CN102797159A - 一种智能防水透湿帐篷面料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能防水透湿帐篷面料的制备方法，包括形状记忆聚氨酯乳液的制备步骤、形状记忆聚氨酯的触发温度的调节步骤，基布的拒水整理步骤和涂层的涂覆整理步骤。本发明的制备方法采用调节聚氨酯软硬链段的比例，使形状记忆聚氨酯的触发温度接近人体温度，利用形状记忆聚氨酯在触发温度时热力学性能突变——高分子的微布朗运动，并且结合了微孔透湿膜涂层技术，使形状记忆聚氨酯在基布上形成的薄膜亲水导湿性能增强，使水蒸汽能在触发温度以上时能很好的通过面料，达到防水透湿效果，在触发温度以下时，能防风保暖。
Description
技术领域
本发明涉及一种面料的制备方法，具体涉及一种智能防水透湿帐篷面料的制备方法。
背景技术
防水透湿织物国外称“可呼吸的织物”，是指织物在一定的水压下不会被水透过或浸透，但人体散发的汗液蒸汽却能通过织物扩散或传递到外界，而不在体表和织物之间积聚冷凝而使人感觉黏湿和闷热，从而实现了织物防水性能和透湿性能的统一。
目前，防水透湿织物产品主要分为三类：紧密织物，多以涤纶超细纤维作为经纬纱进行织造，后经超高收缩整理和防水处理而成，最早的防水透湿织物——文泰尔织物就是利用纯棉细号纱织成的平纹织物，它的出现标志着防水透湿织物正式走向市场；微孔薄膜层压和涂层织物，即在织物表面形成含有微孔结构的薄膜；亲水膜层压和涂层织物，即在织物表面形成含有致密结构的亲水薄膜。
帐篷面料的抗渗水等的整理大多通过涂层来实现。目前，聚氨酯类涂层剂是理想的帐篷面料涂层剂，它的特点是弹性好、耐磨、耐高温和耐曲伸性好，涂层强度高，适宜用于薄型涂层和高耐水压涂层，但价格较高。现大部分帐篷面料都使用聚氨酯涂层。用普通的聚氨酯作为涂层的帐篷面料防水性能十分好，可以达到几千甚至几万的静水压，但是其透气性明显不足，在帐篷内部会有闷热感。目前市场上出现了用形状记忆聚氨酯作为涂层的帐篷面料克服了用普通的聚氨酯作为涂层的帐篷面料的不足。由于形状记忆聚氨酯的透湿性受触发温度控制，将触发温度设定在什么范围内，则影响面料的舒适性。由于制作工艺上的差异，现有的用形状记忆聚氨酯作为涂层的帐篷面料的触发温度不够接近人体的正常体温，由此影响了面料的防水透湿效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能防水透湿帐篷面料的制备方法，可以合理控制形状记忆聚氨酯的触发温度，有效调整面料的防水透湿量，从而能有效调节帐篷内部环境的舒适度，满足高档帐篷面料的要求。
实现上述目的的技术方案是：一种智能防水透湿帐篷面料的制备方法，所述面料包括基布及涂覆在基布表面上的涂层，涂层为形状记忆聚氨酯，所述面料的制备方法包括形状记忆聚氨酯乳液的制备步骤、形状记忆聚氨酯的触发温度的调节步骤，基布的拒水整理步骤和涂层的涂覆整理步骤。其中，
所述形状记忆聚氨酯的制备步骤是：先将不同配比的聚醚多元醇加入容器中，其次抽真空并加热至110～120℃脱水2-3h，接着降温至70℃后通入氮气，再将溶于N，N’—二甲基甲酰胺DMF溶液中的4，4—二苯基甲烷二异氰酸酯MDI加入容器中，逐渐升温至75±5℃反应1.5～2h，在降温至50～60℃时，逐渐加入含有1，4—丁二醇BDO的N，N’—二甲基甲酰胺DMF溶液，并在温度为50～60℃下反应1～1.5h，然后在搅拌下加入甲醇终止反应并真空脱气；
