CN102963091B

CN102963091B - 薄膜复合织物的制备方法

Info

Publication number: CN102963091B
Application number: CN201210516303.XA
Authority: CN
Inventors: 董浩宇; 白耀宗; 周群; 黄箭玲; 赵东波; 费传军
Original assignee: Sinoma Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Nanjing Fiberglass Research and Design Institute Co Ltd
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2032-12-06
Also published as: CN102963091A

Abstract

本发明涉及一种薄膜复合织物的制备方法，包括如下步骤：（1）在有机溶剂中加入聚氨酯颗粒料，待聚氨酯颗粒料完全溶解后，加入渗透溶剂和硅烷偶联剂，混合均匀形成聚氨酯涂层溶液；（2）将聚氨酯涂层溶液涂覆到聚四氟乙烯薄膜上并烘干，得到聚四氟乙烯改性薄膜；（3）将聚四氟乙烯改性薄膜与纤维织物进行热压，得到聚四氟乙烯薄膜复合织物。本发明制备的聚四氟乙烯改性薄膜微孔孔径在0.08-0.50μm之间可控，由其制备得到的复合织物透湿量为5000-12000克/平方米·24小时，耐水压为80-200千帕，25次水洗后，透湿量为7000-15000克/平方米·24小时，耐水压为40-150千帕。

Description

薄膜复合织物的制备方法

技术领域

本发明属于织物制备领域，具体涉及一种薄膜复合织物的制备方法。

背景技术

防水透湿面料作为复合面料的一种，是一种新型的纺织面料，在加强布料气密性、水密性的同时，其独特的透汽性能，可使结构内部水汽迅速排出，避免结构孳生霉菌，并保持人体始终干爽，完美解决了透气与防风，防水，保暖等问题，是一种健康环保的新型面料。目前在防水与透气等问题上，解决效果最好的是微孔聚四氟乙烯薄膜层压织物，但由于聚四氟乙烯薄膜自身亲水性较差，微孔容易被粉尘、油渍、汗液等杂质堵塞，蠕变性能影响使用寿命，因此需要对聚四氟乙烯薄膜进行处理，主要方法是在薄膜上涂覆透湿聚氨酯。

发明专利200910098021.0公开一种防水透湿的聚四氟乙烯微孔薄膜层压织物加工方法，将偶联剂加入聚氨酯底涂料中，增强聚氨酯与聚四氟乙烯粘结强度，聚氨酯使用量较低，可以向聚四氟乙烯薄膜内部渗透与包覆，但是添加聚氨酯的复合膜表面微孔被封堵，降低材料的透湿性能，同时聚氨酯与聚四氟乙烯层的渗透包覆无法控制，并且经过多次水洗后，透湿性能明显降低。发明专利200710148014.8公开一种防水透湿织物制备方法，在聚氨酯涂层里添加少量天然植物粉体，溶剂挥发后粉体吸湿膨胀性保持了整体材料的防水性能，粉体干燥后收缩增加聚氨酯薄膜的孔隙率，但粉体的收缩无法精确控制孔隙率，并且增加了加工难度。

发明内容

本发明提供一种较为简便的薄膜复合织物的制备方法，通过改变聚氨酯涂层溶液中各种溶剂比例，控制聚氨酯与聚四氟乙烯薄膜融合程度，达到复合膜微孔可控，最后通过点式粘合剂将复合膜和纤维织物面料粘合而成。该方法改善了聚四氟乙烯薄膜的亲水性，实现复合膜微孔可控，并提高了薄膜的防水性能与透湿性能，即使在水洗后性能依然保持良好。

