CN109796921A - 一种改性聚氨酯胶粘剂、包括改性聚氨酯胶粘剂的复合防水贴条及其制备方法和应用 - Google Patents

一种改性聚氨酯胶粘剂、包括改性聚氨酯胶粘剂的复合防水贴条及其制备方法和应用 Download PDF

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本发明公开了一种改性聚氨酯胶粘剂、包括改性聚氨酯胶粘剂的复合防水贴条及其制备方法和应用，改性聚氨酯胶粘剂包括以下重量份的组分：TPU颗粒80‑120份、PES颗粒8‑30份、聚碳化二亚胺0.5‑3份、封闭型交联剂0.5‑5份、偶联剂0.5‑5份和抗氧剂0.1‑1份。改性聚氨酯胶粘剂通过流延机挤出，热复合在TPU膜的单面上，得到复合防水贴条，其柔软、弹性好、具有良好的耐水洗性、干洗性、耐水压，对防风、防水服装的TPE、亲水PU和TPFE等涂层粘接强度大，不起边脱落，可应用于在户外运动服装中，特别是在防风、防水服装中，具有很好的应用前景。

Description

一种改性聚氨酯胶粘剂、包括改性聚氨酯胶粘剂的复合防水 贴条及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于高分子防水领域，具体涉及一种改性聚氨酯胶粘剂、包括改性聚氨酯胶粘剂的复合防水贴条及其制备方法和应用。
背景技术
随着人们生活水平的提高和对自身健康的关注，人们向往和追求更高生活品质，户外运动日益流行，具有防风、透气、透湿、保暖功能的防风、防水服装受到人们的青睐，深受消费者的喜爱。
现有技术中，防风、防水服装的制造通常有2种方式：一种是将防风、防水服装的面料通过缝纫机或类似的缝纫设备缝合在一起制成，不压胶条，这类服装防风、防水效果不好，长时间在风雨环境中有漏风、漏水问题；第二种方式就是在第一种方式的缝线骨位上压防水贴条，从而起到防风、防水、保温的作用，但市场上的普通防水贴条对亲水PU、PTFE、TPE涂层的防风、防水服装粘接不牢，普遍存在不耐水洗的问题，防水贴条易起边脱落，导致防风、防水服装漏风、漏水，不保暖，给消费者使用带来诸多不便。
专利号CN 102029764 A公开了一种新型TPU薄膜，包括TPU层，还包括设于TPU层表面的复合层，所述的复合层为干式PU或热熔胶层，可根据实际需要选用PU革和不同熔点的热熔胶，可随意控制其加工厚度，只是公开了一种结构和可能的应用方向，但没法解决不同类型涂层的防风、风水服装的粘接和防风、防水问题。专利号CN 108641662 A公开了一种低软化点防水透湿TPU热熔胶及其制备方法，所述低软化点防水透湿TPU热熔胶，按重量份数计，包括以下组分：多元醇A 20-70份、多元醇B 20-70份、二异氰酸酯10-28份、扩链剂2-8份、单羟基醇0-2.5份和助剂0-3份，该专利公开该热熔胶具备防水透湿性能，但透气透湿材料强度普遍偏小、粘接强度不大、成本高，不能广泛适应防风、防水服装的各种涂层的不同的粘接强度、防水要求和服装厂低成本要求。
因此，有必要研究一种具有良好粘接性、耐水性和透湿性的改性聚氨酯胶粘剂，解决防风、防水服装难粘接、不防水的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种改性聚氨酯胶粘剂，具有粘接强度大、耐水洗、透湿的特点。本发明的目的之二是提供一种由TPU膜和改性聚氨酯胶粘剂组成的复合防水贴条，其柔软、弹性好、具有良好的耐水洗性、干洗性、耐水压，对防风、防水服装的PU、TPE、亲水PU、PA、TPFE等涂层粘接强度大。本发明还提供了复合防水贴条的制备方法及其在户外运动服装中的应用，特别是在防风、防水服装中的应用，具有很好的应用前景。
本发明采用的技术方案是：一种改性聚氨酯胶粘剂，包括以下重量份的组分：
优选的，TPU颗粒包括羟基、羧基和氨基中的一种或几种活性基团。
优选的，TPU颗粒选自聚酯型聚氨酯、聚已内酯型聚氨酯、聚碳酸酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯和共聚醚型聚氨酯中的一种或几种。
更优选的，TPU颗粒选自聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯和共聚醚型聚氨酯中的一种或几种。
更优选的，TPU颗粒选自带羟基的聚酯型聚氨酯、带羧基的聚醚型聚氨酯和带氨基的聚醚型聚氨酯中的一种或几种。
最优选的，TPU颗粒为带羟基的聚酯型聚氨酯和带羧基的聚醚型聚氨酯的混合物或带羟基的聚酯型聚氨酯、带羧基的聚醚型聚氨酯和带氨基的聚醚型聚氨酯的混合物。
