CN109610183A - 纺织品用水性聚氨酯涂层胶及面料处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明纺织品用水性聚氨酯涂层胶及面料处理方法，水性聚氨酯涂层胶，由水性聚氨酯乳液60‑70份、有机硅改性弹性微球2.0‑4.0份、抗静电剂2.0‑4.0份、紫外线吸收剂0.5‑1.0份、水性消泡剂0.2‑0.3份、缔合型水性聚氨酯增稠剂2.0‑4.0份、去离子水30‑40份复配制得；面料经防水、轧光、水性聚氨酯涂层胶涂层处理，得到透气、耐水压、抗紫外、抗静电、防钻绒功能。

Description

纺织品用水性聚氨酯涂层胶及面料处理方法
技术领域
本发明涉及的是一种用于纺织品的水性聚氨酯涂层胶及纺织品面料后处理方法，特别是具有透气、耐水压、抗紫外线、抗静电、防钻绒功能特点的纺织品用水性聚氨酯涂层胶及纺织品面料后处理方法，特别适用于锦纶织物。
背景技术
目前市场上羽绒服的风格多种多样，随着生活水平的日益提高，羽绒服的功能性已不仅仅局限于保暖，人们对于羽绒服的手感、款式也有了更时尚的追求，对于其外层面料所具有的功能性也有了更加广阔的需求。
对于羽绒服面料的功能性，首先防钻绒是羽绒服面料的第一需求，而目前市场上需要的不仅仅是只具有防钻绒性能的羽绒服面料，而是需求一种集多种性能于一体的多功能面料，如具有良好的透气性、优异的抗紫外线、抗静电性能，亦或是具有出色的耐水压性能等，市场上现有的单一功能的羽绒服面料技术有很多，比如上海赫特化工出产的防紫外线整理剂HTUV100，浙江传化有限公司出产的抗紫外线整理剂TF-615，杭州临安德昌静电科技有限公司出产的抗静电剂HDC-305等。
专利CN104452307公开了一种“透气、抗紫外线、抗静电聚氨酯树脂涂层胶及其制备方法”。该专利提供一种水性透气、抗静电聚氨酯树脂和一种抗紫外线聚氨酯交联剂混合构成的涂层胶及其制备方法，既有优异的透气功能，还有优异的抗紫外线、抗静电功能，且干湿摩擦牢度好。但是其专利中所述的聚氨酯涂层胶不具备耐水压以及防钻绒等性能，且手感方面未见提及，并不能完全符合市场需求。
专利CN104727151A公开了一种“纺织品用防水、透气、抗菌、抗紫外线、补强涂层胶及制备方法”。其阐述了一种应用于10-20D涤纶、锦纶织物的功能性涂层胶，具有防水、透气、抗紫外、抗菌等多种功能，但是其对于涂层后的防钻绒以及抗静电等性能并未提及，所以并不适合用于羽绒服装面料。
专利CN103614922A公开了一种“羽绒服面料防针孔钻绒处理方法”。其阐述了一种羽绒服面料缝纫针孔处防钻绒问题的解决办法，通过面料基布与其涂层胶的良好结合来满足防钻绒效果，同时保证了面料的耐洗性、耐寒性、透湿性、柔软性等优异性能。但该发明提出的功能性仅仅局限于防钻绒一方面，其涂层胶并不能赋予羽绒面料更多的功能性，且其发明的产品为溶剂型涂层胶，对于人体以及环保性也有很大的弊端。
而开发一种多功能且具有优异手感的羽绒服面料，使其风格与功能性可以同时存在是当今市场的迫切需求。
目前未见有集透气、耐水压、抗紫外线、抗静电、防钻绒功能于一体的面料涂层胶及面料涂层处理方法技术公开。
发明内容
本发明的目的是提供一种纺织品用具有透气、耐水压、抗紫外、抗静电、防钻绒功能于一体的聚氨酯涂层胶及其制备方法；
