例基于具体的弹性体层或具体的可激光雕刻层的所有组分的总和为30~99重量%,优选40~95重量%,最优选50~90重量%。
在本发明实施方案中,聚氨酯层(C)借助聚硅氧烷模具形成。本发明中的聚硅氧烷模具为使用至少一种每分子具有至少1个,优选至少3个O-Si(R1R2)-O-基团的粘合剂制备的模具,其中变量各自如上定义。
任选所述弹性体层或可激光雕刻层可包含反应性低分子量或低聚化合物。低聚化合物的分子量通常为不大于20000g/mol。反应性低分子量和低聚化合物在下文中简称为单体。
如果需要的话,可加入单体以提高光化学或热化学交联或高能辐射交联的速率。当使用来自第一和第二组的粘合剂时,加入单体以加速反应通常不是绝对必需的。在来自第三组的粘合剂的情况下,单体的加入通常是可取的,但在每种情况下不是绝对必需的。
不管交联速率的问题,单体也可用于控制交联密度。取决于加入的低分子量化合物的种类和用量,获得更宽或更窄的交联网络。可首先使用已知的烯属不饱和单体。单体应与粘合剂基本相容且具有至少一个光化学或热化学反应性基团。它们应为不挥发的。优选地,合适的单体的沸点为至少150℃。特别合适的有丙烯酸或甲基丙烯酸与单-或多官能醇的酰胺、胺、氨基醇或羟基醚和羟基酯、苯乙烯或取代的苯乙烯、富马酸或马来酸的酯,或烯丙基化合物。其实例包括丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、二(甲基)丙烯酸1,4-丁二醇酯、二丙烯酸1,6-己二醇酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯、二丙烯酸1,9-壬二醇酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、富马酸二辛酯、N-十二烷基马来酰亚胺和异氰脲酸三烯丙酯。
适于热化学增强的单体特别包括反应性低分子量聚硅氧烷如环状硅氧烷、Si-H-官能硅氧烷、具有烷氧基或酯基的硅氧烷、含硫硅氧烷和硅烷,二醇如1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇,二胺如1,6-己二胺、1,8-辛二胺、氨基醇如乙醇胺、二乙醇胺、丁基乙醇胺,二羧酸如1,6-己二酸、对苯二甲酸、马来酸或富马酸。
也可使用具有烯属不饱和基团和官能团二者的单体。作为实例可提及(甲基)丙烯酸ω-羟基烷基酯,例如单(甲基)丙烯酸乙二醇酯、单(甲基)丙烯酸1,4-丁二醇酯或单(甲基)丙烯酸1,6-己二醇酯。
当然也可使用不同单体的混合物,条件是混合物不会对弹性体层的性能产生不利影响。通常,加入的单体量基于弹性体层或具体可激光雕刻层的所有组分的量为0~40重量%,优选1~20重量%。
在一个实施方案中,一种或多种单体可与一种或多种催化剂一起使用。因此可通过加入一种或多种酸促进聚硅氧烷模具或借助有机锡化合物以促进提供模具的步骤2)。合适的有机锡化合物可为:二月桂酸二正丁基锡、二辛酸二正丁基锡、二-2-乙基己酸二正丁基锡、二-2-乙基己酸二正辛基锡和二正丁基双(1-氧代新癸氧基)锡烷。
弹性体层或可激光雕刻层还可包含添加剂和辅助材料如IR吸收剂、染料、分散剂、抗静电剂、增塑剂或磨料颗粒。这种添加剂和辅助材料基于弹性体层或具体可激光雕刻层的所有组分的量通常应不超过30重量%。
弹性体层或可激光雕刻层可由多个独立的层构建。这些独立的层可具有相同的材料组成、基本相同的材料组成或不同的材料组成。可激光雕刻层或所有独立的层的厚度通常为0.1~10mm,优选0.5~3mm。厚度可根据激光雕刻操作和凹模操作的与用途和机器有关的加工参数而适当地加以选择。
弹性体层或可激光雕刻层还可任选包含厚度不大于300μm的顶层。这种顶层的组成可根据最佳可雕刻性和机械稳定性加以选择,同时下层的组成根据最佳硬度或弹性加以选择。
在本发明实施方案中,顶层本身为可激光雕刻的或在激光雕刻操作过程可与下层一起移除。顶层包含至少一种粘合剂。其还可包含激光辐射吸收剂或单体或辅助剂。
在本发明实施方案中,聚硅氧烷模具包括借助于激光雕刻而结构化的聚硅氧烷模具。
对于本发明方法而言,非常特别有利的是使用热塑性弹性体粘合剂或聚硅氧烷弹性体。当使用热塑性弹性体粘合剂时,制备优选通过在载体薄膜/薄片与覆盖薄膜/薄片或覆盖元件之间进行挤出,其后压延而进行,例如如EP-A 0084851中关于柔性版印刷元件所公开的。甚至相当厚的层也可这样以简单操作制备。多层元件可通过共挤出制备。