优选的，TPU颗粒的熔体质量流动速率为3-30g/10分钟，熔体粘度为4000-25000mPa·s。
更优选的，TPU颗粒的熔体质量流动速率为5-30g/10分钟，熔体粘度为4000-18000mPa·s；最优选的，TPU颗粒的熔体质量流动速率为10-25g/10分钟，熔体粘度为6000-15000mPa·s。
更优选的，TPU颗粒的熔体质量流动速率为3-20g/10分钟，熔体粘度为8000-25000mPa·s；最优选的，TPU颗粒的熔体质量流动速率为5-15g/10分钟，熔体粘度为9000-18000mPa·s。
优选的，PES颗粒的熔体质量流动速率为6-30g/10分钟，熔体粘度为6000-20000mPa·s。
PES的加入可以提高改性聚氨酯胶粘剂的粘接性。
优选的，封闭型交联剂选自酚类封端的封闭型异氰酸酯、醇类封端的封闭型异氰酸酯、肟类封端的封闭型异氰酸酯和酰胺封端的封闭型异氰酸酯中的一种或几种。
优选的，封闭型交联剂的解封温度在140℃以上。
更优选的，封闭型交联剂选自酚类封端的封闭型异氰酸酯和酰胺封端的封闭型异氰酸酯中的一种或两种。
封闭型交联剂在使用时会再次和配方、面料涂层反应，增加粘接牢度和耐水洗性。
优选的，偶联剂选自γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷(KH-792)、乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)、羟基硅烷齐聚物(6650)、氟烃基硅烷齐聚物(6656F)中的一种或几种。
更优选的，偶联剂选自γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)和羟基硅烷齐聚物(6650)中的一种或几种。
优选的，抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂215和抗氧剂TPP中的一种或几种。
更优选的，抗氧剂选自抗氧剂1010和抗氧剂1076中的一种或两种。
一种复合防水贴条，包括TPU膜和改性聚氨酯胶粘剂。
优选的，复合防水贴条由TPU膜和复合在TPU膜上的改性聚氨酯胶粘剂组成。
优选的，TPU膜是由聚酯型聚氨酯、聚已内酯型聚氨酯、聚碳酸酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯和共聚醚型聚氨酯中的一种或多种材料混合，并经流延机挤出而成。更优选的，TPU膜是由聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯中的一种或两种材料混合，并经流延机挤出而成。
更优选的，改性聚氨酯胶粘剂通过流延机挤出，热复合在TPU膜的单面上。
优选的，TPU膜的熔体质量流动速率为5-20g/10分钟，熔体粘度为8000-30000mPa·s，厚度为0.05-0.3mm。更优选的，熔体质量流动速率为5-15g/10分钟，熔体粘度为10000-25000mPa·s，厚度为0.05-0.1mm。
优选的，TPU膜的耐水压大于10000mmH2O/2min。
优选的，改性聚氨酯胶粘剂的胶层厚度不少于0.03毫米；更优选的，改性聚氨酯胶粘剂的胶层厚度为0.03-0.07mm。
优选的，复合防水贴条在户外运动服装中的应用。更优选的，复合防水贴条在防风、防水服装中的应用。
最优选的，复合防水贴条在亲水PU、PTFE和TPE涂层的防风、防水服装中的应用。
所述复合防水贴条对亲水PU、PTFE和TPE涂层的防风、防水服装粘接性和耐水性更好。这是因为封闭型交联剂在使用时会再次和配方、面料涂层反应，增加粘接牢度和耐水洗性。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1.本发明通过将TPU颗粒、PES颗粒和封闭型交联剂有机结合，得到改性聚氨酯胶粘剂，该胶粘剂粘接强度大，对各种涂层具有良好的粘接性，如PU、TPE、亲水PU、PA和TPFE等涂层，并且具有良好的耐水洗性和透湿性，适用于各种涂层的户外运动服装的粘接，尤其适用于防风、防水服装的粘接。
2.本发明得到的复合防水贴条，产品柔软、弹性好、具有良好的耐水洗性、干洗性、耐水压，对防风、防水服装的亲水PU、TPFE和TPE等涂层粘接强度大，不起边脱落。将该复合防水贴条用于防风、防水服装中，可以有效解决TPE、亲水PU和TPFE涂层的防风、防水服装难粘接、不防水的问题，且操作简单、方便、环保，具有很好的应用前景。
附图说明
图1为实施例1-3和对比例1制备的复合防水贴条的结构示意图，①为改性聚氨酯胶粘剂，②为TPU膜。
