CN109056360A - 一种高强度服装防水面料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高强度服装防水面料及其制备方法，由以下成分制备而成：基材面料、顺丁橡胶、丙烯酸树脂、过氯乙烯树脂、改性聚氨酯、耐候性溶液、分散性溶液、丙酮、白炭黑、硅凝胶、癸二酸二丁酯和水。本发明制备的防水面料的粘结效果好、耐剥离，具有很好的超疏水性、抗渗水性，防水效果好、保暖性强、透气性佳，效果持久性长，手感舒服，能在户外恶劣的天气条件下，保持人体着装舒适，提高了面料档次、增加附加值，耐磨性较好，不易破损，具有较好的实用价值。

Description

一种高强度服装防水面料及其制备方法
技术领域
本发明属于服装材料技术领域，具体涉及一种高强度服装防水面料及其制备方法。
背景技术
随着科技的不断发展和生活水平的提高，人们对于服装舒适性的要求也越来越高。除了要求在工作、休息时有穿着舒适的服装，还要求在运动时也能保持着装舒适。户外运动时，常常会出很多汗，也会遇到雾气、下雨等恶劣天气，这就要求服装需同时具备防水、保暖、透湿的功能来满足户外运动的高舒适性要求。防水保暖面料就是集防水、透湿、防风和保暖性能于一体的功能性面料。该面料主要运用于功能性服装，不仅能够及时排除人体的汗液和汗气，满足严寒风雪、大风天气等恶劣环境中人们活动时的穿着需要，也适用于人们日常生活对雨衣等的要求，具有非常广阔的发展前景。
目前主要的防水透气面料的主要功能有：防水、透湿、透气、绝缘、防风、保暖。从制作工艺上讲，防水透气面料的技术要求要比一般的防水面料高的多；同时从品质上来看，防水透气面料也具有其他防水面料所不具备的功能性特点。防水透气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。真正的防水面料长期处于潮湿的气候环境中也能经得住渗水压力，不渗水。比如长时间地在风雨交加的户外行走，跪或坐在潮湿的地面，都不会渗水。在水汽的状态下，水颗粒非常细小，根据毛细运动的原理，可以顺利渗透到毛细管到另一侧，从而发生透汽现象。当水汽冷凝变成水珠后，颗粒变大，由于水珠表面张力的作用（水分子之间互相“拉扯抗衡”），水分子就不能顺利脱离水珠渗透到另一侧，也就是防止了水的渗透发生，使透汽膜有了防水的功能。
而现有的户外衣物面料通常具备一定的防水效果，但是其材质较为轻薄，导致其结构强度较低，在长期的户外活动中会造成衣物表面出现破损的问题，而且采用多层面料的户外衣物着色单一，为了满足功能性需求从而导致其表面无法附着较为立体的涂料层结构。
公开号为CN103774437A，公开了一种防水耐高温的混纺面料的制备方法，包括以下步骤：(1)取面料为羊毛和腈纶混纺的面料；(2)配制混纺面料的涂层液，取聚氨酯为5-10份、硫酸钙粉末为2-3份、二氧化硅粉末为1-3份、聚丙烯酸丁酯为3-5份、聚苯乙烯为2-3份；(3)将聚氨酯、聚丙烯酸丁酯、聚苯乙烯加热后溶解，再加入硫酸钙粉末、二氧化硅粉末，搅拌均匀；(4)将液态的涂层液刮涂在羊毛和腈纶混纺面料的上下表面，刮涂的涂层厚度为0.4-0.7mm；(5)刮涂后通风晾干涂层，制备得防水耐高温的混纺面料。公开号为CN106926551A，公开了一种防水透气覆膜防钻绒面料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：(1)选用生物质TPU薄膜，然后将生物质TPU薄膜在面料上进行上胶贴合操作；(2)上胶时选用的胶水为环保型PUR胶水，环保型PUR胶水内添加有抗菌助剂和防霉助剂，两者在环保型PUR胶水中所占的质量比例均为5-10％；(3)上胶时将生物质TPU薄膜在退卷机上进行退卷处理，并通过环保型PUR胶水与面料进行热压覆合得到防水透气覆膜防钻绒面料，具体工艺参数为：上胶量为10-0g/m2,车速为8-10m/min，烘干或干燥温度为90-150℃，热压覆合的温度150-165℃，压力为4-6bar，时间为15-20s。以上两种现有技术制备的防水面料，其防水效果一般，防水强度低，使得防水效果不持久，并且制备的原材料成分较高。
