CN1107192A

CN1107192A - 阻燃透湿防水产品的制造方法

Info

Publication number: CN1107192A
Application number: CN 94102420
Authority: CN
Inventors: 吴忠夫; 郑琨琳; 蔡秋雄; 孔繁平; 庄坤龙; 姚淑兰; 刘金柳
Original assignee: CHINESE TEXTILE INDUSTRY RESEARCH CENTRE
Current assignee: CHINESE TEXTILE INDUSTRY RESEARCH CENTRE
Priority date: 1994-02-07
Filing date: 1994-02-07
Publication date: 1995-08-23

Abstract

阻燃透湿防水产品的制造方法，于PU树脂组成中添加非水溶性的高性能阻燃剂，经三辊筒研磨机充分掺和后，用离型布进行湿式成型，先制成阻燃透湿微多孔薄膜成品；并再于亲水型无黄变PU树脂组成过程中，以适当的添加程序，依序添加卤素系列阻燃剂、锑系列阻燃剂、无机系列辅助阻燃剂、特殊耐热阻燃系列添加剂、架桥剂、架桥促进剂及阴离子表面活性剂等，经三辊筒研磨机充分掺合后制成具阻燃亲水性能及接著性能的阻燃性亲水型树脂，并将前项的阻燃透湿微多孔薄膜成品，藉由该阻燃性的亲水型树脂，贴合于织物或编物上，从而制得具高阻燃及高透湿特性的防水产品。

Description

本发明是关于一种阻燃透湿防水产品的制造方法，尤指一种应用于防水产品制程，及兼具以阻燃透湿微多孔产品配合阻燃性的亲水型树脂，贴合于织物或编物上，依透当制程所制成的具高阻燃、高透湿特性防水产品的制造方法。

PU树脂（Polyurethanes聚氨基甲酸酯，俗称发泡塑胶的热固性塑胶）原料广泛地应用于一般日常生活中的垫子、枕头、沙发、大衣内衬、手提袋、缓冲材料、隔音材料及隔热材料等产品上，而以一般PU树脂材料特性而言，可视其用途，适当地配制其合成比例，而使该PU树脂可制成可软、可硬的形态应用，但一般的PU树脂材料本身，并未具有阻燃的效果，间接地局限其应用的范围与影响其使用上的安全性。

然而，一般产业界为使PU树脂材料具有阻燃效果，则多于构造物中添加含囟素或含囟、含磷系的化合物;或者于树脂中添加有机或无机阻燃化合物，但一般无机阻燃剂大都为水溶型，且与PU树脂的相容性差，故于湿式加工过程或以后长期使用时，常会渗出于PU树脂的表面，而使加工效果变差或没有效果。

此外，由于一般阻燃剂本身属酸性物质，经作用时会放出囟素或磷系等酸性物质，而促使PU树脂产生显著加水分解，同时亦会促进光劣化及热劣化等现象，导致PU树脂原料有脆化及劣化等缺陷，并使得产品的耐久性显著降低。

再者，或有于构造物中添加含卤素或含卤、磷系的脲脂（urethane）化合物，如日本专利公报中「平4-151241号」专利所公开的技术手段，除了制造成本因此提高外，尚需添加较多量如上所述的阻燃剂方能达到阻燃的效果，并导致产品于制造上的经济效益偏低，且使该PU树脂产品物性变差，亦即无法制造出阻燃及兼具透湿防水性能的产品。

本发明人有鉴于此，乃致力研究改良，经再三试作修饰后，今终开发出一种阻燃透湿防水产品的制造方法，藉以使阻燃透湿防水产品具有高阻燃效果、高透湿效果、降低生产成本等产业上利用价值的优点。

据此，本发明的主要目的是提供一种阻燃透湿防水产品的制造方法，尤其是于PU树脂组成中添加水不溶型的卤素系列阻燃剂及无机系列阻燃剂，再以适当的制程将卤素系列阻燃剂与锑系列阻燃剂依适当比例添加，并藉该卤素系列阻燃剂及锑系列阻燃剂具有协同作用，而使其添加量降至最低，并再用三辊筒研磨机将一般呈粉体状的锑系列阻燃剂或卤素系列阻燃剂充分研磨，使该粉体状的阻燃剂与PU树脂原粒充分混合，并再依适当的制程添加以适当阴离子表面活性剂，而使上述研磨后的粉体细度化、提升表面积及阻燃剂与PU树脂原料的相容性、安定性，同时，亦不会影响湿式加工制程或以后阻燃剂于应用时渗出于薄膜的表面，而再于上述囟素系列及锑系列的PU树脂阻燃混合液中，适度地添加辅助系列阻燃剂及添加剂，俾以产生高阻燃效果的阻燃透湿微多孔薄膜产品;并再于亲水型无黄变PU树脂组成过程中，以适当的添加程序，依序添加囟素系列阻燃剂、锑系列阻燃剂、无机系列畏助阻燃剂、特殊耐热阻燃系列添加剂、架桥剂、架桥促进剂及阴离子表面活性剂等，经三辊筒研磨机充分掺合后制成具阻燃亲水性能及接著性能的阻燃性亲水型树脂，并将上述的阻燃透湿微多孔薄膜产品，藉由该阻燃性的亲水型树脂，贴合于织物或编物上，而据以制得具高阻燃及高透湿特性的防水产品，藉以降低于防止产品整体制程中，阻燃剂的用量，及大幅提升本发明的防水产品的阻燃效果及产品生产的经济效益。