图2为实施例1-3和对比例1制备的复合防水贴条在防水面料线骨位的结构示意图，1为纺织品基布，2为纺织品防水涂层，3为改性聚氨酯胶粘剂，4为TPU膜。
图3为防水贴条在防水面料线骨位的示意图，虚线为防水贴条，图A为十字骨位，图B为T字骨位。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
将40份带羟基的聚酯型聚氨酯(熔体质量流动速率为15g/10分钟，熔体粘度为6000mPa·s)、60份带羧基的聚醚型聚氨酯颗粒(熔体质量流动速率为5g/10分钟，熔体粘度为10000mPa·s)、10份PES颗粒(熔体质量流动速率为10g/10分钟，熔体粘度为8000mPa·s)、2份聚碳化二亚胺、2份酚类封端的封闭型异氰酸酯(解封温度140℃以上)、0.3份抗氧剂1010和1份偶联剂3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)预先在高速分散机中混合均匀，经流延机挤出、流延成0.05mm厚的改性聚氨酯胶粘剂涂布在TPU膜(聚酯型聚氨酯，熔体质量流动速率为5g/10分钟，熔体粘度为20000mPa·s，厚度为0.05mm，耐水压大于10000mmH2O/2min)上进行热复合，从而制得复合防水贴条，并裁切成20mm宽。流延机的温度设置如下：料筒温度为155-170℃；滤网温度为160℃；模头温度为165℃，转速设定为220rpm。
实施例2
将35份带羟基的聚酯型聚氨酯颗粒(熔体质量流动速率为20g/10分钟，熔体粘度为10000mPa·s)、65份带氨基的聚醚型聚氨酯颗粒(熔体质量流动速率为10g/10分钟，熔体粘度为15000mPa·s)、8份PES颗粒(熔体质量流动速率为15g/10分钟，熔体粘度为10000mPa·s)、3份聚碳化二亚胺、2份酰胺封端的封闭型异氰酸酯(解封温度150℃以上)、0.2份抗氧剂1076、1份偶联剂3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)和1份偶联剂γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷(KH-792)预先在高速分散机中混合均匀，经流延机挤出、流延成0.05mm厚的改性聚氨酯胶粘剂涂布在TPU膜(聚醚型聚氨酯，熔体质量流动速率为10g/10分钟，熔体粘度为15000mPa·s，厚度为0.05mm，耐水压大于10000mmH2O/2min)上进行热复合，从而制得复合防水贴条，并裁切成20mm宽。流延机的温度设置如下：料筒温度为155-170℃；滤网温度为160℃；模头温度为165℃，转速设定为220rpm。
实施例3
将20份带羟基的聚酯型聚氨酯颗粒(熔体质量流动速率为20g/10分钟，熔体粘度为15000mPa·s)、20份带羧基的聚醚型聚氨酯颗粒(熔体质量流动速率为15g/10分钟，熔体粘度为8000mPa·s)、70份带氨基的聚醚型聚氨酯颗粒(熔体质量流动速率为15g/10分钟，熔体粘度为18000mPa·s)、12份PES颗粒(熔体质量流动速率为30g/10分钟，熔体粘度为8000mPa·s)、2.5份聚碳化二亚胺、4份酚类封端的封闭型异氰酸酯(解封温度140℃以上)、0.2份抗氧剂1076、0.1份抗氧剂1010、1份偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)和1.5份羟基硅烷齐聚物(6650)预先在高速分散机中混合均匀，经流延机挤出、流延成0.05mm厚的改性聚氨酯胶粘剂涂布在TPU膜(聚酯型聚氨酯，熔体质量流动速率为10g/10分钟，熔体粘度为15000mPa·s，厚度为0.05mm，耐水压大于10000mmH2O/2min)上进行热复合，从而制得复合防水贴条，并裁切成20mm宽。流延机的温度设置如下：料筒温度为155-170℃；滤网温度为160℃；模头温度为165℃，转速设定为220rpm。
对比例1
将40份带羟基的聚酯型聚氨酯(熔体质量流动速率为15g/10分钟，熔体粘度为6000mPa·s)、60份带羧基的聚醚型聚氨酯颗粒(熔体质量流动速率为5g/10分钟，熔体粘度为10000mPa·s)、10份PES颗粒(熔体质量流动速率为10g/10分钟，熔体粘度为8000mPa·s)、2份聚碳化二亚胺、0.3份抗氧剂1010和1份偶联剂3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)预先在高速分散机中混合均匀，经流延机挤出、流延成0.05mm厚的改性聚氨酯胶粘剂涂布在TPU膜(聚酯型聚氨酯，熔体质量流动速率为5g/10分钟，熔体粘度为20000mPa·s，厚度为0.05mm，耐水压大于10000mmH2O/2min)上进行热复合，从而制得复合防水贴条，并裁切成20mm宽。流延机的温度设置如下：料筒温度为155-170℃；滤网温度为160℃；模头温度为165℃，转速设定为220rpm。