并提供一种具有透气、耐水压、抗紫外、抗静电、防钻绒功能于一体的纺织品面料后处理方法；特别适用于锦纶织物。
本发明纺织品用透气、耐水压、抗紫外、抗静电、防钻绒水性聚氨酯涂层胶：
原料按重量配比：
水性聚氨酯乳液 60-70份
去离子水 30-40份
有机硅改性弹性微球 2.0-4.0份
抗静电剂 2.0-4.0份
紫外线吸收剂 0.5-1.0份
水性消泡剂 0.2-0.3份
缔合型水性聚氨酯增稠剂 2.0-4.0份
复配制得；
产品化学指标如下：
外观：白色粘稠液体
离子性：阴
pH值：7.0±0.5
固含量：27±2%
粘度：1500-2000mPa·s；
水性聚氨酯乳液：为辽宁恒星精细化工有限公司产品FS-5707；
有机硅改性弹性微球：粒径20-30μm；
抗静电剂：为辽宁恒星精细化工有限公司 FSK-9产品；
紫外线吸收剂：为液态羟基苯酚苯并三唑型紫外线吸收剂；
水性消泡剂: 为矿物油及金属皂类消泡剂。
本发明纺织品用透气、耐水压、抗紫外、抗静电、防钻绒水性聚氨酯涂层胶制备方法：
原料按重量配比：
（1）将去离子水30-40份、有机硅改性弹性微球2.0-4.0份混合并搅拌均匀；
（2）加入水性聚氨酯乳液60-70份、抗静电剂2.0-4.0份、紫外线吸收剂0.5-1.0份、水性消泡剂0.2-0.3份，搅拌均匀；
（3）加入缔合型水性聚氨酯增稠剂2-4份，搅拌均匀，过滤，得水性聚氨酯涂层胶。
水性聚氨酯乳液：为辽宁恒星精细化工有限公司产品FS-5707；
有机硅改性弹性微球：粒径20-30μm；
抗静电剂：为辽宁恒星精细化工有限公司 FSK-9产品；
紫外线吸收剂：为液态羟基苯酚苯并三唑型紫外线吸收剂；
水性消泡剂: 为矿物油及金属皂类消泡剂。
本发明纺织品面料透气、耐水压、抗紫外、抗静电、防钻绒处理方法
（1）锦纶织物基布防水处理：用C6防水剂（10g/L）对基布进行浸轧处理，165-170℃烘干；
（2）基布轧光处理：轧光机压力10MPa， 80-100℃对基布进行轧光处理；
（3）涂层处理：使用上述水性聚氨酯涂层胶或上述制备方法得到的水性聚氨酯涂层胶对步骤（2）得到的基布进行干法涂层，刮涂刀厚0.5-1.5mm，于150-165℃烘箱中烘干，干增重5-7g/m2。
本发明纺织品用透气、耐水压、抗紫外、抗静电、防钻绒水性聚氨酯涂层胶生产工艺及处理方法简单、易行，适合大量生产。
本发明纺织品用水性聚氨酯涂层胶选用的水性聚氨酯乳液FS-5707是有机硅改性的高分子聚碳、聚醚型脂肪族聚氨酯，其中引入的聚碳酸亚丙酯二醇是二氧化碳与环氧丙烷共聚得到,它是一种新型热塑性脂肪族聚碳酸酯，具有优异的耐水解性，耐溶剂性，耐拉伸性，耐磨性等特点，并且分子极性大，内聚能密度大，成膜抗拉伸强度大，能够提供非常好的耐水压能力，同时能够提供高牢度及高弹性；聚醚为大分子量亲水嵌段聚醚，其具有良好的透湿性且与异氰酸酯反应生成中间链段极易旋转且具有高交联度的结构，增加了聚氨酯与织物的牢度，还提高了柔软度；其中的硅键、醚键低温自由旋转，可以增强低温柔软性能，使聚氨酯在低温依然保持良好的柔软性；由于引入了三羟甲基丙烷使分子具有极高的分子内交联度，提高了成膜牢度，进一步提高了水性聚氨酯树脂防钻绒性能，且经过有机硅改性，硅键进一步提供了良好的弹性，使水性聚氨酯成膜更加细腻。