为借助激光雕刻使模具结构化,优选在激光雕刻操作之前通过加热(热化学)、通过曝露于UV光(光化学)或通过曝露于高能辐射(光化)或其任意所需组合而增强可激光雕刻层。
其后,通过例如粘合带、减压、夹紧装置或磁力将可激光雕刻层或层状复合材料施涂在例如塑料、玻璃纤维增强塑料、金属或泡沫的圆柱形(临时)载体上并按照上文所述进行雕刻。或者,也可将甲面层或层状复合材料按照上文所述进行雕刻。任选地,使用旋转圆筒洗涤机或连续洗涤机将可激光雕刻层用洗涤剂洗涤以除去激光雕刻操作过程中的雕刻残余物。
所述模具可以以描述为凹模或凸模的方式制备。
在第一个变化方案中,模具具有凹模结构,使得可粘合在箔(A)上的涂层可直接通过将液体塑料材料施涂在模具表面,随后使聚氨酯固化而获得。
在第二个变化方案中,模具具有凸模结构,使得首先通过由激光结构化的凸模制备的凹模来制备凹模。可粘合在片状载体上的涂层然后可通过将液体塑料材料施涂在凹模表面上,随后使塑料材料固化而由此凹模获得。
优选地,在所述模具中可雕刻有尺寸为10~500μm的结构元件。所述结构元件可为凸起或凹陷形式。优选所述结构元件具有简单的几何形状,例如为圆形、椭圆形、正方形、菱形、三角形和星形。所述结构元件可形成规则或不规则的格栅(Raster)。实例为传统点状格栅或随机格栅,例如调频格栅。
在本发明实施方案中,模具通过使用激光在模具中切出平均深度为50~250μm且中心距为50~250μm的孔而结构化。
例如,模具以使得模具表面具有直径为10~500μm的孔的方式进行雕刻。模具表面上的直径优选为20~250μm,更优选为30~150μm。孔间距例如可为10~500μm,优选为20~200μm,更优选至多80μm。
在本发明实施方案中,模具优选具有细表面结构以及粗表面结构。粗结构和细结构都可通过激光雕刻产生。细结构例如可具有粗糙度幅度为1~30μm且粗糙度频率为0.5~30μm的微粗糙度。微粗糙度的尺寸优选为1~20μm,更优选为2~15μm,更优选为3~10μm。
IR激光特别适于激光雕刻。然而,也可使用具有更短波长的激光,条件是激光具有足够的强度。例如,可使用二倍频(532nm)或三倍频(355nm)Nd-YAG激光器,或准分子激光器(例如248nm)。激光雕刻操作可使用例如波长为10640nm的CO2激光器。特别优选使用波长为600~2000nm的激光器。可使用例如Nd-YAG激光器(1064nm)、IR二极管激光器或固态激光器。特别优选Nd/YAG激光器。要雕刻的图像信息直接由布图计算机系统传输至激光设备。激光器可连续或以脉冲模式运行。
获得的模具可在制备后直接使用。如果需要的话,还可将获得的模具清洗。这种清洗步骤从表面上除去松散的但可能仍未完全分离的层组分。通常,简单地用水、水/表面活性剂、醇或惰性有机清洗剂(优选低溶胀的)处理是足够的。
在另一步骤中,将聚氨酯的水性配制剂施涂在模具上。施涂可优选通过喷涂方式进行。当施涂聚氨酯配制剂时应已将模具加热至例如至少80℃,优选至少90℃的温度。聚氨酯水性配制剂的水蒸发并在固化聚氨酯层中形成毛细管。
与聚氨酯分散体相关的“水性”应理解为意指聚氨酯分散体包含水,而有机溶剂基于分散体为小于5重量%,优选小于1重量%。特别优选不存在可检测的挥发性有机溶剂。在本发明中挥发性有机溶剂为在标准压力下沸点至多为200℃的有机溶剂。
水性聚氨酯分散体的固含量可为5~60重量%,优选10~50重量%,更优选25~45重量%。
聚氨酯(PU)是公知的,市售的,且通常由相当高分子量多羟基化合物如聚碳酸酯、聚酯或聚醚链段的软相和由低分子量扩链剂和二-或多异氰酸酯形成的氨基甲酸酯硬相构成。
制备聚氨酯(PU)的方法是公知常识。通常聚氨酯(PU)通过如下反应制备:
(a)异氰酸酯,优选二异氰酸酯,与
(b)异氰酸酯反应性化合物,其分子量(Mw)通常为500~10000g/mol,优选500~5000g/mol,更优选800~3000g/mol,和
(c)分子量为50~499g/mol的扩链剂,如果合适的话在
(d)催化剂,
(e)和/或常规添加剂材料的存在下反应。
下文中,将以例举方式描述制备优选的聚氨酯(PU)的起始组分和方法。
现在以例举方式描述通常用于聚氨酯(PU)的制备中的组分(a)、(b)、(c)以及如果合适的话(d)和(e):