为使贵审查员进一步具体了解本发明的具体技术内容及发明内函，以下兹举一较佳的操作例与若干实施例、比较例详细说明之，俾便于贵审查员的审理。其中：

A.本发明的阻燃透湿防水产品的构成技术及其制程步骤：

（1）在PU树脂组成过程中，适当地添加卤、锑系列阻燃剂、无机系列阻燃剂及特殊耐热阻燃系列添加剂，并经三辊筒研磨机充分掺和后，配置成涂布液，并将该涂布液以涂布方式涂布于支撑物上，再利用湿式凝固方式制造出柔软及兼具阻燃透湿性能的阻燃透湿微多孔薄膜成品。

（2）将步骤（1）中所制得的阻燃兼具透湿性能的PU树脂微多孔薄膜成品，以具阻燃效果的接著层，将阻燃透湿薄膜贴合于织物或编物上，而使该织物或编物具有优良的阻燃及兼具透湿防水性能，而制成具有高阻燃及高透湿特性的防水产品。

（3）另在上述本发明操作步骤（1）中所使用的主要阻燃剂则以囟素系列阻燃剂，并用锑系列阻燃剂所构成，且该卤素系列阻燃剂与锑系列阻燃剂的混合比例范围则在1∶10～10∶1，较佳为1∶1～4∶1的比例。

（4）此外，在上述本发明中所使用的无机系列辅助阻燃剂，则包括Mg（OH）₂·Al（OH）₃、MoO₃、P、CaCO₃、CaOAl₂O₃·6H₂O、MgCO₃、CuO、Cu₂O等无机化合物所构成，且该添加剂则为Zn、Mg、ZrO₂、TiO₂、SiO₂、SnO、ZnO、BaB₂O₄等无机化合物所构成，且上述的无机系列辅助阻燃剂及添加剂于PU树脂原料内的添加量分别为该PU树脂的3～100%（重量）及1～30%（重量）。

（5）另为使上述的主要阻燃剂、无机系列辅助阻燃剂及添加剂等配料能均匀混合，及使该配料的料径分布在5微米以下，故需再经三辊筒研磨机充分研磨，而使该配方液的粒径分布于5微米以下，而其较佳的粒径分布范围为1微米以下，且于研磨时需使用阴离子系表面活性剂，藉以提升其乳化安定性。

（6）在本发明操作步骤（2）所使用的接著层，乃于亲水型无黄变PU树脂组成中，添加卤素系列阻燃剂、锑系列阻燃剂、无机系列阻燃剂、特殊耐热阻燃系列添加剂、架桥剂、架桥促进剂及阴离子表面活性剂，经三辊筒研磨机充分掺和后，所配制而成具阻燃效果的亲水性接著层。

（7）在本发明的操作步骤（2）所使用的织物，则可为不具阻燃性的薄织物或编物、具阻燃性的织物或编物，及经适当的阻燃处理后的织物或编物。

（8）另在上述本发明中的操作步骤（2）中所使用的架桥剂则为TMP与TDI的加合物、TMP与HDI的加合物及TMP与IPDI的加合物或HDI的三合体化合物所构成。

（9）为使本发明所制成的防水产品获得高性能的阻燃兼具透湿防水织物或编物，本发明在操作步骤（1）中则以离型布制作湿式阻燃微多孔薄膜，再配合操作步骤（2）及（3）所述具阻燃效果的亲水性接著层，而使该贴合湿式阻燃微多孔薄膜的织物，成为具有高阻燃、高透湿及防水性能的产品。

（10）由上述本发明的阻燃透湿防水产品的各处理方法及操作步骤后，即可获得兼具上述步骤各项特征的高阻燃及兼具高透湿特性的防水产品。

经以上本发明的阻燃透湿防水产品的制造方法的详细制程及操作步骤说明后，已初步揭露本发明的技术内容与技术手段的构成，但为使贵审查员更进一步了解本发明的技术重点及产业上利用价值所在，以下兹举数个较佳的实施例及比较例加以阐述说明之，其中：