本发明选用的有机硅改性弹性微球是一种核壳结构的微小球状塑料颗粒，外壳为热塑性丙烯酸聚合物，内核为烷烃气体组成的球状塑料颗粒，微球受热后聚合物壳体变软同时壳体内气体膨胀，壳内的碳氢化合物在短时间内膨胀为原来体积的20-50倍，发泡后的微球外壳不会破裂，仍然保持一个完整的密封球体，所以能够为涂层胶提供优异的透气性以及手感方面较好的弹性；有机硅改性弹性微球且经过有机硅改性使微球表面疏水能力更强，更易在涂层表面富集，使涂层能够额外获得拒水、防污、滑爽的性能。加入具有亲水透湿性以及良好防钻绒性能的聚氨酯乳液，使有机硅改性弹性微球与水性聚氨酯能够发生协同作用，即聚氨酯乳液的透湿性、防钻绒性与有机硅改性弹性微球赋予的透气性相互协同，使产品同时具有防钻绒性以及透气透湿性能，且涂层产生柔弹的表面手感。
本发明选用的紫外线吸收剂为液态羟基苯酚苯并三唑型紫外线吸收剂，其具有良好的水分散性，在涂层胶中极易分散；与水性聚氨酯乳液具有极佳的相容性，具有高光稳定效率，高温低挥发性，摩尔系消光数大，赋予涂层良好的抗紫外线效果；且其在波长300-400nm区域有较强的吸收，在可见光区吸收很少，故其具有优异的紫外线吸收能力；液态羟基苯酚苯并三唑型紫外线吸收剂上的羟基在高温下能够与本发明选用的水性聚氨酯乳液中的氨基甲酸酯键以及脲键反应，能够获得更好的牢度。
本发明选用的抗静电剂（FSK-9）是长链聚酯结构，其抗静电性优异，能够与本发明选用的聚氨酯乳液中的酯键在高温焙烘过程中有效融合，抗静电的同时，具有高耐洗牢度。
本发明纺织品用水性聚氨酯涂层胶的制备方法中，由于有机硅改性弹性微球在水中的溶解性好于在聚氨酯乳液中的溶解性，故先将其与水充分分散后，再加入水性聚氨酯乳液、抗静电剂、紫外线吸收剂、水性消泡剂搅拌均匀，保证了有机硅改性弹性微球的优点在产品中充分发挥的同时，能够使其与聚氨酯乳液、抗静电剂以及紫外线吸收剂的协同作用最大化，且充分分散后的有机硅改性弹性微球不会在涂层胶中团聚，能够保证涂层胶外观以及涂层工艺；水性聚氨酯乳液、抗静电剂、紫外线吸收剂按顺序分别加入、充分搅拌均匀，能够保证涂层产品风格及功能性的充分表达；最后加入水性缔合型增稠剂保证了涂层胶产品的外观状态。
本发明纺织品用水性聚氨酯涂层胶的制备方法是经过严格的科学试验形成的，若不按此顺序进行制备，由于有机硅改性弹性微球在不同介质中溶解性的差异会导致其在乳液中无法完全分散，进而导致有机硅改性弹性微球在涂层胶中团聚，抗静电剂、紫外线吸收剂等也无法在不均匀的体系中发挥最好的效果，所以会对涂层胶外观、涂层后产品外观以及纺织品面料涂层后的功能造成巨大的破坏。
本发明纺织品用水性聚氨酯涂层胶的处理方法中，选用C6防水剂对基布进行防水处理，其原因在于相比于无氟防水剂，C6防水剂的防水效果明显优于无氟防水剂，而C8防水剂的防水效果虽然优于C6防水剂，但是由于C8防水剂中PFOA、PFOS含量严重超标，不符合环保要求，故本发明纺织品用水性聚氨酯涂层胶的处理方法中选用C6防水剂进行防水处理，使涂层胶涂于织物不渗透，使其在织物上保持良好的成膜性能，进而保证了织物透气性、耐水压、抗紫外、抗静电、防钻绒等功能性的实现；对基布进行轧光使织物表面平整、涂胶均匀，能够保证织物涂层后表面良好的手感；几种原料在150-165℃烘焙下，与基布上的氨基、羟基、酰胺基等产生有效地化学反应，能够满足织物透气、耐水压、抗紫外、抗静电、防钻绒性等功能特点与涂层风格的兼顾。
