CN104294607B - 环保型防风耐水压涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了环保型防风耐水压涂层，包括底涂层和面涂层，底涂层按重量比例包括以下组分，水性聚氨酯分散液100份，浓度为95%的乙醇5～30份，非离子聚氨酯1～4份，水 1‑2 份；面涂层按重量比例包括以下组分，水性聚氨酯分散液100份，浓度为95%的乙醇5～30份，非离子聚氨酯1～4份，非离子型脂肪族聚胺酯分散液1～4份，水 1～2 份，本发明还公开了该涂层的制备方法。本发明采用环保溶剂，安全无毒性，在保持较好的透气度的同时，提高了织物的耐水压性能。

Description

环保型防风耐水压涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及织物涂层技术领域，具体是一种环保型防风耐水压涂层及其制备方法。
背景技术
近几年来，随着社会的发展，人们生活水平的提高，参与户外休闲运动的人群也是逐渐增多，特别是越野、登山、宿营等一些户外活动，所以对户外运动面料的要求也是越来越高，能够应对各种复杂多变的气候，良好的透气性和耐水压能够确保活动环境的舒适，同时起到防护作用。
就目前市场调查发现，基本上所有的防水透气，其实质都是有关防水透湿，而对透气度的关注很少。这就是为什么现在的冲锋衣，防风性能好，也透湿，但穿起来会感觉到闷闷的原因。
目前透湿防水大多用的都是油性溶剂，如甲苯、DMF、甲基乙基酮等，这些溶剂不但存在安全问题，是国家管制毒物，需要佩戴防毒面具的防护用品之外，而且对环境污染比较严重，需要安装回收设备，且回收设备费用昂贵。如此看来，现有的油性溶剂在防水透气的应用存在很大的缺陷，而节能环保型溶剂在这方面的应用就显得越来越重要了。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型防风耐水压涂层及其制备方法，使用环保的材料，在保持较好的透气度的同时，提高织物的耐水压性能。
为实现上述目的，本发明公开了一种环保型防风耐水压涂层，环保型防风耐水压涂层，包括底涂层和面涂层，所述的底涂层按重量比例包括以下组分，固含量30%-60%的水性聚氨酯分散液100份，质量浓度95%的乙醇溶液5～30份，非离子聚氨酯1～4份，水 1-2 份；所述的面涂层按重量比例包括以下组分，固含量30%-60%水性聚氨酯分散液100份，质量浓度95%的乙醇溶液5～30份，非离子聚氨酯1～4份，密度为1.09g/m3的非离子型脂肪族聚胺酯分散液1～4份，水 1～2 份。
本发明还公开了环保型防风耐水压涂层的制备方法，包括以下步骤：
S1.底涂层胶料配制,根据上述的配比准备好底涂层各组分,在制备桶内加入水性聚氨酯分散液，并加水稀释；加入乙醇，搅拌使其混合均匀；在搅拌的同时加入非离子聚氨酯，使其胶料的粘度增大，持续搅拌10分钟以上；
S2.面涂层胶料配制,根据上述的配比准备好面涂层各组分,在制备桶内加入水性聚氨酯分散液，并加水稀释；加入乙醇，搅拌使其混合均匀；在搅拌的同时加入非离子聚氨酯和非离子型脂肪族聚胺酯分散液，使其胶料的粘度增大，持续搅拌10分钟以上；
S3.制备涂层，将步骤S1配制的底涂层胶料采用刮刀均匀涂布在基布表面上，涂布多次后，将步骤S2配制的面涂层胶料采用刮刀均匀涂布在底涂层胶料上方；
S4.预烘干：将步骤S3涂布好的基布在温度80℃～100℃下烘干，时间为0.5～2分钟；
S5.烘焙：经过步骤S4预烘干的基布在温度120℃～200℃下烘焙，时间为1～5分钟。
其中，步骤S1及S2中胶料的粘度控制在1万～2万cps;
其中，步骤S3中底涂刮刀的涂布量为干重15-20g/m2，顶涂刮刀的涂布量为干重10-15g/m2。
其中，步骤S3中底涂层胶料的涂布次数为2次。