作为异氰酸酯(a),可使用公知的脂族、脂环族、芳脂族和/或芳族异氰酸酯,实例为三-、四-、五-、六-、七-和/或八亚甲基二异氰酸酯、2-甲基五亚甲基1,5-二异氰酸酯、2-乙基亚丁基1,4-二异氰酸酯、五亚甲基1,5-二异氰酸酯、亚丁基1,4-二异氰酸酯、1-异氰酸根合-3,3,5-三甲基-5-异氰酸根合甲基环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯,IPDI)、1,4-和/1,3-双(异氰酸根合甲基)环己烷(HXDI)、1,4-环己烷二异氰酸酯、1-甲基-2,4-和/或-2,6-环己烷二异氰酸酯和/或4,4’-、2,4’-和2,2’-二环己基甲烷二异氰酸酯、2,2’-、2,4’和/或4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、2,4-和/或2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯、3,3’-二甲基联苯二异氰酸酯、1,2-二苯基乙烷二异氰酸酯和/或苯二异氰酸酯。优选使用4,4’-MDI。还优选脂族二异氰酸酯,特别是六亚甲基二异氰酸酯(HDI),特别优选芳族二异氰酸酯,例如2,2’-、2,4’-和/或4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和上述异构体的混合物。
作为异氰酸酯反应性化合物(b),可使用公知的异氰酸酯反应性化合物,实例为聚酯醇、聚醚醇和/或聚碳酸酯二醇,其通常也归入术语“多元醇”下,其分子量(Mw)为500~8000g/mol,优选600~6000g/mol,特别是800~3000g/mol,优选相对于异氰酸酯而言其平均官能度为1.8~2.3,优选1.9~2.2,特别是2。优选使用聚醚多元醇,例如基于公知的引发物质和常规烯化氧如环氧乙烷、1,2-环氧丙烷和/或1,2-环氧丁烷的那些,优选基于聚四氢呋喃(聚THF)、1,2-环氧丙烷和环氧乙烷的聚醚醇。聚醚醇的优点在于其具有高于聚酯醇的水解稳定性,优选将其用作组分(b),特别是用于制备软质聚氨酯型聚氨酯(PU1)。
作为聚碳酸酯二醇,可特别提及脂族聚碳酸酯二醇,例如聚碳酸1,4-丁二醇酯和聚碳酸1,6-己二醇酯。
作为聚酯二醇,将提及可通过将至少一种伯二醇,优选至少一种伯脂族二醇如乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇或更优选的1,4-二羟基甲基环己烷(作为异构体混合物)或上述二醇中至少两种的混合物,与至少一种,优选至少两种二羧酸或它们的酐缩聚而获得的那些。优选的二羧酸为脂族二羧酸如己二酸、戊二酸、琥珀酸和芳族二羧酸如邻苯二甲酸,特别是间苯二甲酸。
聚醚醇优选通过将烯化氧,特别是环氧乙烷、环氧丙烷及其混合物在高活性催化剂的存在下加成到二元醇如乙二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、1,3-丙二醇上,或加成到三元醇如甘油上而制备。这种高活性催化剂例如为氢氧化铯和二金属氰化物催化剂,也称作DMC催化剂。六氰基钴酸锌为通常使用的DMC催化剂。DMC催化剂可在反应后残留在聚醚醇中,但优选将其除去(例如通过沉降或过滤)。
可使用各种多元醇的混合物,而不仅仅使用一种多元醇。
为改善分散性,异氰酸酯反应性化合物(b)还可包括一部分一种或多种具有羧酸基团或磺酸基团的二醇或二胺(b’),特别是1,1-二羟甲基丁酸、1,1-二羟甲基丙酸或下式化合物的碱金属或铵盐:
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有用的扩链剂(c)包括公知的分子量为50~499g/mol且具有至少2个官能团的脂族、芳脂族、芳族和/或脂环族化合物,优选每分子正好具有两个官能团的化合物,实例为亚烷基中具有2~10个碳原子的二胺和/或链烷二醇,特别是1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇和/或每分子具有3-8个碳原子的二-、三-、四-、五-、六-、七-、八-、九-和/或十亚烷基二醇,优选相应的低聚-和/或聚丙二醇,也可使用扩链剂(c)的混合物。
组分(a)~(c)特别优选包含双官能化合物,即二异氰酸酯(a)、双官能多元醇(优选聚醚醇(b))和双官能扩链剂(优选二醇)。