综上所述，因此需要一种更好的防水面料，来改善现有技术的不足，从而推动该行业的发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强度服装防水面料及其制备方法，本发明制备的防水面料的粘结效果好、耐剥离，具有很好的超疏水性、抗渗水性，防水效果好、保暖性强、透气性佳，效果持久性长，手感舒服，能在户外恶劣的天气条件下，保持人体着装舒适，提高了面料档次、增加附加值，耐磨性较好，不易破损，具有较好的实用价值。
本发明提供了如下的技术方案：
一种高强度服装防水面料，包括以下重量份的原料：基材面料1份、顺丁橡胶3-6份、丙烯酸树脂7-10份、过氯乙烯树脂4-8份、改性聚氨酯5-8份、耐候性溶液12-18份、分散性溶液11-16份、丙酮8-11份、白炭黑4-9份、硅凝胶5-12份、癸二酸二丁酯4-7份和水10-14份。
优选的，所述防水面料包括以下重量份的原料：基材面料1份、顺丁橡胶4-6份、丙烯酸树脂8-10份、过氯乙烯树脂4-7份、改性聚氨酯6-8份、耐候性溶液12-16份、分散性溶液12-16份、丙酮8-10份、白炭黑5-9份、硅凝胶5-10份、癸二酸二丁酯5-7份和水10-12份。
优选的，所述防水面料包括以下重量份的原料：基材面料1份、顺丁橡胶6份、丙烯酸树脂9份、过氯乙烯树脂5份、改性聚氨酯7份、耐候性溶液13份、分散性溶液15份、丙酮8份、白炭黑7份、硅凝胶9份、癸二酸二丁酯6份和水10份。
一种高强度服装防水面料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将顺丁橡胶导入反应釜中，在180-190℃下加热至完全熔化，再降温至112-115℃，依次加入丙烯酸树脂和过氯乙烯树脂，搅拌反应1.2-1.5h，反应结束后，降温至85-89℃，兑水搅拌均匀，保温得到混合物一；
b、将改性聚氨酯、白炭黑、硅凝胶加入到分散性溶液中，混合均匀，导入搅拌机中，在62-65℃下，以110-120r/min的转速搅拌反应0.8-1h，得到混合物二；
c、向混合物二中加入耐候性溶液、癸二酸二丁酯，升温至75-80℃，加热反应22-25min，再滴加丙酮，缓慢搅拌反应，直至滴加结束，得到混合物三；
d、将混合物一、混合物三导入密炼机中，在88-92℃下，密炼反应0.5-0.6h，冷却至常温后，涂覆与基材面料上，再进行加热固化处理，即可得到成品。
优选的，所述步骤b的改性聚氨酯的制备方法为：将聚丙二醇、甲苯二异氰酸酯、异辛酸铋和N-乙基吗啉混合导入反应釜中，在75-82℃下反应1.8-2.2h，反应结束后，降温至58-65℃，再加入硼酸，搅拌反应0.9-1.2h，冷却至常温后，即可得到改性聚氨酯。
优选的，所述步骤b的改性聚氨酯的制备方法为：将聚丙二醇、甲苯二异氰酸酯、异辛酸铋和N-乙基吗啉混合导入反应釜中，在78℃下反应2h，反应结束后，降温至62℃，再加入硼酸，搅拌反应1.1h，冷却至常温后，即可得到改性聚氨酯。
优选的，所述步骤b的分散性溶液的制备方法为：将聚丙烯和二氧化硅加入乙酸乙酯中，在80-85℃下搅拌混合22-25min后，用超声波分散8-12min，即可得到分散性溶液。
优选的，所述步骤b的分散性溶液的制备方法为：将聚丙烯和二氧化硅加入乙酸乙酯中，在82℃下搅拌混合24min后，用超声波分散11min，即可得到分散性溶液。
优选的，所述步骤c的耐候性溶液的制备方法为：将ABS树脂、醋酸纤维导入剪切机中高速剪切，再与油性溶剂混合，搅拌均匀，即可得到耐候性溶液。
优选的，所述油性溶剂为硅油、松焦油和羟基桂油按质量比2:1:3混合而成。
本发明的有益效果是：