综上所述，本发明中水性聚氨酯乳液与有机硅改性弹性微球、紫外线吸收剂、抗静电剂合理搭配，产生良好的化学反应，保证了织物透气、耐水压、抗紫外、抗静电、防钻绒性能同时实现，同时也提供了涂层柔弹的表面风格；加入消泡剂、缔合型水性聚氨酯增稠剂保证的涂层胶的外观状态；高温烘焙下，几种原料能够相互反应，发挥其最好的功能效果，产生优异的协同作用，能使涂层后的织物同时具有透气、耐水压、抗紫外、抗静电、防钻绒的功能特点以及柔弹、亲肤的表面手感。
具体实施方式
实施例1
（1）将去离子水30份、有机硅改性弹性微球2.0份混合并搅拌均匀；
（2）加入水性聚氨酯乳液70份、抗静电剂2.0份、紫外线吸收剂0.5份、水性消泡剂0.2份，搅拌均匀；
（3）加入缔合型水性聚氨酯增稠剂2.0份，搅拌均匀，过滤，得水性聚氨酯涂层胶；固含量28.87%，粘度1730mPa·s；
（4） 将20D/380T锦纶织物基布进行防水处理：用C6防水剂（10g/L）一浸一轧，165-170℃烘干1分钟；
（5）轧光处理：压力10MPa， 80℃；
（6）涂层处理：使用上述步骤（3）得到的水性聚氨酯涂层胶对上述步骤（5）得到的基布进行干法涂层，刮涂刀厚1.5mm，于150-165℃烘箱中烘干1分钟，干增重7.0g/m2。
该实施例中，水性聚氨酯乳液添加量相对较多，涂层手感柔软，具有较高耐水压以及优异的防钻绒性能；但涂层处理方面使用的刮刀厚度大，故透气率略低，但防绒性方面优异。
实施例2
（1）将去离子水33份、有机硅改性弹性微球4.0份混合并搅拌均匀；
（2）加入水性聚氨酯乳液67份、抗静电剂3.0份、紫外线吸收剂0.75份、水性消泡剂0.3份，搅拌均匀；
（3）加入缔合型水性聚氨酯增稠剂2.5份，搅拌均匀，过滤，得水性聚氨酯涂层胶；固含量28.77%，粘度1680mPa·s；
（4） 将20D/380T锦纶织物基布进行防水处理：用C6防水剂（10g/L）一浸一轧，165-170℃烘干1分钟；
（5）轧光处理：压力10MPa， 100℃；
（6）涂层处理：使用上述步骤（3）得到的水性聚氨酯涂层胶对上述步骤（5）得到的基布进行干法涂层，刮涂刀厚0.5mm，于150-165℃烘箱中烘干1分钟，干增重5.0g/m2。
该实施例中，有机硅改性弹性微球添加量相对较多，涂层手感弹性好且具有优异的透气性能；且涂层处理方面使用薄刮刀，降低了涂层厚度，更加保持了优异的透气性能，但水压偏低。
实施例3
（1）将去离子水35份、有机硅改性弹性微球3.0份混合并搅拌均匀；
（2）加入水性聚氨酯乳液65份、抗静电剂3.0份、紫外线吸收剂1.0份、水性消泡剂0.2份，搅拌均匀；
（3）加入缔合型水性聚氨酯增稠剂3.0份，搅拌均匀，过滤，得水性聚氨酯涂层胶；固含量27.16%，粘度1750mPa·s；
（4） 将20D/380T锦纶织物基布进行防水处理：用C6防水剂（10g/L）一浸一轧，165-170℃烘干1分钟；
（5）轧光处理：压力10MPa， 90℃；
（6）涂层处理：使用上述步骤（3）得到的水性聚氨酯涂层胶对上述步骤（5）得到的基布进行干法涂层，刮涂刀厚1.0mm，于150-165℃烘箱中烘干1分钟，干增重6.0g/m2。