特别地促进二异氰酸酯(a)的NCO基团与结构单元组分(b)和(c)的羟基之间反应的有用催化剂(d)为常规叔胺,例如三乙胺、二甲基环己胺、N-甲基吗啉、N,N’-二甲基哌嗪、2-(二甲基氨基乙氧基)乙醇、二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)和类似的叔胺,特别是有机金属化合物如钛酯、铁化合物如乙酰丙酮铁(III)、锡化合物如二乙酸锡、二辛酸锡、二月桂酸锡或脂族羧酸的二烷基锡盐如二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡等。催化剂通常以0.0001~0.1重量份每100重量份组分(b)的量使用。
除了催化剂(d),也可在组分(a)~(c)中加入助剂和/或添加剂(e)。可提及例如发泡剂,防粘连剂,表面活性物质,填料如基于纳米粒子的填料,特别是基于CaCO3的填料,成核剂,助流剂,染料和颜料,抗氧化剂(例如抗水解、光、热或变色),无机和/或有机填料,增强剂和增塑剂,金属钝化剂。在优选的实施方案中,组分(e)还包括水解稳定剂如聚合和低分子量碳二亚胺。软质聚氨酯优选包含基于所述软质聚氨酯总重为0.1~5重量%的三唑和/或三唑衍生物和抗氧化剂。有用的抗氧化剂通常为抑制或防止要保护的塑料材料中不期望的氧化过程的物质。通常,抗氧化剂为市售的。抗氧化剂的实例为位阻酚、芳族胺、硫协同剂、三价磷的有机磷化合物和位阻胺光稳定剂。位阻酚的实例参见Plastics Additive Handbook,第5版,H.Zweifel等,Hanser Publishers,Munich,2001([1]),第98~107页和第116~121页。芳族胺的实例参见[1]中第107~108页。硫协同剂的实例在[1]中第104~105页和第112~113页中给出。亚磷酸盐的实例参见[1]中第109~112页。位阻胺光稳定剂的实例在[1]中第123~136页中给出。酚类抗氧化剂优选以抗氧化剂混合物的形式使用。在优选的实施方案中,抗氧化剂,特别是酚类抗氧化剂的摩尔质量为大于350g/mol,更优选大于700g/mol,最大摩尔质量(Mw)不大于10000g/mol,优选不大于3000g/mol。它们还优选具有不高于180℃的熔点。还优选使用非晶或液体抗氧化剂。也可使用两种或多种抗氧化剂的混合物作为组分(e)。
除了所述组分(a)、(b)和(c)和如果合适的话的(d)和(e),也可使用分子量通常为31~3000g/mol的链调节剂(链终止剂)。这种链调节剂为仅具有一个异氰酸酯反应性官能团的化合物,实例为单官能醇、单官能胺和/或单官能多元醇。这种链调节剂可将流动行为,特别是在软质聚氨酯的情况下调节至特定值。链调节剂通常可以以基于100重量份组分(b)为0~5重量份,优选0.1~1重量份的量使用,且根据定义归为组分(c)内。
除了所述组分(a)、(b)和(c)和如果合适的话的(d)和(e),在聚氨酯形成反应结束后,也可使用具有两个或更多个异氰酸酯反应性基团的交联剂,例如水合肼。
为调节聚氨酯(PU)的硬度,组分(b)和(c)可在相对宽的摩尔比范围内选择。有用的是组分(b)与总扩链剂(c)的摩尔比为10∶1~1∶10,特别是1∶1~1∶4,软质聚氨酯的硬度随(c)含量的提高而增大。制备聚氨酯(PU)的反应可以以0.8至1.4∶1的指数,优选以0.9至1.2∶1的指数,更优选以1.05至1.2∶1的指数进行。所述指数定义为用于反应中的组分(a)的所有异氰酸酯基与组分(b)和如果合适的话的(c)以及如果合适的话作为链终止剂的单官能异氰酸酯反应性组分(如一元醇)的异氰酸酯反应性基团(即活性氢)之比。
聚氨酯(PU)可通过常规方法连续(例如通过一次成型或预聚物法),或通过常规预聚物操作间歇制备。在这些方法中,反应物组分(a)、(b)、(c)和如果合适的话的(d)和/或(e)可依次或同时混合,并立即进行反应。
聚氨酯(PU)可以以常规方式分散在水中,例如通过将聚氨酯(PU)溶于丙酮中,或作为溶液在丙酮中制备,将所述溶液与水混合,然后除去丙酮(例如通过蒸馏)。在一个变化方案中,聚氨酯(PU)作为溶液在N-甲基吡咯烷酮或N-乙基吡咯烷酮中的制备,与水混合并除去N-甲基吡咯烷酮或N-乙基吡咯烷酮。
在本发明实施方案中,本发明的水性分散体包含两种不同的聚氨酯——聚氨酯(PU1)和聚氨酯(PU2),其中聚氨酯(PU1)为按照上文关于聚氨酯(PU)所述构造的所谓软质聚氨酯,和至少一种硬质聚氨酯(PU2)。
硬质聚氨酯(PU2)原则上可类似于软质聚氨酯(PU1)制备,但使用其他异氰酸酯反应性化合物(b)或其他异氰酸酯反应性化合物(b)的混合物,在本发明中也称作异氰酸酯反应性化合物(b2)或简称为化合物(b2)。