所述形状记忆聚氨酯的触发温度的调节步骤是：通过调节形状记忆聚氨酯中4，4—二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、聚乙二醇PEG、聚已二酸亚丁基酯PBA及1，4—丁二醇BDO的比例，使形状记忆聚氨酯的触发温度为35～39℃，并制成形状记忆聚氨酯乳液；
所述基布的拒水整理步骤是：先制备含有奥利氟宝的拒水整理剂溶液，再将基布浸渍于拒水整理剂溶液中进行二浸二轧，然后依次进行预烘及焙烘；
所述涂层的涂覆整理步骤是：先将所述形状记忆聚氨酯乳液、增稠剂、交联剂和水制成涂层浆料，再对经过拒水整理后的基布进行2～3道刮涂工艺。
上述的智能防水透湿帐篷面料的制备方法，其中，进行所述形状记忆聚氨酯的触发温度的调节步骤时，采用DSC测试调节器，测试温度为-50～100℃，升温速度为10℃/min，整个测试过程在氮气保护下进行。
上述的智能防水透湿帐篷面料的制备方法，其中，进行所述基布的拒水整理步骤时，进布速度为10～12m/min，进行二浸二轧时，压力均为20.1N/cm，进行预烘时，温度为100～120℃，进行焙烘时，温度为150～170℃。
上述的智能防水透湿帐篷面料的制备方法，其特征在于，进行所述拒水整理剂溶液的制备时，先取一定量的奥利氟宝，加水使奥利氟宝的质量体积分数为40g/L，再加入冰醋酸HAc，并以一定的速度搅拌均匀，使所述拒水整理剂溶液的pH值为5～6。
上述的智能防水透湿帐篷面料的制备方法，其中，进行每道所述刮涂工艺时的进布速度为13～14m/min，并且先采用刮刀将涂层浆料涂覆到所述基布的表面，然后依次进行80～90℃的烘干及130～140℃的烘焙。
上述的智能防水透湿帐篷面料的制备方法，其中，所述涂层浆料中聚氨酯乳液、增稠剂、交联剂及水的质量份数配比为100：20.8：14.2：865。
上述的智能防水透湿帐篷面料的制备方法，其中，所述基布为涤纶织物。
本发明的智能防水透湿帐篷面料的制备方法，采用形状记忆聚氨酯的制备、形状记忆聚氨酯触发温度的调节、基布的拒水整理以及后道涂层。采用调节聚氨酯软硬链段的比例，使形状记忆聚氨酯的触发温度接近人体温度，利用形状记忆聚氨酯在触发温度时热力学性能突变——高分子的微布朗运动，并且结合了微孔透湿膜涂层技术，使形状记忆聚氨酯在基布上形成的薄膜亲水导湿性能增强，使水蒸汽能在触发温度以上时能很好的通过面料，达到防水透湿效果，在触发温度以下时，能防风保暖。通过该方法制备的帐篷面料，与传统的帐篷面料相比，具有一定的调控性，从而能有效调节帐篷内部环境的舒适度，提升产品舒适性和附加值，满足高档帐篷面料的要求。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面对其具体实施方式进行详细地说明：
智能防水透湿帐篷面料包括基布及涂覆在基布表面上的涂层，其中，基布为涤纶织物，涂层为形状记忆聚氨酯。
本发明的智能防水透湿帐篷面料的制备方法，包括形状记忆聚氨酯乳液的制备步骤、形状记忆聚氨酯的触发温度的调节步骤，基布的拒水整理步骤和涂层的涂覆整理步骤，其中，
形状记忆聚氨酯的制备步骤是：先将不同配比的聚醚多元醇加入容器中，其次将容器抽真空并将聚醚多元醇加热至110～120℃脱水2-3h，接着降温至65～75℃后往容器中通入氮气，再将溶于N，N’—二甲基甲酰胺DMF溶液中的4，4—二苯基甲烷二异氰酸酯MDI加入容器中，逐渐升温至75±5℃反应1.5～2h，在降温至50～60℃时，逐渐往容器中加入含有1，4—丁二醇BDO的N，N’—二甲基甲酰胺DMF溶液，并在温度为50～60℃下反应1～1.5h，然后在搅拌下往容器中加入甲醇终止反应并真空脱气；
