CN102166839B

CN102166839B - 干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜及其制备方法

Info

Publication number: CN102166839B
Application number: CN201010589327.9A
Authority: CN
Inventors: 夏汉忠
Original assignee: KUNSHAN HUARICH SYNTHETIC LEATHER CO Ltd
Current assignee: KUNSHAN HUARICH SYNTHETIC LEATHER CO Ltd
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2030-12-15
Also published as: CN102166839A

Abstract

本发明公开了一种干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜及其制备方法，该制备方法利用两种不同的水油两性聚氨酯树脂，分别作为面层及微多孔层的材料，涂布于PET薄膜或平面离型纸表面，在干燥烘房中，分别在一定条件下干燥、发泡、成形，最后冷却、离型、成卷，形成一种干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜。这种薄膜在结构上具有微多孔的形态，在性能上具有不膨润、防水、透湿、透气等性能。

Description

干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种防水透湿薄膜，尤其涉及一种干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜及其制备方法。

背景技术

近年来，随着登山、滑雪、航海等户外运动的蓬勃开展，以及一些强力部门（如军队、警察等）对服装面料的特殊需要而生产出具有防水透湿功能的服装面料。应用于这些功能性服装的材料主要是由多种功能性防水透湿薄膜复合制成的。其中有代表性的产品有：

①、TPU防水透湿薄膜：TPU防水透湿薄膜是一种均质无孔的薄膜，它采用具有亲水基团的聚氨酯弹性体TPU为主材料，利用流涎或吹塑工艺加工。这种薄膜耐水压高（通常>10000mmH2O，ISO811），透湿高，价格低廉。但是美中不足的是，这种薄膜熔点低（120℃左右），湿阻抗大，低温性能及复合后的泼水加工性不好等。

②、共聚多醚多酯薄膜：该薄膜也是一种均质无孔薄膜，系基于聚环氧乙烷和对苯二甲酸丁二酯的熔化挤出共聚薄膜。通过聚酯的变性处理引入聚醚基团，赋予薄膜亲水性及控制膨润性。该薄膜耐水压高（通常>10000mmH2O，ISO811），透湿高。但是缺点就是该薄膜生产价格高，并且由于无孔，薄膜的湿阻抗偏大，不透气。

③、PTFE薄膜：该薄膜是聚四氟乙烯经双向拉伸工艺而形成的微孔直径为0.14μm左右的功能薄膜。该薄膜的优点是：耐水压高，透湿性高，有透气性，并且产品适应温度范围广。但是同样的该薄膜生产价格高。并且长期穿着及水洗后，由于油污及表面活性剂作用，水压下降快，反而使薄膜失去了防水性。另外由于PTFE难于分解，关于它的环保问题一直有争论，因此欧盟禁止在衣服上使用它。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜及其制备方法，该方法制备的薄膜不仅环保、表面强度好，而且具有耐高水压、高透湿、透气、成本低等优点。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜的制备方法，其特征在于：所述聚氨酯微多孔防水透湿薄膜的制造方法主要包括以下步骤：

①用HR-1型聚氨酯树脂制成面层涂布乳液；将面层涂布乳液涂布于转移载体之上，然后干燥形成薄膜的面层；

所述的HR-1型聚氨酯树脂为含有溶剂的淡黄色透明微浊无黄变聚醚系水油两性聚氨酯树脂，该HR-1型聚氨酯树脂含有的溶剂是由异丙醇、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺按重量比为4.5：4.5：1混合组成，且该聚氨酯树脂的粘度为15000～25000cps/25℃，不挥发份为23.5～26.5%，100%modulus为4.0～5.0MPa，伸长率>500%，抗张强度>35MPa，热软化温度为175～185℃，水温25℃时的薄膜的水膨润率为0；

按重量百分比计，所述的面层涂布乳液由71～78wt%HR-1型聚氨酯树脂、20～22wt%异丙醇和甲苯的有机混合溶液、3～10wt%色浆组成，且异丙醇和甲苯的质量比为1：1，将所述配方比例的HR-1型聚氨酯树脂、异丙醇和甲苯的有机混合溶液、色浆投入到反应釜中进行搅拌混合，然后脱泡、过滤、密封等待，即得到粘度为200～800cps/25℃的面层涂布乳液；

②用HR-2型聚氨酯树脂制成发泡层涂布乳液，将该发泡层涂布乳液涂布在所述面层上，然后干燥、发泡形成微多孔层，同时树脂与交联剂反应，树脂完全固化，然后将薄膜从转移载体上离型出来，薄膜成卷，即制成干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜；

所述的HR-2型聚氨酯树脂为白色粘稠无黄变聚醚系水油两性聚氨酯树脂，其溶剂由甲基乙基酮/甲苯/水按重量比1:1:0.5～1混合组成，且该聚氨酯树脂的粘度为25000～35000cps/25℃，不挥发份为24～26%，100%modulus为3.0～5.0MPa，伸长率>500%，抗张强度>45MPa，热软化温度为170～180℃，水温25℃时的薄膜的水膨润率为0；