本发明制备的防水面料的粘结效果好、耐剥离，具有很好的超疏水性、抗渗水性，防水效果好、保暖性强、透气性佳，效果持久性长，手感舒服，能在户外恶劣的天气条件下，保持人体着装舒适，提高了面料档次、增加附加值，耐磨性较好，不易破损，具有较好的实用价值。
本发明中的改性聚氨酯的制备，异辛酸铋和N-乙基吗啉的加入能够加速聚丙二醇与甲苯二异氰酸酯的反应速率，缩短反应时间，提高工作效率，且不影响终产物的形成，改性聚氨酯含有活波的NCO基团，当暴露于空气中时能与空气中的微量水分子发生反应，粘接时能与基材表面吸附的水分以及表面存在的羟基等活性氢基团发生化学反应，生 成脲键结构，也可与二氧化硅上的羟基进行反应，从而使各组分之间通过化学键紧密地结合在一起，以提高疏水性能。
本发明中的分散性溶液的制备，利用二氧化硅来构建与荷叶表面相似的微纳米粗糙结构，微纳米粗糙结构不开裂、完整性较好，具有很好的超疏水性、抗渗水性，防水效果好、保暖性强，再与改性聚氨酯协同作用，提高材料的疏水性，并且可以有效保证防水效果的持久性。
本发明中的耐候性溶液的制备，采用的ABS树脂和醋酸纤维，二者均具有较好的耐酸碱性，相互协同作用下，耐候性则更进一步提升。
本发明中的油性溶剂为硅油、松焦油和羟基桂油的噢诶比，在该比例下，三者的协同作用，与ABS树脂和醋酸纤维的相容性、分散性更好，并且采用油性溶剂，可以进一步提升才来的疏水性，而且相对于传统的有机溶剂，其环保无污染，对人体无危害，不易挥发。
具体实施方式
实施例1
一种高强度服装防水面料，包括以下重量份的原料：基材面料1份、顺丁橡胶6份、丙烯酸树脂7份、过氯乙烯树脂4份、改性聚氨酯8份、耐候性溶液12份、分散性溶液16份、丙酮8份、白炭黑4份、硅凝胶12份、癸二酸二丁酯7份和水10份。
一种高强度服装防水面料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将顺丁橡胶导入反应釜中，在190℃下加热至完全熔化，再降温至115℃，依次加入丙烯酸树脂和过氯乙烯树脂，搅拌反应1.5h，反应结束后，降温至85℃，兑水搅拌均匀，保温得到混合物一；
b、将改性聚氨酯、白炭黑、硅凝胶加入到分散性溶液中，混合均匀，导入搅拌机中，在65℃下，以110r/min的转速搅拌反应0.8h，得到混合物二；
c、向混合物二中加入耐候性溶液、癸二酸二丁酯，升温至80℃，加热反应25min，再滴加丙酮，缓慢搅拌反应，直至滴加结束，得到混合物三；
d、将混合物一、混合物三导入密炼机中，在88℃下，密炼反应0.6h，冷却至常温后，涂覆与基材面料上，再进行加热固化处理，即可得到成品。
步骤b的改性聚氨酯的制备方法为：将聚丙二醇、甲苯二异氰酸酯、异辛酸铋和N-乙基吗啉混合导入反应釜中，在82℃下反应2.2h，反应结束后，降温至58℃，再加入硼酸，搅拌反应0.9h，冷却至常温后，即可得到改性聚氨酯。
步骤b的分散性溶液的制备方法为：将聚丙烯和二氧化硅加入乙酸乙酯中，在82℃下搅拌混合24min后，用超声波分散11min，即可得到分散性溶液。
步骤c的耐候性溶液的制备方法为：将ABS树脂、醋酸纤维导入剪切机中高速剪切，再与油性溶剂混合，搅拌均匀，即可得到耐候性溶液。
油性溶剂为硅油、松焦油和羟基桂油按质量比2:1:3混合而成。
实施例2
一种高强度服装防水面料，包括以下重量份的原料：基材面料1份、顺丁橡胶6份、丙烯酸树脂10份、过氯乙烯树脂4份、改性聚氨酯6份、耐候性溶液12份、分散性溶液12份、丙酮8份、白炭黑9份、硅凝胶5份、癸二酸二丁酯7份和水12份。
一种高强度服装防水面料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将顺丁橡胶导入反应釜中，在190℃下加热至完全熔化，再降温至115℃，依次加入丙烯酸树脂和过氯乙烯树脂，搅拌反应1.2h，反应结束后，降温至85℃，兑水搅拌均匀，保温得到混合物一；
b、将改性聚氨酯、白炭黑、硅凝胶加入到分散性溶液中，混合均匀，导入搅拌机中，在62℃下，以120r/min的转速搅拌反应0.8h，得到混合物二；