形状记忆聚氨酯的触发温度的调节步骤是：采用DSC测试调节器并参照《GB/T17594-1998纺织材料热转变温度试验方法示差扫描量热法》进行调节聚氨酯软硬链段的比例，即调节形状记忆聚氨酯中4，4—二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、聚乙二醇PEG、聚已二酸亚丁基酯PBA及1，4—丁二醇BDO的比例，使形状记忆聚氨酯的触发温度为35～39℃，并制成形状记忆聚氨酯乳液，从而控制形状记忆聚氨酯膜透湿量的改变；测试调节时的温度为-50～100℃，升温速度为10℃/min，整个测试过程在氮气保护下进行；
基布的拒水整理步骤是：先制备含有奥利氟宝的拒水整理剂溶液，即先取一定量的奥利氟宝7713，加水使奥利氟宝的质量体积分数为40g/L，再加入冰醋酸HAc，并以一定的速度搅拌均匀制成拒水整理剂溶液，使拒水整理剂溶液的pH值为5～6，然后将基布浸渍于拒水整理剂溶液中进行二浸二轧，最后进行预烘及焙烘；拒水整理时进布速度为10～12m/min，在进行二浸二轧时，压力均为20.1N/cm，进行预烘时，温度为100～120℃，进行焙烘时，温度为150～170℃；
涂层的涂覆整理步骤是：先将形状记忆聚氨酯乳液、增稠剂、交联剂和水按质量份数配比为100：20.8：14.2：865制成涂层浆料，再对经过拒水整理后的基布进行2～3道刮涂工艺，进行每道刮涂工艺时的进布速度为13～14m/min，并且先采用刮刀将涂层浆料涂覆到基布的表面，然后依次进行80～90℃的烘干处理及130～140℃的烘焙处理，直至面料达到规定的增重率并通过防水压力试验。
涂层在基布上所形成薄膜的孔径只有0.2～0.5μm，介于直径为0.0004μm的水蒸气和直径为100～300μm的水滴之间，使水蒸气可透过薄膜，而水滴不能通过薄膜，从而起到防水透气的目的。
实施例1：
本发明的智能防水透湿帐篷面料的制备方法包括:
形状记忆聚氨酯的制备步骤是，先将不同配比的聚醚多元醇加入容器中，其次将容器抽真空并将聚醚多元醇加热至120℃脱水2.5h，接着降温至70℃后往容器中通入氮气，再将溶于N，N’—二甲基甲酰胺DMF溶液中的4，4—二苯基甲烷二异氰酸酯MDI加入容器中，逐渐升温至75℃反应2h，在降温至50℃时，逐渐往容器中加入含有1，4—丁二醇BDO的N，N’—二甲基甲酰胺DMF溶液，并在温度为60℃下反应1.5h，然后在搅拌下往容器中加入甲醇终止反应并真空脱气；
形状记忆聚氨酯的触发温度的调节步骤，通过DSC测试调节器调节聚氨酯软硬链段的比例，参照《GB/T17594-1998纺织材料热转变温度试验方法示差扫描量热法》进行调节聚氨酯软硬链段的比例，即调节形状记忆聚氨酯中4，4—二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、聚乙二醇PEG、聚已二酸亚丁基酯PBA及1，4—丁二醇BDO的比例为3.0:0.6:0.4:2.0，使形状记忆聚氨酯的触发温度Tg为37～38℃，即能使形状记忆聚氨酯的膜透湿量在触发温度Tg附近开始大幅度提高；测试调节时的温度为-50～100℃，升温速度为10℃/min，整个测试过程在氮气保护下进行；
基布的拒水整理步骤，先称取一定量的奥利氟宝7713，加水使奥利氟宝的质量体积分数为40g/L，再加入少量冰醋酸HAc，并以一定的速度搅拌均匀制成拒水整理剂溶液，使拒水整理剂溶液的pH为6，然后取基布浸渍于拒水整理剂溶液中进行二浸二轧（压力为20.1N/cm)—预烘（温度为110℃）—焙烘（温度为160℃），进布速度为11m/min；