本发明的具体技术方案如下：

一种薄膜复合织物的制备方法，包括如下步骤：

（1）在有机溶剂中加入聚氨酯颗粒料，待聚氨酯颗粒料完全溶解后，加入渗透溶剂和硅烷偶联剂，混合均匀形成聚氨酯涂层溶液；

所述聚氨酯涂层溶液中各物质的质量百分比为：

有机溶剂 35-75%

聚氨酯颗粒料 10-50% 渗透溶剂 10-50%

硅烷偶联剂 0.5-4%；

（2）将步骤（1）得到的聚氨酯涂层溶液涂覆到聚四氟乙烯薄膜上并烘干，得到聚四氟乙烯改性薄膜；

（3）将步骤（2）得到的聚四氟乙烯改性薄膜与纤维织物进行热压，得到聚四氟乙烯薄膜复合织物。

为了保证聚氨酯颗粒能够充分均匀的溶解，步骤（1）中在搅拌器高速搅拌的条件下，向有机溶剂中逐步加入聚氨酯颗粒料，搅拌器的搅拌转速为800-1500转/ 分钟。

为了保证聚氨酯颗粒能够溶解的更加充分，步骤（1）中聚氨酯颗粒料的固含量为10-50%。

步骤（2）中的烘干温度为90-180℃，烘干时间为1-10分钟。

步骤（2）中得到的聚四氟乙烯改性薄膜与未改性前的聚四氟乙烯薄膜相比每平方米增重5-20 g。当聚四氟乙烯改性薄膜与未改性前的聚四氟乙烯薄膜相比每平方米增重小于5 g时，没办法起到改性效果；当聚四氟乙烯改性薄膜与未改性前的聚四氟乙烯薄膜相比每平方米增重大于20g时，会将聚四氟乙烯改性薄膜表面的微孔封堵。

步骤（3）中先对聚四氟乙烯改性薄膜施以点式热熔胶，再层压纤维织物，然后进行热压，得到聚四氟乙烯薄膜复合织物。

所述有机溶剂选自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的一种或两种以上任意组合。

所述渗透溶剂选自丙酮、丁酮、乙酸乙酯、甲苯中的一种或两种以上任意组合。

所述硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上任意组合。

步骤（3）中的纤维织物选自棉纤维织物、尼龙纤维织物、涤纶纤维织物、涤棉纤维织物中的一种。

本发明的有益效果如下：

1. 通过改变聚氨酯涂层溶液中各种溶剂比例，控制聚氨酯与聚四氟乙烯薄膜中结点以及纤维的融合程度，以一种较为简单的方式实现复合膜微孔可控。通过添加硅烷偶联剂，增加了聚氨酯与聚四氟乙烯薄膜之间的粘合力，确保了复合薄膜性能的稳定性。

2. 本发明所制备的聚四氟乙烯改性薄膜微孔孔径在0.08-0.50μm之间可控（按照泡点法测试），由该聚四氟乙烯改性薄膜制备得到的复合织物透湿量为5000-12000克/平方米·24小时（按照JIS L1099A1测试），耐水压为80-200千帕（按照AATCC 127测试），25次水洗后，透湿量为7000-15000克/平方米·24小时（按照JIS L1099A1测试），耐水压为40-150千帕（按照AATCC 127测试）。

具体实施方式

本发明中实施例中所述的百分含量均是质量百分比。

本发明中聚四氟乙烯改性薄膜与未改性前的聚四氟乙烯薄膜相比每平方米增重5-20 g；实质上是聚氨酯涂层溶液涂覆到聚四氟乙烯薄膜上，经烘干后粘附到聚四氟乙烯薄膜上的聚氨酯涂层的重量；粘附到聚四氟乙烯薄膜上的聚氨酯涂层的重量通过常规方法进行控制。

实施例1

一种薄膜复合织物的制备方法，其制备步骤如下：

（1）在配料桶中加入50%的二甲基甲酰胺，在搅拌器900转/ 分钟搅拌的条件下，逐步加入18.5%的聚氨酯颗粒料（固含量为10%），在聚氨酯颗粒料完全溶解后，加入30%的丁酮和1.5%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌均匀后形成聚氨酯涂层溶液；

（2）将步骤（1）所得的聚氨酯涂层溶液涂覆到聚四氟乙烯薄膜上并在150℃温度条件下烘干3分钟，得到聚四氟乙烯改性薄膜，聚四氟乙烯改性薄膜与未改性前的聚四氟乙烯薄膜相比每平方米增重5g；