实施例1-3和对比例1制备的复合防水贴条的结构如图1所示，其在防水面料线骨位的结构如图2和3所示。
将实施例1-3和对比例1制备的复合防水贴条及市售的防水贴条用热风机在温度500℃、压力0.1mPa、风量0.15mPa、速度10m/min压带两层防水面料十字骨位，冷却120min后按照以下测试标准进行测试，测试结果如表1所示。
1)耐水洗性防水测试：按照JIS L0217 103法要求，在40℃洗衣机中水洗20次，每次60分钟，水洗后测试水压6000mmH2O/2min。
2)耐干洗性防水测试：按照GB/T 19981.2-2005纺织品织物和服装的专业维护、干洗和湿洗的第2部分使用四氯乙烯干洗和整烫时性能试验的程序标准执行，干洗15次，干洗后测试水压6000mmH2O/2min。
表1防水贴条的性能测试结果
备注：两层纺织品防水达6000mmH2O/2min，十字骨位压带防水贴条防水才能达到6000mmH2O/2min。
与市售防水贴条相比，本发明实施例1-3得到的复合防水贴条柔软、弹性好、具有良好的耐水洗性、干洗性、耐水压，对防风、防水服装的TPE、亲水PU和TPFE等涂层粘接强度大，不起边脱落，不存在骨位漏水现象。
实施例1与对比例1相比，不添加封闭型交联剂的复合防水贴条的对比例1出现骨位漏水和水洗开胶起边的问题，说明封闭型交联剂的加入对粘接、耐水性作用提高明显，可以有效解决亲水PU、TPFE和TPE涂层的防风、防水服装难粘接、不防水的问题，且操作简单、方便、环保，具有很好的应用前景。

Claims (10)

1.一种改性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：
2.根据权利要求1所述的改性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，TPU颗粒包括羟基、羧基和氨基中的一种或几种活性基团。
3.根据权利要求1所述的改性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，TPU颗粒选自聚酯型聚氨酯、聚已内酯型聚氨酯、聚碳酸酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯和共聚醚型聚氨酯中的一种或几种；TPU颗粒的熔体质量流动速率为3-30g/10分钟，熔体粘度为4000-25000mPa·s。
4.根据权利要求1所述的改性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，PES颗粒的熔体质量流动速率为6-30g/10分钟，熔体粘度为6000-20000mPa·s。
5.根据权利要求1所述的改性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，封闭型交联剂选自酚类封端的封闭型异氰酸酯、醇类封端的封闭型异氰酸酯、肟类封端的封闭型异氰酸酯和酰胺封端的封闭型异氰酸酯中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的改性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，偶联剂选自γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、羟基硅烷齐聚物和氟烃基硅烷齐聚物中的一种或几种；抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂215和抗氧剂TPP中的一种或几种。
7.一种复合防水贴条，其特征在于，包括TPU膜和权利要求1-6中任一项所述的改性聚氨酯胶粘剂。
8.根据权利要求7所述的复合防水贴条，其特征在于，TPU膜的熔体质量流动速率为5-20g/10分钟，熔体粘度为8000-30000mPa·s，厚度为0.05-0.3mm，TPU膜的耐水压大于10000mmH2O/2min。
9.根据权利要求7或8所述的复合防水贴条的制备方法，其特征在于，改性聚氨酯胶粘剂通过流延机挤出，热复合在TPU膜的单面上。
10.根据权利要求7或8所述的复合防水贴条在户外运动服装中的应用。
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