涂层的涂覆整理步骤，将聚氨酯乳液、增稠剂、交联剂和水按质量份数配比为100：20.8：14.2：865混合配制成涂层浆料，取经过拒水整理后的基布，浸渍于制备好的涂层浆中采用2道刮涂工艺，每道刮涂时的进布速度为13m/min，每道刮涂后都应依次进行80℃烘干处理及130℃烘焙处理，再继续第二道刮涂，使面料达到规定的增重率并通过防水压力试验；
本发明的方法制备的帐篷面料，利用高分子的微布朗运动，水蒸汽能在触发温度Tg以上时能很好地透过面料，达到防水透湿效果，在触发温度Tg以下时，能防风保暖。
实施例2：
本发明的智能防水透湿帐篷面料的制备方法包括:
形状记忆聚氨酯的制备步骤，同实施例1；
形状记忆聚氨酯的触发温度的调节步骤，通过DSC测试调节器调节聚氨酯软硬链段的比例，参照《GB/T17594-1998纺织材料热转变温度试验方法示差扫描量热法》进行，整个测试的温度范围为-50～100℃，升温速度为10℃/min，整个测试过程在氮气保护下进行，调节形状记忆聚氨酯中4，4—二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、聚乙二醇PEG、聚已二酸亚丁基酯PBA及1，4—丁二醇BDO的比例为3.0:0.8:0.4:2.0时，使形状记忆聚氨酯的触发温度Tg为35～36℃，即能使形状记忆聚氨酯的膜透湿量在触发温度Tg附近开始大幅度提高；
基布的拒水整理步骤，先称取一定量的奥利氟宝7713，加水使奥利氟宝的质量体积分数为40g/L，再加入少量冰醋酸HAc，并以一定的速度搅拌均匀制成拒水整理剂溶液，使拒水整理剂溶液的pH为5.5，然后取基布浸渍于制备好的拒水整理剂溶液中进行二浸二轧（压力为20.1N/cm)—预烘（温度为100℃）—焙烘（温度为150℃），进布速度为10m/min；
涂层的涂覆整理步骤，将聚氨酯乳液、增稠剂、交联剂和水按质量份数配比为100：20.8：14.2：865混合配制成涂层浆料，取经过拒水整理后的基布，浸渍于制备好的涂层浆中采用1道刮涂工艺，刮涂时的进布速度为14m/min，刮涂后依次进行90℃烘干处理及140℃烘焙处理，使面料达到规定的增重率并通过防水压力试验。
本发明的方法制备的帐篷面料，利用高分子的微布朗运动，水蒸汽能在触发温度Tg以上时能很好地透过面料，达到防水透湿效果，在触发温度Tg以下时，能防风保暖。
实施例3：
本发明的智能防水透湿帐篷面料的制备方法包括:
形状记忆聚氨酯的制备步骤，同实施例1；
形状记忆聚氨酯的触发温度的调节步骤，通过DSC测试调节器调节聚氨酯软硬链段的比例，参照《GB/T17594-1998纺织材料热转变温度试验方法示差扫描量热法》进行，整个测试的温度范围为-50～100℃，升温速度为10℃/min，整个测试过程在氮气保护下进行，调节形状记忆聚氨酯中4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、聚乙二醇PEG、聚已二酸亚丁基酯PBA及1，4-丁二醇BDO的比例为4.0:0.6:0.4:2.0时，使形状记忆聚氨酯的触发温度Tg为37～39℃，即能使形状记忆聚氨酯的膜透湿量在触发温度Tg附近开始大幅度提高；
基布的拒水整理步骤，称取一定量的奥利氟宝7713，加水使奥利氟宝的质量体积分数为40g/L，再加入少量冰醋酸HAc，并以一定的速度搅拌均匀制成拒水整理剂溶液，使拒水整理剂溶液的pH为5，然后取基布浸渍于制备好的拒水整理剂溶液中进行二浸二轧（压力为19.6N/cm)—预烘（温度为120℃）—焙烘（温度为170℃），进布速度为12m/min；