化合物(b2)的实例特别为1,4-丁二醇、1,6-己二醇和新戊二醇,其彼此混合或与聚乙二醇混合。
在本发明的一个变化方案中,二异氰酸酯(a)和聚氨酯(PU2)各自为二异氰酸酯的混合物,例如HDI与IPDI的混合物,其中对于制备硬质聚氨酯(PU2)而言,选择比制备软质聚氨酯(PU1)更大比例的IPDI。
在本发明实施方案中,聚氨酯(PU2)的肖氏A硬度为大于60至不大于100,其中肖氏A硬度根据德国标准规范DIN 53505在3秒以后测定。
在本发明实施方案中,聚氨酯(PU)具有通过激光散射测定的100~300nm,优选120~150nm的平均粒径。
在本发明实施方案中,软质聚氨酯(PU1)具有通过激光散射测定的100~300nm,优选120~150nm的平均粒径。
在本发明实施方案中,聚氨酯(PU2)具有通过激光散射测定的100~300nm,优选120~150nm的平均粒径。
水性聚氨酯分散体还可包含至少一种固化剂,其也可称作交联剂。将能使多个聚氨酯分子交联在一起(例如在热活化下)的化合物用作固化剂。特别合适的为基于三聚二异氰酸酯,特别是基于脂族二异氰酸酯如六亚甲基二异氰酸酯的交联剂。非常特别优选式Ia或Ib的交联剂,在本发明中也简称为化合物(V):
Figure BPA00001275586500171
其中R3、R4和R5可不同或优选相同且各自选自A1-NCO和A1-NH-CO-X,
其中:
A1为具有2~20个碳原子的间隔基,其选自未被取代或被1~4个C1-C4烷基取代的亚芳基,亚烷基和亚环烷基例如1,4-亚环己基。优选的间隔基A1为亚苯基,特别是对亚苯基,以及苯亚甲基,特别是对苯亚甲基,和C2-C12亚烷基如亚乙基(CH2CH2),以及-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)5-、-(CH2)6-、-(CH2)8-、-(CH2)10-、-(CH2)12-。
X选自O(AO)xR6,其中:
AO为C2-C4烯化氧,例如氧化丁烯,特别是氧化乙烯(CH2CH2O)和氧化丙烯(CH(CH3)CH2O)或(CH2CH(CH3)O),
x为1-50,优选5-25的整数,且
R6选自氢和C1-C30烷基,特别是C1-C10烷基,例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、1,2-二甲基丙基、异戊基、正己基、异己基、仲己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基、正壬基、正癸基,更优选C1-C4烷基如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基。
特别优选的化合物(V)为其中R3、R4和R5各自为同一(CH2)4-NCO、(CH2)6-NCO或(CH2)12-NCO的那些。
水性聚氨酯分散体可包含其他组分,例如:(f)具有反应性基团的聚硅氧烷化合物,在本发明中也称作聚硅氧烷化合物(f)。
聚硅氧烷化合物(f)的反应性基团的实例例如为羧酸基团、羧酸衍生物如羧酸甲酯或羧酸酐,特别是琥珀酸酐基团,更优选为羧酸基团。
反应性基团的实例还包括伯和仲氨基,例如NH(异C3H7)基团、NH(正C3H7)基团、NH(环C6H11)基团和NH(正C4H9)基团,特别是NH(C2H5)基团和NH(CH3)基团,最优选NH2基团。
还优选氨基烷基氨基如-NH-CH2-CH2-NH2基团、-NH-CH2-CH2-CH2-NH2基团、-NH-CH2-CH2-NH(C2H5)基团、-NH-CH2-CH2-CH2-NH(C2H5)基团、-NH-CH2-CH2-NH(CH3)基团、-NH-CH2-CH2-CH2-NH(CH3)基团。
一个或多个反应性基团直接或优选通过间隔基A2连接至聚硅氧烷化合物(f)上。A2选自未被取代或被1~4个C1-C4烷基取代的亚芳基,亚烷基和亚环烷基如1,4-亚环己基。优选的间隔基A2为亚苯基,特别是对亚苯基,以及苯亚甲基,特别是对苯亚甲基,和C2-C18亚烷基如亚乙基(CH2CH2),以及-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)5-、-(CH2)6-、-(CH2)8-、-(CH2)10-、-(CH2)12-、-(CH2)14-、-(CH2)16-和-(CH2)18-。