一般来说，水压较高，必然导致透气度下降；透气度增大又将导致水压降低。本发明在保持较好的透气度的同时，又提高织物的耐水压性，采用水性PU胶作为主体胶料，以乙醇作为挥发性溶剂，添加其他助剂进行涂层处理。在所用的涂层胶中，水性涂胶环保，对人体健康无重大危害。本发明在配制好的水性胶中，通过添加挥发性的乙醇溶剂，使其具有良好的透气性。当涂胶后的织物在烘焙时，由于乙醇的沸点低于设定烘焙温度，当乙醇所处环境温度高于沸点时，会慢慢地蒸发，蒸发的同时，交联剂则会熟成交联。在这烘焙过程中，乙醇分子蒸发后就会在涂胶层形成无数个细小的孔洞，通过一定的溶剂配比可以使孔径远大于空气的动力学直径，使得空气分子得以顺利通过孔洞，从而使涂层织物具有良好的透气性。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例一
环保型防风耐水压涂层，包括底涂层和面涂层，底涂层按以下重量配比：水性聚氨酯分散液100g，乙醇溶液5g，非离子聚氨酯 1g，水1g；面涂层按以下重量配比：水性聚氨酯分散液100g，乙醇溶液5g，非离子聚氨酯1g，非离子型脂肪族聚胺酯分散液1g，水1g。
上述原料中，水性聚氨酯分散液的固含量为30%-60%，乙醇溶液的质量浓度为95%，非离子型脂肪族聚胺酯分散液即乙二醇丁醚，其密度为1.09g/m3，上述原料及非离子聚氨酯可直接从市场购得。
非离子聚氨酯为增稠剂，用于改善和增加涂层的粘稠度，交联剂非离子型脂肪族聚胺酯分散液为交联剂，用于将线型分子相互连在一起，形成网状结构，提高涂层的强度和弹性。
按照如下步骤制备环保型防风耐水压涂层：S1.底涂层胶料配制,在制备桶内加入水性聚氨酯分散液，并加水稀释；加入乙醇，搅拌使其混合均匀；在搅拌的同时加入增稠剂非离子聚氨酯，使胶料的粘度增大，持续搅拌10分钟以上，胶料的粘度控制在1万～2万cps；
S2.面涂层胶料配制,在制备桶内加入水性聚氨酯分散液，并加水稀释；加入挥发性溶剂乙醇，搅拌使其混合均匀；在搅拌的同时加入增稠剂非离子聚氨酯和交联剂非离子型脂肪族聚胺酯分散液，使胶料的粘度增大，持续搅拌10分钟以上，胶料的粘度控制在1万～2万cps；
S3.制备涂层，将步骤S1配制的底涂层胶料采用刮刀均匀涂布在基布表面上，刮刀的涂布量为干重15-20 g/m2，涂布多次后，将步骤S2配制的面涂层胶料采用刮刀均匀涂布在底涂层胶料上方，刮刀的顶涂涂布量为10-15g/m2。
S4.预烘干：将步骤S3涂布好的基布在温度80℃～100℃下烘干，时间为0.5～2分钟；
S5.烘焙：经过步骤S4预烘干的基布在温度120℃～200℃下烘焙，时间为1～5分钟。
需要注意的是：步骤S2中，助剂的添加顺序主胶水性聚氨酯分散液添加水稀释后，加入挥发性溶剂乙醇，使其混合均匀后才能添加增稠剂和交联剂，否则提早添加增调剂和交联剂，会使主胶水性聚氨酯分散液粘度迅速增大，不易与挥发性溶剂乙醇充分混合，从而不能使织物达到所需的透气度。
实施例二
环保型防风耐水压涂层，包括底涂层和面涂层，底涂层按以下重量配比：水性聚氨酯分散液100g，乙醇溶液15g，非离子聚氨酯2g，水2 g；面涂层按以下重量配比：水性聚氨酯分散液100份，乙醇溶液15g，非离子聚氨酯2g，非离子型脂肪族聚胺酯分散液2g，水2 g。其原料浓度及制备方法与实施例一相同。
实施例三
环保型防风耐水压涂层，包括底涂层和面涂层，底涂层按以下重量配比：水性聚氨酯分散液100g，乙醇溶液20g，非离子聚氨酯3g，水2g；面涂层按以下重量配比：水性聚氨酯分散液100份，乙醇溶液20g，增稠剂非离子聚氨酯3g，非离子型脂肪族聚胺酯分散液3g，水2g。其原料浓度及制备方法与实施例一相同。
实施例四
环保型防风耐水压涂层，包括底涂层和面涂层，底涂层按以下重量配比：水性聚氨酯分散液100g，挥发性溶剂乙醇溶液30g，增稠剂非离子聚氨酯4g，水2g；面涂层按以下重量配比：水性聚氨酯分散液100份，挥发性溶剂乙醇溶液30g，非离子聚氨酯4g，非离子型脂肪族聚胺酯分散液4g，水2g。其原料浓度及制备方法与实施例一相同。
检测实验
一．透气度实验根据国际标准ISO9237,透气度测试方法如下：
1）检查校验静态透气性试验机。
2） 将试样夹持在试样圆台上，测试点应避开布边及折皱处，夹样时采用足够的张力使试样平整而又不变形。为防止漏气在试样的低压一侧(即试样圆台一侧)应垫上垫圈。当织物正反两面透气性有差异时.应在报告中注明测试面。