（3）将步骤（2）所得的聚四氟乙烯改性薄膜施以点式热熔胶，再层压尼龙纤维织物多辊转移热压，得到聚四氟乙烯薄膜复合织物。

通过上述方法制备的聚四氟乙烯改性薄膜微孔孔径为0.45μm（按照泡点法测试），所制备的复合织物透湿量为11473克/平方米·24小时（按照JIS L1099A1测试），耐水压为160千帕（按照AATCC 127测试），25次水洗后，透湿量为12622克/平方米·24小时（按照JIS L1099A1测试），耐水压为80千帕（按照AATCC 127测试）。

实施例2

一种薄膜复合织物的制备方法，其制备步骤如下：

（1）在配料桶中加入75%的二甲基亚砜，在搅拌器1000转/ 分钟搅拌的条件下，逐步加入13%的聚氨酯颗粒料（固含量为30%），在聚氨酯颗粒料完全溶解后，加入10%的乙酸乙酯和2%的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，搅拌均匀后形成聚氨酯涂层溶液。

（2）将步骤（1）所得的聚氨酯涂层溶液涂覆到聚四氟乙烯薄膜上并在120℃温度条件下烘干5分钟，得到聚四氟乙烯改性薄膜，聚四氟乙烯改性薄膜与未改性前的聚四氟乙烯薄膜相比每平方米增重10g；

（3）将步骤（2）所得的聚四氟乙烯改性薄膜施以点式热熔胶，再层压涤纶纤维织物多辊转移热压，得到聚四氟乙烯薄膜复合织物。

通过上述方法制备的聚四氟乙烯改性薄膜微孔孔径为0.39μm（按照泡点法测试），所制备的聚四氟乙烯薄膜复合织物透湿量为10589克/平方米·24小时（按照JIS L1099A1测试），耐水压为180千帕（按照AATCC 127测试），25次水洗后，透湿量为10977克/平方米·24小时（按照JIS L1099A1测试），耐水压为106千帕（按照AATCC 127测试）。

实施例3

一种薄膜复合织物的制备方法，其制备步骤如下：

（1）在配料桶中加入20%二甲基甲酰胺和15%二甲基乙酰胺，在搅拌器1500转/ 分钟搅拌的条件下，逐步加入44%的聚氨酯颗粒料（固含量为30%），在聚氨酯颗粒料完全溶解后，加入10%的丙酮、10%的甲苯、1%γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷，搅拌均匀后形成聚氨酯涂层溶液；

（2）将步骤（1）所得的聚氨酯涂层溶液涂覆到聚四氟乙烯薄膜上并在140℃温度条件下烘干4分钟，得到聚四氟乙烯改性薄膜，聚四氟乙烯改性薄膜与未改性前的聚四氟乙烯薄膜相比每平方米增重20g；

（3）将步骤（2）所得的聚四氟乙烯改性薄膜施以点式热熔胶，再层压涤棉纤维织物多辊转移热压，得到聚四氟乙烯薄膜复合织物。

通过上述方法制备的聚四氟乙烯改性薄膜微孔孔径为0.22μm（按照泡点法测试），所制备的聚四氟乙烯薄膜复合织物透湿量为9831克/平方米·24小时（按照JIS L1099A1测试），耐水压为170千帕（按照AATCC 127测试），25次水洗后，透湿量为11068克/平方米·24小时（按照JIS L1099A1测试），耐水压为97千帕（按照AATCC 127测试）。

实施例4

一种薄膜复合织物的制备方法，其制备步骤如下：

（1）在配料桶中加入47.5%的二甲基乙酰胺，在搅拌器1200转/ 分钟搅拌的条件下，逐步加入10%的聚氨酯颗粒料（固含量为50%），在聚氨酯颗粒料完全溶解后，加入10%的乙酸乙酯，10%的丙酮、20%的甲苯、1%的γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、1.5%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌均匀后形成聚氨酯涂层溶液；

（2）将步骤（1）所得的聚氨酯涂层溶液涂覆到聚四氟乙烯薄膜上并在160℃温度条件下烘干7分钟，得到聚四氟乙烯改性薄膜，聚四氟乙烯改性薄膜与未改性前的聚四氟乙烯薄膜相比每平方米增重15g；