除了反应性基团,聚硅氧烷化合物(f)还包含非反应性基团,特别是二C1-C10烷基-SiO2基团或苯基-C1-C10烷基-SiO2基团,特别是二甲基-SiO2基团,以及如果合适的话的一个或多个Si(CH3)2-OH基团或Si(CH3)3基团。
在本发明实施方案中,聚硅氧烷化合物(f)具有平均每分子1-4个反应性基团。
在本发明有利的实施方案中,聚硅氧烷化合物(f)具有平均每分子1-4个COOH基团。
在本发明另一有利的实施方案中,聚硅氧烷化合物(f)具有平均每分子1-4个氨基或氨基烷基氨基。
聚硅氧烷化合物(f)包含链状或支链排列的Si-O-Si单元。
在本发明实施方案中,聚硅氧烷化合物(f)的分子量Mn为500~10000g/mol,优选至多5000g/mol。
当聚硅氧烷化合物(f)具有每分子两个或更多反应性基团时,这些反应性基团可直接或通过间隔基A2连接至Si-O-Si链上,其可连接在两个或更多硅原子上或成对地连接在同一硅原子上。
一个或多个反应性基团可直接或通过间隔基A2连接在聚硅氧烷化合物(f)的一个或多个末端硅原子上。在本发明另一实施方案中,一个或多个反应性基团直接或通过间隔基A2连接在聚硅氧烷化合物(f)的一个或多个非末端硅原子上。
在本发明实施方案中,水性聚氨酯分散体还包含:既不具有氨基,也不具有COOH基团的聚二C1-C4烷基硅氧烷(g),优选聚二甲基硅氧烷,在本发明中也简称为聚二烷基硅氧烷(g)或聚二甲基硅氧烷(g)。
聚二烷基硅氧烷(g)中的C1-C4烷基可不同或优选相同,且选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基,其中优选未支化的C1-C4烷基,特别优选甲基。
聚二烷基硅氧烷(g)以及优选的聚二甲基硅氧烷(g)优选包含具有Si-O-Si链的未支化聚硅氧烷,或每分子至多支化3次,优选不大于1次的硅氧烷。
聚二烷基硅氧烷(g),特别是聚二甲基硅氧烷(g)可具有一个或多个Si(C1-C4烷基)2-OH基团。
在本发明实施方案中,水性聚氨酯分散体包含:
总计20~30重量%聚氨酯(PU),或总计20~30重量%聚氨酯(PU1)和(PU2),
1~10重量%,优选2~5重量%固化剂,
1~10重量%聚硅氧烷化合物(f),
0~10重量%,优选0.5~5重量%聚二烷基硅氧烷(g)。
在本发明实施方案中,水性聚氨酯分散体包含:
10~30重量%软质聚氨酯(PU1)和
0~20重量%硬质聚氨酯(PU2)。
在本发明实施方案中,本发明水性分散体的固含量总计为5~60重量%,优选10~50重量%,更优选25~45重量%。
这些重量%各自适用于活性或固体成分,并基于本发明水性分散体的总量。补充至100重量%的其余组分优选为连续相,例如水或一种或多种有机溶剂与水的混合物。
在本发明实施方案中,水性聚氨酯分散体包含至少一种添加剂(h),其选自颜料、消光剂(Mattierungsmitteln)、光稳定剂、抗静电剂、防污剂、消声剂(Antiknarz)、增稠剂,特别是基于聚氨酯的增稠剂、以及微球。
在本发明实施方案中,水性聚氨酯分散体包含总计至多20重量%的添加剂(h)。
水性聚氨酯分散体还可包含一种或多种有机溶剂。合适的有机溶剂例如为醇如乙醇或异丙醇,特别是甘醇,二甘醇、三甘醇或四甘醇以及二或优选单C1-C4烷基醚化的甘醇、二甘醇、三甘醇或四甘醇。合适的有机溶剂的实例为乙二醇、丙二醇、丁二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、二丙二醇、1,2-二甲氧基乙烷、甲基三乙二醇(“甲基三甘醇”)和三甘醇正丁醚(“丁基三甘醇”)。
水性聚氨酯分散体可通过将聚氨酯(PU)、固化剂和聚硅氧烷化合物(f)与水和如果合适的话的一种或多种上述有机溶剂混合而制备。如果需要的话还混入聚二烷基硅氧烷(g)和添加剂(h)。混合可采用例如搅拌的形式。聚氨酯(PU)、固化剂、聚硅氧烷化合物(f)和水和如果合适的话的一种或多种上述有机溶剂以及如果需要的话的聚二烷基硅氧烷(g)和添加剂(h)的添加顺序可自由选择。
优选由分散在水中或水与有机溶剂的混合物中的聚氨酯(PU)或由分散的软质聚氨酯(PU1)和硬质聚氨酯(PU2)开始,并优选在搅拌下加入固化剂和聚硅氧烷化合物(f)以及如果需要的话的聚二烷基硅氧烷(g)和如果合适的话的一种或多种有机溶剂。然而,优选不加入有机溶剂。
在有利的实施方案中,作为添加剂(h)的实例,最后加入增稠剂,从而将水性聚氨酯分散体的粘度调节至所需值。