3） 启动吸风机或其他装置使空气通过试样，调节流量，使压力逐渐接近规定值1 min后或达到稳定时，记录气流流量。（注：如使用容量计为达到所需精度需测定容积约10dm3以上。使用压差流量计的仪器，应选择适宜的孔径，记录该孔径两侧的压差。）
4） 在同样的条件下，在同一样品的不同部位重复测定至少10次。
5） 如夹具处漏气，按标准ISO9237测定漏气量，并从读数中减去该值。
6）计算透气度，计算测定值的算术平均值qv
透气度=qv/A
式中：qv，平均气流量，dm3/min(L/min)；A，试验面积，dm2。
二．耐水压实验，根据国际标准ISO811,耐水压的测试方法如下：
1）开启电源，打开低耐水压试验机（型号GS50230）。
2）给机台水箱加满水，并将水位降至指示尺零处，归零。
3）选择所需的速率（10cmH2O和60cmH2O）将测试布（布面朝下）固定于加压口径间。
4）启动上升键，当测试布有三处冒水时，按停止键并记录其水位。
5）按下降键，待蓄水杯降至底座，水位为零时，取下测试样。
6）进行下一次测试，重复上述步骤。
7）使用完毕，关闭电源。
对四个实施例及相关对照组进行实验，数据如表1所示：
表1
从表1可以得到如下结论：
1. 一定的挥发性溶剂对织物静态透气度的提升起作用。
2. 聚氨酯分散液为一种硬性胶，其在一定含量范围内对织物的耐水压性能有提升作用。
3. 本发明申请实施例的静态透气度较大，且耐水压性能较好（均为300mmH2O以上）。
在实施例 3的基础上增加对照组实验，通过增加涂层道数观察织物透气度及耐水压的变化趋势，实验结果如表2所示。
表2
从表2可以看出，随着涂胶道数的增加，耐水压呈逐渐上升趋势，而透气度则会不断下降。本发明旨在通过涂层方法，使织物可以达到一定的透气度及耐水压，从而保证人体穿着的舒适度。当涂层道数为2道时，静态透气度与耐水压可以达到最佳的平衡值。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.环保型防风耐水压涂层的制备方法，其特征在于，所述的环保型防风耐水压涂层包括底涂层和面涂层，所述的底涂层按重量比例包括以下组分，固含量30％-60％的水性聚氨酯分散液100份，质量浓度95％的乙醇溶液5～30份，非离子聚氨酯1～4份，水1-2份；所述的面涂层按重量比例包括以下组分，固含量30％-60％水性聚氨酯分散液100份，质量浓度95％的乙醇溶液5～30份，非离子聚氨酯1～4份，密度为1.09g/m3的非离子型脂肪族聚 氨酯分散液1～4份，水1～2份，包括以下步骤：
S1.底涂层胶料配制，根据上述配比准备好底涂层各组分,在制备桶内加入水性聚氨酯分散液，并加水稀释；加入乙醇，搅拌使其混合均匀；在搅拌的同时加入非离子聚氨酯，使其胶料的粘度增大，持续搅拌10分钟以上；
S2.面涂层胶料配制，根据上述配比准备好面涂层各组分,在制备桶内加入水性聚氨酯分散液，并加水稀释；加入乙醇，搅拌使其混合均匀；在搅拌的同时加入非离子聚氨酯和非离子型脂肪族聚氨酯分散液，使其胶料的粘度增大，持续搅拌10分钟以上；
S3.制备涂层，将步骤S1配制的底涂层胶料采用刮刀均匀涂布在基布表面上，涂布多次后，将步骤S2配制的面涂层胶料采用刮刀均匀涂布在底涂层胶料上方；
S4.预烘干：将步骤S3涂布好的基布在温度80℃～100℃下烘干，时间为0.5～2分钟；
S5.烘焙：经过步骤S4预烘干的基布在温度120℃～200℃下烘焙，时间为1～5分钟。
2.如权利要求1所述的环保型防风耐水压涂层的制备方法，其特征在于：步骤S1及S2中胶料的粘度控制在1万～2万cps。
3.如权利要求1所述的环保型防风耐水压涂层的制备方法，其特征在于：步骤S3中底涂刮刀的涂布量为干重15-20g/m2，顶涂刮刀的涂布量为干重10-15g/m2。
4.如权利要求1所述的环保型防风耐水压涂层的制备方法，其特征在于：步骤S3中底涂层胶料的涂布次数为2次。
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