c、向混合物二中加入耐候性溶液、癸二酸二丁酯，升温至80℃，加热反应25min，再滴加丙酮，缓慢搅拌反应，直至滴加结束，得到混合物三；
d、将混合物一、混合物三导入密炼机中，在88℃下，密炼反应0.6h，冷却至常温后，涂覆与基材面料上，再进行加热固化处理，即可得到成品。
步骤b的改性聚氨酯的制备方法为：将聚丙二醇、甲苯二异氰酸酯、异辛酸铋和N-乙基吗啉混合导入反应釜中，在75℃下反应2.2h，反应结束后，降温至65℃，再加入硼酸，搅拌反应1.2h，冷却至常温后，即可得到改性聚氨酯。
步骤b的分散性溶液的制备方法为：将聚丙烯和二氧化硅加入乙酸乙酯中，在80℃下搅拌混合22min后，用超声波分散8min，即可得到分散性溶液。
步骤c的耐候性溶液的制备方法为：将ABS树脂、醋酸纤维导入剪切机中高速剪切，再与油性溶剂混合，搅拌均匀，即可得到耐候性溶液。
油性溶剂为硅油、松焦油和羟基桂油按质量比2:1:3混合而成。
实施例3
一种高强度服装防水面料，包括以下重量份的原料：基材面料1份、顺丁橡胶6份、丙烯酸树脂9份、过氯乙烯树脂5份、改性聚氨酯7份、耐候性溶液13份、分散性溶液15份、丙酮8份、白炭黑7份、硅凝胶9份、癸二酸二丁酯6份和水10份。
一种高强度服装防水面料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将顺丁橡胶导入反应釜中，在190℃下加热至完全熔化，再降温至115℃，依次加入丙烯酸树脂和过氯乙烯树脂，搅拌反应1.2h，反应结束后，降温至89℃，兑水搅拌均匀，保温得到混合物一；
b、将改性聚氨酯、白炭黑、硅凝胶加入到分散性溶液中，混合均匀，导入搅拌机中，在62℃下，以120r/min的转速搅拌反应0.8h，得到混合物二；
c、向混合物二中加入耐候性溶液、癸二酸二丁酯，升温至80℃，加热反应25min，再滴加丙酮，缓慢搅拌反应，直至滴加结束，得到混合物三；
d、将混合物一、混合物三导入密炼机中，在92℃下，密炼反应0.5h，冷却至常温后，涂覆与基材面料上，再进行加热固化处理，即可得到成品。
步骤b的改性聚氨酯的制备方法为：将聚丙二醇、甲苯二异氰酸酯、异辛酸铋和N-乙基吗啉混合导入反应釜中，在78℃下反应2h，反应结束后，降温至62℃，再加入硼酸，搅拌反应1.1h，冷却至常温后，即可得到改性聚氨酯。
步骤b的分散性溶液的制备方法为：将聚丙烯和二氧化硅加入乙酸乙酯中，在82℃下搅拌混合24min后，用超声波分散11min，即可得到分散性溶液。
步骤c的耐候性溶液的制备方法为：将ABS树脂、醋酸纤维导入剪切机中高速剪切，再与油性溶剂混合，搅拌均匀，即可得到耐候性溶液。
油性溶剂为硅油、松焦油和羟基桂油按质量比2:1:3混合而成。
对比例1
采用现有技术中的普通防水面料进行检测对比。
检测以上实施例和对比例制备的成品，得到以下检测数据：
表一：
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
接触角（疏水性） 161.2 161.3 161.5 126.8
滚动角（疏水性） 3.5 3.4 3.2 6.5
抗渗水性测试（Pa） 54025 54311 54343 25682
透气率（mm/s） 1.2 0.8 1.3 0.5
热防护性能TPP值 40.2 40.8 40.9 38.1
由表一所得的实验数据，可以得出，本发明的制备方法制备的成品的各项性能显著优异于现有技术中的普通产品，并且在本发明的实施例3中优选的制备方案，其得到的成品性能最为优异。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高强度服装防水面料，其特征在于，包括以下重量份的原料：基材面料1份、顺丁橡胶3-6份、丙烯酸树脂7-10份、过氯乙烯树脂4-8份、改性聚氨酯5-8份、耐候性溶液12-18份、分散性溶液11-16份、丙酮8-11份、白炭黑4-9份、硅凝胶5-12份、癸二酸二丁酯4-7份和水10-14份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度服装防水面料，其特征在于，所述防水面料包括以下重量份的原料：基材面料1份、顺丁橡胶4-6份、丙烯酸树脂8-10份、过氯乙烯树脂4-7份、改性聚氨酯6-8份、耐候性溶液12-16份、分散性溶液12-16份、丙酮8-10份、白炭黑5-9份、硅凝胶5-10份、癸二酸二丁酯5-7份和水10-12份。