在聚氨酯层(C)固化后,例如通过剥离将其与模具分离以获得聚氨酯薄膜(C),其形成本发明多层复合材料中的聚氨酯层(C)。
在本发明制备方法的另一操作中,优选将有机粘合剂例如以点或条的形式非均匀地施涂在聚氨酯薄膜(C)或箔(A)上。在本发明一个变化方案中,将一种优选的有机粘合剂施涂在聚氨酯薄膜(C)上,并将一种优选的有机粘合剂施涂在箔(A)上,所述两种粘合剂例如通过一种或多种添加剂,或由于它们包含化学上不同的优选有机添加剂而区分。其后,将聚氨酯薄膜(C)和箔(A)粘合在一起,使得粘合剂层留在聚氨酯薄膜(C)与箔(A)之间。将一种或多种粘合剂通过例如热、借助光化辐射或通过熟化而固化,以获得本发明的多层复合材料。
在本发明实施方案中,将夹层(D)置于在箔(A)与粘合层(B)之间、粘合层(B)与聚氨酯层(C)之间或两个粘合层(C)之间。
夹层(D)如上定义。
放置可手动或机械地连续或间歇进行。
在本发明实施方案中,在为其提供粘合层(B)之前将箔(A)预处理。例如可用离子束或化学法(例如用分散的钠)将箔(A)变糙。当箔(A)包含氟化聚合物时,该方法是特别优选的。
本发明进一步提供本发明的多层复合材料作为或在制造包装材料如卡片纸、箱、盒、覆盖物、包装纸或包装物中的用途。所述包装材料也可一定程度地或主要用于装饰目的。本发明进一步提供由本发明的多层复合材料组成或通过使用其获得的包装材料。
本发明进一步提供本发明复合材料在制造衣物件,例如夹克、裤子、外套、帽子、鞋(特别是鞋面)和任何类型的运动衣中的用途。本发明进一步提供通过使用至少一种本发明复合材料获得的衣物件,例如夹克、裤子、外套、帽子、鞋(特别是鞋面)和任何类型的运动衣。
工作实施例进一步阐明本发明。
I.制备起始物料
I.1制备水性聚氨酯分散体Disp.1
将以下物质在搅拌容器中混合:
7重量%软质聚氨酯(PU1.1)的水性分散体(粒径:125nm,固含量:40%),其由作为二异氰酸酯的重量比为13∶10的六亚甲基二异氰酸酯(a1.1)和异佛尔酮二异氰酸酯(a1.2),作为二醇的分子量Mw为800g/mol且通过摩尔比为1∶1∶2的间苯二甲酸、己二酸和1,4-二羟基甲基环己烷(异构体混合物)缩聚而制备的聚酯二醇(b1.1),5重量%1,4-丁二醇(b1.2)以及3重量%单甲基化聚乙二醇(c.1)以及3重量%H2N-CH2CH2-NH-CH2CH2-COOH制备,所有重量%都基于聚酯二醇(b1.1),软质聚氨酯(PU1.1)的软化点:62℃,在55℃下开始软化,肖氏A硬度54;
65重量%硬质聚氨酯(PU2.2)的水性分散体(粒径:150nm),其可通过异佛尔酮二异氰酸酯(a1.2)、1,4-丁二醇、1,1-二羟甲基丙酸、水合肼和分子量为4200g/mol的聚丙二醇反应获得,软化点为195℃,肖氏A硬度86;
3.5重量%化合物(V.1)的70重量%溶液(在碳酸亚丙酯中):
Figure BPA00001275586500221
6重量%EP-A 0 738 747实施例2的聚硅氧烷化合物(f.1)的65重量%水性分散体;
2重量%炭黑;
0.5重量%基于聚氨酯的增稠剂;
1重量%聚偏二氯乙烯微球,其填充有异丁烷,直径20μm,例如可以以
Figure BPA00001275586500222
的商品名由Akzo Nobel商购。
这获得了固含量为35%,根据1996年5月DIN EN ISO 2431测定在23℃下动态粘度为25秒的水性分散体Disp.1。
I.2制备水性配制剂Disp.2
将以下在搅拌容器中混合:
7重量%软质聚氨酯(PU1.1)的水性分散体(粒径:125nm,固含量:40%),其由作为二异氰酸酯的重量比为13∶10的六亚甲基二异氰酸酯(a1.1)和异佛尔酮二异氰酸酯(a1.2),作为二醇的分子量Mw为800g/mol且通过摩尔比为1∶1∶2的间苯二甲酸、己二酸和1,4-二羟基甲基环己烷(异构体混合物)缩聚而制备的聚酯二醇(b1.1),5重量%1,4-丁二醇(b1.2),3重量%单甲基化聚乙二醇(c.1)以及3重量%H2N-CH2CH2-NH-CH2CH2-COOH制备,所有重量%都基于聚酯二醇(b1.1),软化点:62℃,在55℃下开始软化,肖氏A硬度54;
65重量%硬质聚氨酯(α2.2)的水性分散体(粒径:150nm),其可通过异佛尔酮二异氰酸酯(a1.2)、1,4-丁二醇(PU1.2)、1,1-二羟甲基丙酸、水合肼和分子量为4200g/mol的聚丙二醇(b1.3)反应获得,聚氨酯(PU2.2)的软化点为195℃,肖氏A硬度90;