该实施例中，各组分原料添加量相对平均，涂层手感柔软、弹性好，具有优异的透气、抗紫外、抗静电以及防钻绒性能，且具有较高耐水压；涂层处理方面采用适当的轧光温度及合适厚度的刮刀，保证了涂层产品手感及功能性的良好实现。
实施例4
（1）将去离子水38份、有机硅改性弹性微球4.0份混合并搅拌均匀；
（2）加入水性聚氨酯乳液62份、抗静电剂3.0份、紫外线吸收剂0.75份、水性消泡剂0.3份，搅拌均匀；
（3）加入缔合型水性聚氨酯增稠剂3.5份，搅拌均匀，过滤，得水性聚氨酯涂层胶；固含量27.07%，粘度1820mPa·s；
（4） 将20D/380T锦纶织物基布进行防水处理：用C6防水剂（10g/L）一浸一轧，165-170℃烘干1分钟；
（5）轧光处理：压力10MPa，80℃；
（6）涂层处理：使用上述步骤（3）得到的水性聚氨酯涂层胶对上述步骤（5）得到的基布进行干法涂层，刮涂刀厚1.0mm，于150-165℃烘箱中烘干1分钟，干增重6.2g/m2。
该实施例中，有机硅改性弹性微球和抗静电剂添加量相对较多，涂层手感弹性好且抗静电性能优异；涂层处理方面，轧光温度略低使涂层干增重略大，涂层耐水压适中但透气率偏低。
实施例5
（1）将去离子水40份、有机硅改性弹性微球2.0份混合并搅拌均匀；
（2）加入水性聚氨酯乳液60份、抗静电剂2.0份、紫外线吸收剂1.0份、水性消泡剂0.2份，搅拌均匀；
（3）加入缔合型水性聚氨酯增稠剂4份，搅拌均匀，过滤，得水性聚氨酯涂层胶；固含量25.27%，粘度1900mPa·s；
（4） 将20D/380T锦纶织物基布进行防水处理：用C6防水剂（10g/L）一浸一轧，165-170℃烘干1分钟；
（5）轧光处理：压力10MPa， 100℃；
（6）涂层处理：使用上述步骤（3）得到的水性聚氨酯涂层胶对上述步骤（5）得到的基布进行干法涂层，刮涂刀厚1.5mm，于150-165℃烘箱中烘干1分钟，干增重6.7g/m2。
该实施例中，紫外线吸收剂添加量相对较多，涂层抗紫外性能较好；涂层处理方面轧光温度略高，织物表面平整度好，涂层上胶量大，使其有良好的耐水压以及防钻绒性。
上述实施例：
水性聚氨酯乳液：为辽宁恒星精细化工有限公司产品FS-5707；
有机硅改性弹性微球：为北京森昌泰和科技有限责任公司产品F-77D；
抗静电剂：为辽宁恒星精细化工有限公司产品FSK-9；
紫外线吸收剂：为德国BASF公司产品Tinuvin 765；
水性消泡剂：为沈阳天利商贸有限公司产品NXZ；
缔合型水性聚氨酯增稠剂：为广州润宏化工有限公司产品SN-612。
对比例1：用东莞旭亿华化工有限公司产品XH-PU802，按上述方法对基布进行处理，得涂层样品，该产品主要用于实现透气功能。
对比例2：用北京中纺化工有限公司产品ZF-38A，按上述方法对基布进行处理，得涂层样品，该产品主要用于实现耐水压、抗静电的功能。
对比例3：用广东德美精细化工集团股份有限公司产品DM-3091，上述方法对基布进行处理，得涂层样品，该产品主要用于实现防钻绒、抗紫外的功能。
性能测试指标如下表：
耐水压测试标准：按照GB/T 4744-2013 纺织品 防水性能的检测和评价；使用YG812N 织物渗水性测试仪进行测试；
透气率测试标准：按照GB/T 5453-1997 纺织品 织物透气性的测定；使用YG 461E 透气性测试仪进行测试；