3.根据权利要求1所述的一种高强度服装防水面料，其特征在于，所述防水面料包括以下重量份的原料：基材面料1份、顺丁橡胶6份、丙烯酸树脂9份、过氯乙烯树脂5份、改性聚氨酯7份、耐候性溶液13份、分散性溶液15份、丙酮8份、白炭黑7份、硅凝胶9份、癸二酸二丁酯6份和水10份。
4.权利要求1-3任一项所述的一种高强度服装防水面料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
a、将顺丁橡胶导入反应釜中，在180-190℃下加热至完全熔化，再降温至112-115℃，依次加入丙烯酸树脂和过氯乙烯树脂，搅拌反应1.2-1.5h，反应结束后，降温至85-89℃，兑水搅拌均匀，保温得到混合物一；
b、将改性聚氨酯、白炭黑、硅凝胶加入到分散性溶液中，混合均匀，导入搅拌机中，在62-65℃下，以110-120r/min的转速搅拌反应0.8-1h，得到混合物二；
c、向混合物二中加入耐候性溶液、癸二酸二丁酯，升温至75-80℃，加热反应22-25min，再滴加丙酮，缓慢搅拌反应，直至滴加结束，得到混合物三；
d、将混合物一、混合物三导入密炼机中，在88-92℃下，密炼反应0.5-0.6h，冷却至常温后，涂覆与基材面料上，再进行加热固化处理，即可得到成品。
5.根据权利要求4所述的一种高强度服装防水面料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的改性聚氨酯的制备方法为：将聚丙二醇、甲苯二异氰酸酯、异辛酸铋和N-乙基吗啉混合导入反应釜中，在75-82℃下反应1.8-2.2h，反应结束后，降温至58-65℃，再加入硼酸，搅拌反应0.9-1.2h，冷却至常温后，即可得到改性聚氨酯。
6.根据权利要求5所述的一种高强度服装防水面料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的改性聚氨酯的制备方法为：将聚丙二醇、甲苯二异氰酸酯、异辛酸铋和N-乙基吗啉混合导入反应釜中，在78℃下反应2h，反应结束后，降温至62℃，再加入硼酸，搅拌反应1.1h，冷却至常温后，即可得到改性聚氨酯。
7.根据权利要求4所述的一种高强度服装防水面料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的分散性溶液的制备方法为：将聚丙烯和二氧化硅加入乙酸乙酯中，在80-85℃下搅拌混合22-25min后，用超声波分散8-12min，即可得到分散性溶液。
8.根据权利要求7所述的一种高强度服装防水面料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的分散性溶液的制备方法为：将聚丙烯和二氧化硅加入乙酸乙酯中，在82℃下搅拌混合24min后，用超声波分散11min，即可得到分散性溶液。
9.根据权利要求4所述的一种高强度服装防水面料的制备方法，其特征在于，所述步骤c的耐候性溶液的制备方法为：将ABS树脂、醋酸纤维导入剪切机中高速剪切，再与油性溶剂混合，搅拌均匀，即可得到耐候性溶液。
10.根据权利要求9所述的一种高强度服装防水面料的制备方法，其特征在于，所述油性溶剂为硅油、松焦油和羟基桂油按质量比2:1:3混合而成。
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