通过上述方法制备的聚四氟乙烯改性薄膜微孔孔径为0.31μm（按照泡点法测试），所制备的聚四氟乙烯薄膜复合织物透湿量为9831克/平方米·24小时（按照JIS L1099A1测试），耐水压为170千帕（按照AATCC 127测试），25次水洗后，透湿量为11068克/平方米·24小时（按照JIS L1099A1测试），耐水压为97千帕（按照AATCC 127测试）。

实施例5

一种薄膜复合织物的制备方法，其制备步骤如下：

（1）在配料桶中加入10%的二甲基甲酰胺、10%的二甲基乙酰胺、19.5%的二甲基亚砜，在搅拌器800转/ 分钟搅拌的条件下，逐步加入50%的聚氨酯颗粒料（固含量为30%），在聚氨酯颗粒料完全溶解后，加入10%的丁酮，和0.5%γ-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌均匀后形成聚氨酯涂层溶液；

（2）将步骤（1）所得的聚氨酯涂层溶液涂覆到聚四氟乙烯薄膜上并在180℃温度条件下烘干8分钟，得到聚四氟乙烯改性薄膜，聚四氟乙烯改性薄膜与未改性前的聚四氟乙烯薄膜相比每平方米增重15g；

（3）将步骤（2）所得的聚四氟乙烯改性薄膜施以点式热熔胶，再层压棉纤维织物多辊转移热压，得到聚四氟乙烯薄膜复合织物。

通过上述方法制备的聚四氟乙烯改性薄膜微孔孔径为0.20μm（按照泡点法测试），所制备的聚四氟乙烯薄膜复合织物透湿量为9566克/平方米·24小时（按照JIS L1099A1测试），耐水压为180千帕（按照AATCC 127测试），25次水洗后，透湿量为9972克/平方米·24小时（按照JIS L1099A1测试），耐水压为102千帕（按照AATCC 127测试）。

实施例6

一种薄膜复合织物的制备方法，其制备步骤如下：

（1）在配料桶中加入50%的二甲基甲酰胺，在搅拌器1000转/ 分钟搅拌的条件下，逐步加入38.5%的聚氨酯颗粒料(固含量为20%)，在聚氨酯颗粒料完全溶解后，加入10%的丙酮和1.5%的γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷，搅拌均匀后形成聚氨酯涂层溶液。

（2）将步骤（1）所得的聚氨酯涂层溶液涂覆到聚四氟乙烯薄膜上并在150℃温度条件下烘干4分钟，得到聚四氟乙烯改性薄膜，聚四氟乙烯改性薄膜与未改性前的聚四氟乙烯薄膜相比每平方米增重8g；

通过上述方法制备的聚四氟乙烯改性薄膜微孔孔径为0.28μm（按照泡点法测试），所制备的聚四氟乙烯薄膜复合织物透湿量为9320克/平方米·24小时（按照JIS L1099A1测试），耐水压为165千帕（按照AATCC 127测试），25次水洗后，透湿量为9745克/平方米·24小时（按照JIS L1099A1测试），耐水压为94千帕（按照AATCC 127测试）。

实施例7

一种薄膜复合织物的制备方法，其制备步骤如下：

（1）在配料桶中加入37%的二甲基乙酰胺，在搅拌器1000转/ 分钟搅拌的条件下，逐步加入30%的聚氨酯颗粒料（固含量为20%），在聚氨酯颗粒料完全溶解后，加入30%的乙酸乙酯、加入1%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1%的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、1%的γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷，搅拌均匀后形成聚氨酯涂层溶液。

（2）将步骤（1）所得的聚氨酯涂层溶液涂覆到聚四氟乙烯薄膜上并在90℃温度条件下烘干10分钟，得到聚四氟乙烯改性薄膜，聚四氟乙烯改性薄膜与未改性前的聚四氟乙烯薄膜相比每平方米增重12g；

通过上述方法制备的聚四氟乙烯改性薄膜微孔孔径为0.34μm（按照泡点法测试），所制备的聚四氟乙烯薄膜复合织物透湿量为10360克/平方米·24小时（按照JIS L1099A1测试），耐水压为160千帕（按照AATCC 127测试），25次水洗后，透湿量为11008克/平方米·24小时（按照JIS L1099A1测试），耐水压为86千帕（按照AATCC 127测试）。