抗紫外测试标准：按照GB/T 18830-2009 纺织品 防紫外线性能的评定；使用UV2000F紫外线防护系数测试仪进行测试；
抗静电测试标准：按照GB/T 12703.1-2008 纺织品 静电性能的评定 第1部分：静电压半衰期；使用LFY-401 织物感应式静电测定仪进行测试；
防钻绒测试标准：按照GB/T 12705.1-2009 纺织品 织物防钻绒性试验方法 第1部分：摩擦法；使用YG 819A 防钻绒性测定仪进行测试。
通过以上测试结果可以看出，经本产品涂层后，在20D/380T锦纶织物上均能呈现柔弹的手感风格；静水压均大于600mmH2O，具有良好的耐水压性能；紫外线防护系数UPF值均达90以上，透过率UVA均小于4%，具有优异的抗紫外性；透气率均能够达到1mm/s ，表明其具有良好的透气性；半衰期均小于2s，具有优异的抗静电性；钻绒根数均能控制在9根以内，证明其有良好的防钻绒性能；本产品能够将多种功能与风格相结合，在同类产品中具有明显优势。

Claims (3)

1.纺织品用透气、耐水压、抗紫外、抗静电、防钻绒水性聚氨酯涂层胶，其特征是：
原料按重量配比：
水性聚氨酯乳液 60-70份
去离子水 30-40份
有机硅改性弹性微球 2.0-4.0份
抗静电剂 2.0-4.0份
紫外线吸收剂 0.5-1.0份
水性消泡剂 0.2-0.3份
缔合型水性聚氨酯增稠剂 2.0-4.0份
复配制得；
产品化学指标如下：
外观：白色粘稠液体
离子性：阴
pH值：7.0±0.5
固含量：27±2%
粘度：1500-2000mPa·s；
水性聚氨酯乳液：为辽宁恒星精细化工有限公司产品FS-5707；
有机硅改性弹性微球：粒径20-30μm；
抗静电剂：为辽宁恒星精细化工有限公司 FSK-9产品；
紫外线吸收剂：为液态羟基苯酚苯并三唑型紫外线吸收剂；
水性消泡剂: 为矿物油及金属皂类消泡剂。
2.纺织品用透气、耐水压、抗紫外、抗静电、防钻绒水性聚氨酯涂层胶制备方法，其特征是：
原料按重量配比：
（1）将去离子水30-40份、有机硅改性弹性微球2.0-4.0份混合并搅拌均匀；
（2）加入水性聚氨酯乳液60-70份、抗静电剂2.0-4.0份、紫外线吸收剂0.5-1.0份、水性消泡剂0.2-0.3份，搅拌均匀；
（3）加入缔合型水性聚氨酯增稠剂2-4份，搅拌均匀，过滤，得水性聚氨酯涂层胶；
水性聚氨酯乳液：为辽宁恒星精细化工有限公司产品FS-5707；
有机硅改性弹性微球：粒径20-30μm；
抗静电剂：为辽宁恒星精细化工有限公司 FSK-9产品；
紫外线吸收剂：为液态羟基苯酚苯并三唑型紫外线吸收剂；
水性消泡剂: 为矿物油及金属皂类消泡剂。
3.纺织品面料透气、耐水压、抗紫外、抗静电、防钻绒处理方法，其特征是：
（1）锦纶织物基布防水处理：用C6防水剂（10g/L）对基布进行浸轧处理，165-170℃烘干；
（2）基布轧光处理：轧光机压力10MPa， 80-100℃对基布进行轧光处理；
（3）涂层处理：使用权利要求1所述的水性聚氨酯涂层胶或如权利要求2所述方法得到的水性聚氨酯涂层胶对步骤（2）得到的基布进行干法涂层，刮涂刀厚0.5-1.5mm，于150-165℃烘箱中烘干，干增重5-7g/m2。
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