所述发泡层由A、B料两部分组成，按重量百分比计，A料由48～54wt%HR-2型聚氨酯树脂、24～26wt%甲基乙基酮、19～21wt%甲苯、0.8～1wt%架桥剂和3～4wt%色浆组成，且该A料组成为100wt%；B料由2wt%～4wt%泼水剂和97wt%～98wt%水混合组成；配制所述发泡层乳液时，先将所述B料预先混合，并搅拌均匀；然后将所述A料中的原料投入到配合釜中进行混合，并且在搅拌过程中徐徐加入B料，然后脱泡、过滤、密封等待，即得到粘度为400～1000cps/25℃的发泡层涂布乳液。

作为本发明的进一步的技术方案：

所述步骤①中将面层涂布乳液涂布于转移载体之上是通过上胶量为50～100g/m²的泵浦输送到密闭式涂布系统涂布于转移载体之上的，所述面层涂布厚度为0.10～0.20mm，所述干燥形成薄膜的面层的干燥条件为：在温度为80～120℃和风速为0.2～0.4m/s的条件下进行干燥2～3min；

所述步骤②中将发泡层涂布乳液涂布在所述面层上是通过上胶量为100～150g/m²的泵浦输送到密闭式涂布系统涂布在面层上，所述发泡层涂布厚度为0.20～0.60mm，所述干燥、发泡形成微多孔层的干燥条件为：在温度为80～120℃和风速为0.2～0.4m/s的条件下进行干燥2～3min。

所述的架桥剂为水性脂肪族异氰酸酯聚合物，所述泼水剂为氟碳化合物。

所述的转移载体为PET薄膜和平面离型纸之一。

所述PET薄膜的表面在涂布面层乳液前经电晕处理，所述平面离型纸的表面在涂布面层乳液前经硅酮处理。

一种由上述方法制备的干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜，所述薄膜为二层结构，一层为面层，另一层为微多孔层。所述薄膜的厚度为0.015～0.05mm，且该薄膜在ISO811静水压测试法测试的耐水压大于3000mmH₂O，在JIS L1099A1透湿性测试法测试的透湿度大于3000g/m²·24h，透气率可达0.5cm³/cm².sec。

本发明的有益效果是：利用两种不同的水油两性聚氨酯树脂，分别作为面层及微多孔层的材料，涂布于PET薄膜或平面离型纸表面，在干燥烘房中，分别在一定条件下干燥、发泡、成形，最后冷却、离型、成卷，形成一种干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜。这种薄膜在结构上具有微多孔的形态，在性能上具有不膨润、防水、透湿、透气等性能。

附图说明

图1为本发明薄膜的结构示意图。

结合附图，作以下说明：

1——面层 2——微多孔层

具体实施方式

一种干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜的制备方法，所述聚氨酯微多孔防水透湿薄膜的制造方法主要包括以下步骤：

①用HR-1型聚氨酯树脂制成面层涂布乳液；将面层涂布乳液涂布于转移载体之上，然后干燥形成薄膜的面层1；

上述的HR-1型聚氨酯树脂为含有溶剂的淡黄色透明微浊无黄变聚醚系水油两性聚氨酯树脂，该HR-1型聚氨酯树脂含有的溶剂是由异丙醇、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺按重量比为4.5：4.5：1混合组成，且该聚氨酯树脂的粘度为15000～25000cps/25℃，不挥发份为23.5～26.5%，100%modulus为4.0～5.0MPa，伸长率>500%，抗张强度>35MPa，热软化温度为175～185℃，水温25℃时的薄膜的水膨润率为0；

按重量百分比计，上述的面层涂布乳液由71～78wt%HR-1型聚氨酯树脂、20～22wt%异丙醇和甲苯的有机混合溶液、3～10wt%色浆组成，且异丙醇和甲苯的质量比为1：1，将所述配方比例的HR-1型聚氨酯树脂、异丙醇和甲苯的有机混合溶液、色浆投入到反应釜中进行搅拌混合，然后脱泡、过滤、密封等待，即得到粘度为200～800cps/25℃的面层涂布乳液；

②用HR-2型聚氨酯树脂制成发泡层涂布乳液，将该发泡层涂布乳液涂布在所述面层1上，然后干燥、发泡形成微多孔层2，同时树脂与交联剂反应，树脂完全固化，然后将薄膜从转移载体上离型出来，薄膜成卷，即制成干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜；

上述的HR-2型聚氨酯树脂为白色粘稠无黄变聚醚系水油两性聚氨酯树脂，其溶剂由甲基乙基酮/甲苯/水按重量比1:1:0.5～1混合组成，且该聚氨酯树脂的粘度为25000～35000cps/25℃，不挥发份为24～26%，100%modulus为3.0～5.0MPa，伸长率>500%，抗张强度>45MPa，热软化温度为170～180℃，水温25℃时的薄膜的水膨润率为0；