涂层的涂覆整理步骤，将聚氨酯乳液、增稠剂、交联剂和水按质量份数配比为100：20.8：14.2：865混合配制成涂层浆料，取经过拒水整理后的基布，浸渍于制备好的涂层浆中采用2道刮涂工艺，每道刮涂时的进布速度为13m/min，每道刮涂后都应依次进行80℃的烘干处理及130℃的烘焙处理，再继续第二道刮涂，使面料达到规定的增重率并通过防水压力试验。
本发明的方法制备的帐篷面料，利用高分子的微布朗运动，水蒸汽能在触发温度Tg以上时能很好地透过面料，达到防水透湿效果，在触发温度Tg以下时，能防风保暖。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (7)
1.一种智能防水透湿帐篷面料的制备方法，所述面料包括基布及涂覆在基布表面上的涂层，涂层为形状记忆聚氨酯，所述面料的制备方法包括形状记忆聚氨酯乳液的制备步骤、形状记忆聚氨酯的触发温度的调节步骤，基布的拒水整理步骤和涂层的涂覆整理步骤，其特征在于，
所述形状记忆聚氨酯的制备步骤是：先将不同配比的聚醚多元醇加入容器中，其次抽真空并加热至110～120℃脱水2-3h，接着降温至70℃后通入氮气，再将溶于N，N’—二甲基甲酰胺DMF溶液中的4，4—二苯基甲烷二异氰酸酯MDI加入容器中，逐渐升温至75±5℃反应1.5～2h，在降温至50～60℃时，逐渐加入含有1，4—丁二醇BDO的N，N’—二甲基甲酰胺DMF溶液，并在温度为50～60℃下反应1～1.5h，然后在搅拌下加入甲醇终止反应并真空脱气；
所述形状记忆聚氨酯的触发温度的调节步骤是：通过调节形状记忆聚氨酯中4，4—二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、聚乙二醇PEG、聚己二酸亚丁基酯PBA及1，4—丁二醇BDO的比例，使形状记忆聚氨酯的触发温度为35～39℃，并制成形状记忆聚氨酯乳液；
所述基布的拒水整理步骤是：先制备含有奥利氟宝的拒水整理剂溶液，再将基布浸渍于拒水整理剂溶液中进行二浸二轧，然后依次进行预烘及焙烘；
所述涂层的涂覆整理步骤是：先将所述形状记忆聚氨酯乳液、增稠剂、交联剂和水制成涂层浆料，再对经过拒水整理后的基布进行2～3道刮涂工艺。
2.根据权利要求1所述的智能防水透湿帐篷面料的制备方法，其特征在于，进行所述形状记忆聚氨酯的触发温度的调节步骤时，采用DSC测试调节器，测试温度为-50～100℃，升温速度为10℃/min，整个测试过程在氮气保护下进行。
3.根据权利要求1所述的智能防水透湿帐篷面料的制备方法，其特征在于，进行所述基布的拒水整理步骤时，进布速度为10～12m/min，进行二浸二轧时，压力均为20.1N/cm，进行预烘时，温度为100～120℃，进行焙烘时，温度为150～170℃。
4.根据权利要求1所述的智能防水透湿帐篷面料的制备方法，其特征在于，进行所述拒水整理剂溶液的制备时，先取一定量的奥利氟宝，加水使奥利氟宝的质量体积分数为40g/L，再加入冰醋酸HAc，并以一定的速度搅拌均匀，使所述拒水整理剂溶液的pH值为5～6。
5.根据权利要求1所述的智能防水透湿帐篷面料的制备方法，其特征在于，进行每道所述刮涂工艺时的进布速度为13～14m/min，并且先采用刮刀将涂层浆料涂覆到所述基布的表面，然后依次进行80～90℃的烘干及130～140℃的烘焙。
6.根据权利要求1所述的智能防水透湿帐篷面料的制备方法，其特征在于，所述涂层浆料中聚氨酯乳液、增稠剂、交联剂及水的质量份数配比为100：20.8：14.2：865。
7.根据权利要求1所述的智能防水透湿帐篷面料的制备方法，其特征在于，所述基布为涤纶织物。
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