3.5重量%化合物(V.1)的70重量%溶液(在碳酸亚丙酯中),NCO含量12%;
2重量%炭黑。
这获得了固含量为35%,根据1996年5月DIN EN ISO 2431测定在23℃下动态粘度为25秒的水性分散体Disp.2。
II.制备模具
将液体聚硅氧烷倒在具有全粒面小牛皮革图案的表面上。聚硅氧烷通过加入处于四乙氧基硅烷中的25重量%二正丁基双(1-氧代新癸氧基)锡烷溶液作为酸性固化剂而固化,以获得厚度平均为2mm的聚硅氧烷橡胶层,将其用作模具。将模具粘合在1.5mm厚的铝载体上。
III.将水性聚氨酯分散体施涂在获自II的模具上
将获自II的模具置于可加热的表面上并加热至91℃。然后通过喷嘴将Disp.1以88g/m2(湿)喷于其上。施涂期间不混入空气,这用直径为0.46mm的喷嘴在65巴的压力下进行。在此之后在91℃下固化直至表面不再发粘。
喷嘴位于自其下通过的表面上方20cm处,可在表面的输送方向上移动,并且可在表面的输送方向的横向上移动。表面通过喷嘴的时间为约14秒且温度为59℃。在曝露于85℃的干热空气流下约2分钟后,由此制备的聚氨酯薄膜(C.1)具有网状外观,且几乎不含水。
紧邻其后,在类似的装置中将Disp.2作为粘合层(B.1)以50g/m2(湿)施涂在如此涂覆的模具上,随后使其干燥。
这获得了涂覆有聚氨酯薄膜(C.1)和粘合层(B.1)的模具。
将厚度为5mm的基于铬鞣牛皮革的粒面革(D.1)用Disp.2以30g/m2(湿)喷涂。使如此喷涂的粒面革干燥数分钟。
IV.制备本发明的多层复合材料
其后,将喷涂的粒面革(D.1)以喷涂侧置于仍然是热的粘合层(B.1)上(粘合层(B.1)与聚氨酯薄膜(C.1)一起位于模具上)的方式放置,并在压机中在4巴和110℃下压制15秒。通过剥离除去模具。
其后,通过逐点粘合和缝制将具有平均直径为30μm的孔的膨胀的聚四氟乙烯箔(A.1)固定在涂覆的粒面革(D.1)内表面上。
由此获得的本发明多层复合材料MSV.1的显著之处在于具有愉悦的触感、与皮革表面相同的外观以及透气性。另外,本发明多层复合材料MSV.1容易清洗掉污染物如灰尘且对液体聚集态下的水而言是不可渗透的。
MSV.1用于制造夹克或鞋面。

Claims (16)

1.一种包含如下组分的多层复合材料:
(A)水蒸气可透塑料箔,
(B)任选至少一个粘合层和
(C)具有贯穿整个聚氨酯层厚的毛细管的聚氨酯层。
2.根据权利要求1的多层复合材料,其中水蒸气可透塑料箔(A)选自氟化聚合物和化学改性聚酯的自支撑薄膜/薄片。
3.根据权利要求1或2的多层复合材料,其中所述粘合层(B)包含固化的有机粘合剂层。
4.根据权利要求1~3中任一项的多层复合材料,其还包含选自皮革、织物、纸和无纺布材料的夹层(D)。
5.根据权利要求1~4中任一项的多层复合材料,其中所述聚氨酯层(C)具有丝绒状外观。
6.根据权利要求1~5中任一项的多层复合材料,其中粘合层(B)包含固化有机粘合剂的间断层。
7.根据权利要求1~6中任一项的多层复合材料,其中氟化聚合物包括聚四氟乙烯。
8.一种制备根据权利要求1~7中任一项的多层复合材料的方法,其包括借助模具形成聚氨酯层(C),将至少一种有机粘合剂均匀地或局部地施涂在塑料箔(A)上和/或聚氨酯层(C)上,然后将聚氨酯层(C)逐点、逐条或逐区域粘合在水蒸气可透塑料箔(A)上。
9.根据权利要求8的方法,其中聚氨酯层(C)借助聚硅氧烷模具形成。
10.根据权利要求8或9的方法,其中所述聚硅氧烷模具包括通过激光雕刻而结构化的聚硅氧烷模具。
11.根据权利要求8~10中任一项的方法,其中所述模具通过使用激光在模具中切割出平均深度为50~250μm且中心距为50~250μm的孔而结构化。
12.根据权利要求8~11中任一项的方法,其中夹层(D)置于塑料箔(A)与粘合层(B)之间,粘合层(B)与聚氨酯层(C)之间,或两个粘合层(B)之间。
13.根据权利要求1~7中任一项的多层复合材料作为包装材料的用途。
14.由根据权利要求1~7中任一项的多层复合材料构成或使用其获得的包装材料。
15.根据权利要求1~7中任一项的多层复合材料作为衣物件构成部分的用途。
16.一种通过使用根据权利要求1~7中任一项的多层复合材料获得的衣物件。
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