上述发泡层由A、B料两部分组成，按重量百分比计，A料由48～54wt%HR-2型聚氨酯树脂、24～26wt%甲基乙基酮、19～21wt%甲苯、0.8～1wt%架桥剂和3～4wt%色浆组成，且该A料组成为100wt%；B料由2wt%～4wt%泼水剂和97wt%～98wt%水混合组成；配制所述发泡层乳液时，先将所述B料预先混合，并搅拌均匀；然后将所述A料中的原料投入到配合釜中进行混合，并且在搅拌过程中徐徐加入B料，然后脱泡、过滤、密封等待，即得到粘度为400～1000cps/25℃的发泡层涂布乳液。

上述步骤①中将面层涂布乳液涂布于转移载体之上是通过上胶量为50～100g/m²的泵浦输送到密闭式涂布系统涂布于转移载体之上的，所述面层涂布厚度为0.10～0.20mm，所述干燥形成薄膜的面层1的干燥条件为：在温度为80～120℃和风速为0.2～0.4m/s的条件下进行干燥2～3min；

上述步骤②中将发泡层涂布乳液涂布在所述面层1上是通过上胶量为100～150g/m²的泵浦输送到密闭式涂布系统涂布在面层上，所述发泡层涂布厚度为0.20～0.60mm，所述干燥、发泡形成微多孔层2的干燥条件为：在温度为80～120℃和风速为0.2～0.4m/s的条件下进行干燥2～3min。

上述的架桥剂为水性脂肪族异氰酸酯聚合物，所述泼水剂为氟碳化合物。

上述的转移载体为PET薄膜和平面离型纸之一。

上述PET薄膜的表面在涂布面层乳液前经电晕处理，所述平面离型纸的表面在涂布面层乳液前经硅酮处理。

一种根据上述方法制备的干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜，所述薄膜为二层结构，一层为面层，另一层为微多孔层2。

上述薄膜的厚度为0.015～0.05mm，且该薄膜在ISO811静水压测试法测试的耐水压大于3000mmH₂O，在JIS L1099A1透湿性测试法测试的透湿度大于3000g/m²·24h，透气率可达0.5cm³/cm².sec。

Claims

1.一种干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜的制备方法，其特征在于：所述聚氨酯微多孔防水透湿薄膜的制造方法主要包括以下步骤：

①用HR-1型聚氨酯树脂制成面层涂布乳液；将面层涂布乳液涂布于转移载体之上，然后干燥形成薄膜的面层（1）；

②用HR-2型聚氨酯树脂制成发泡层涂布乳液，将该发泡层涂布乳液涂布在所述面层（1）上，然后干燥、发泡形成微多孔层（2），同时树脂与交联剂反应，树脂完全固化，然后将薄膜从转移载体上离型出来，薄膜成卷，即制成干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜；

2.根据权利要求1所述的干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤①中将面层涂布乳液涂布于转移载体之上是通过上胶量为50～100g/m²的泵浦输送到密闭式涂布系统涂布于转移载体之上的，所述面层涂布厚度为0.10～0.20mm，所述干燥形成薄膜的面层（1）的干燥条件为：在温度为80～120℃和风速为0.2～0.4m/s的条件下进行干燥2～3min；

所述步骤②中将发泡层涂布乳液涂布在所述面层（1）上是通过上胶量为100～150g/m²的泵浦输送到密闭式涂布系统涂布在面层上，所述发泡层涂布厚度为0.20～0.60mm，所述干燥、发泡形成微多孔层（2）的干燥条件为：在温度为80～120℃和风速为0.2～0.4m/s的条件下进行干燥2～3min。

3.根据权利要求1所述的干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜的制备方法，其特征在于：所述的架桥剂为水性脂肪族异氰酸酯聚合物，所述泼水剂为氟碳化合物。

4.根据权利要求1所述的干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜的制备方法，其特征在于：所述的转移载体为PET薄膜和平面离型纸之一。

5.根据权利要求4所述的干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜的制备方法，其特征在于：所述PET薄膜的表面在涂布面层乳液前经电晕处理，所述平面离型纸的表面在涂布面层乳液前经硅酮处理。

6.一种根据权利要求1所述的方法制备的干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜，其特征在于：所述薄膜为二层结构，一层为面层（1），另一层为微多孔层（2）。

7.根据权利要求6所述的干式转离型法聚氨酯微多孔防水透湿薄膜，其特征在于:所述薄膜的厚度为0.015～0.05mm，且该薄膜在ISO811静水压测试法测试的耐水压大于3000mmH₂O，在JIS L1099A1透湿性测试法测试的透湿度大于3000g/m²·24h，透气率可达0.5cm³/cm².sec。