实施例8

一种薄膜复合织物的制备方法，其制备步骤如下：

（1）在配料桶中加入20%的二甲基亚砜、20%的二甲基乙酰胺，在搅拌器1200转/ 分钟搅拌的条件下，逐步加入36%的聚氨酯颗粒料（固含量为50%），在聚氨酯颗粒料完全溶解后，加入20%的甲苯和4%的γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷，搅拌均匀后形成聚氨酯涂层溶液；

（2）将步骤（1）所得的聚氨酯涂层溶液涂覆到聚四氟乙烯薄膜上并在180℃温度条件下烘干10分钟，得到聚四氟乙烯改性薄膜，聚四氟乙烯改性薄膜与未改性前的聚四氟乙烯薄膜相比每平方米增重10g；

通过上述方法制备的聚四氟乙烯改性薄膜微孔孔径为0.12μm（按照泡点法测试），所制备的聚四氟乙烯薄膜复合织物透湿量为8541克/平方米·24小时（按照JIS L1099A1测试），耐水压为200千帕（按照AATCC 127测试），25次水洗后，透湿量为9357克/平方米·24小时（按照JIS L1099A1测试），耐水压为110千帕（按照AATCC 127测试）。

实施例9

一种薄膜复合织物的制备方法，其制备步骤如下：

（1）在配料桶中加入40%的二甲基甲酰胺，在搅拌器1200转/ 分钟搅拌的条件下，逐步加入16%的聚氨酯颗粒料（固含量为50%），在聚氨酯颗粒料完全溶解后，加入40%的乙酸乙酯和4%的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，搅拌均匀后形成聚氨酯涂层溶液。

（2）将步骤（1）所得的聚氨酯涂层溶液涂覆到聚四氟乙烯薄膜上并在160℃温度条件下烘干10分钟，得到聚四氟乙烯改性薄膜，聚四氟乙烯改性薄膜与未改性前的聚四氟乙烯薄膜相比每平方米增重20g；

通过上述方法制备的聚四氟乙烯改性薄膜微孔孔径为0.16μm（按照泡点法测试），所制备的聚四氟乙烯薄膜复合织物透湿量为9010克/平方米·24小时（按照JIS L1099A1测试），耐水压为200千帕（按照AATCC 127测试），25次水洗后，透湿量为9544克/平方米·24小时（按照JIS L1099A1测试），耐水压为115千帕（按照AATCC 127测试）。

Claims

1.一种薄膜复合织物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)在有机溶剂中加入聚氨酯颗粒料，待聚氨酯颗粒料完全溶解后，加入渗透溶剂和硅烷偶联剂，混合均匀形成聚氨酯涂层溶液；

所述聚氨酯涂层溶液中各物质的质量百分比为：

(2)将步骤(1)得到的聚氨酯涂层溶液涂覆到聚四氟乙烯薄膜上并烘干，得到聚四氟乙烯改性薄膜；

(3)将步骤(2)得到的聚四氟乙烯改性薄膜与纤维织物进行热压，得到聚四氟乙烯薄膜复合织物；

步骤(1)中聚氨酯颗粒料的固含量为10‐50％；

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中在搅拌器高速搅拌的条件下，向有机溶剂中逐步加入聚氨酯颗粒料，搅拌器的搅拌转速为800‐1500转/分钟。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中的烘干温度为90‐180℃，烘干时间为1‐10分钟。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中得到的聚四氟乙烯改性薄膜与未改性前的聚四氟乙烯薄膜相比每平方米增重5‐20g。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中先对聚四氟乙烯改性薄膜施以点式热熔胶，再层压纤维织物，然后进行热压，得到聚四氟乙烯薄膜复合织物。

6.根据权利要求1至5任一项所述的制备方法，其特征在于所述渗透溶剂选自丙酮、丁酮、乙酸乙酯、甲苯中的一种或两种以上任意组合。

7.根据权利要求1至5任一项所述的制备方法，其特征在于所述硅烷偶联剂选自γ‐氨丙基三乙氧基硅烷、γ‐缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ‐(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上任意组合。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(3)中的纤维织物选自棉纤维织物、尼龙纤维织物、涤纶纤维织物、涤棉纤维织物中的一种。