B.总合实施例：

1.在本发明中所使用的PU树脂原料，是由多元醇（polyol）、二异氰酸酯（diisocyanate）、链增长剂（chain extender）三部分所组成，且其中polyol种类以polyester polyol、polycarbonate polyol及polyca-prolactone polyol系列为主：二异氰酸酯化合物则有黄变型与非黄变型两类，且于本发明中则可使用黄变型PU树脂原料或非黄变型PU树脂原料;其中，黄变型PU树脂中必须添加紫外线吸收剂及抗氧化剂，使其难以变黄;chain extender部分主要有二醇（diol）系及二胺（diamine）系列两类;diol方面有EG、1，3PG、1，4B.D.、1，5P.D.、16，H.D及芳香环的短链diol（如： ……等等），而diamine类则有HH、EDA、H₂N

CH₂

NH₂……等等，并再经一段聚合或二段聚合方式合成该PU树脂，合成后以DMF稀释至30%PU树脂溶液。

2.为使上述PU树脂溶液赋予优良的阻燃效果，乃于配方中添加主要阻燃剂、辅助系列阻燃剂及各种添加剂，并将该所添加的各种阻燃剂及添加剂的相关种类及组成详述如后：

a.主要阻燃剂方面：

包含有卤素系列阻燃剂及锑系列阻燃剂两种，且于卤素系列阻燃剂方面则有氯代链烷烃（Paraffine chlorinated）、十溴二苯醚（Decabromodiphenyl oxide）、六氯代苯（Hexachloro benzene）、六溴代苯（Hexabromo benzene）、五溴乙基苯（Pentabromo ethyl benzene）、五溴二苯醚（Pentabromo diphenyl oxide）、八溴二苯醚（Octabromo diphenyl ether）等的卤化物;锑系列阻燃剂则有Sb₂O₃、Sb₂O₅等两种锑系化合物。

b.辅助系列阻燃剂及添加剂方面：

关于辅助系列阻燃剂及添加剂则有CaCO₃、CaIAl₂O₃·6H₂O、Al（OH）₃、Mg（OH）₂、MgCO₃、SiO₂、CuO、Cu₂O、Zn、ZnO、2ZnO·3B₂O₃·3.5H₂O、BaB₂O₄、TiO₂、SnO等元机化合物类所构成。

C.实施例一：

1.以经退浆、精练、染色、预定型的耐龙平织布，组织为70D/24F，210条，且以2%的氟碳树脂压吸处理，压吸率为40%，并再进行烘干定型制成离型布。

2.将配置完成的表面层涂布液以刮刀方式涂布于以上述步骤1所制成的离型布上，该涂布量约为100～300g/m²，并再经摄氏20℃×10分的湿式凝固浴成型后，经水洗、热水洗等步骤处理后，再于摄氏120～140℃温度的烘箱中烘干约三分钟后，即得柔软且兼具阻燃透湿微多孔薄膜成品。

3.上述步骤2的表面层涂布液组成成分如下：

a.聚酯型PU树脂（DU-1030W） 100g

b.卤素系列阻燃剂 20g

c.锑系列阻燃剂 5g

d.Mg（OH）₂10g

e.Al（OH）₃10g

f.MoO₃6g

g.阴离子表面活性剂 6g

4.将配置完成的接著层涂布液以刮刀方式涂布于上述步骤2所制成的阻燃透湿微多孔薄膜表面，其涂布量约为100～300g/m²，并再以10Kg/cm²的压力，与不具阻燃性的薄织物进行贴合处理，最后再于摄氏170℃温度的烘箱中作热处理二分钟后，即可得阻燃及兼具透湿防水的产品。

5.上述步骤4的接著层涂布液组成成分如下：

a.亲水型无黄变PU树脂 100g

b.HDI三合体架桥剂 5g

c.架桥促进剂（胺系化合物） 2g

d.卤素系列阻燃剂 20g

e.锑系列阻燃剂 5g

f.Mg（OH）₂10g

g.Al（OH）₃10g

h.MoO₃10g

i.ZnO 15g

j.阴离子表面活性剂 6g

D.实施例二：

1.加工方法同于实施例一中的步骤1、步骤2及步骤3，但织物采用经阻燃处理的棉平织布。

2.表面层涂布液组成成分如下：

a.polyester系列PU树脂 100g

b.卤素系列阻燃剂 15g

c.锑系列阻燃剂 8g

d.Mg（OH）₂10g

e.Al（OH）₂20g

f.ZnO 15g

g.阴离子表面活性剂 6g

h.色料 10g

3.接著层涂布液组成成分如下：

a.亲水型无黄变PU树脂 100g

b.TMP与IPDI化合物 5g

c.架桥促进剂 2g

d.卤素系列阻燃剂 15g

e.锑系列阻燃剂 8g

f.Mg（OH）₂10g

g.Al（OH）₂20g

h.ZnO 15g

i.阴离子表面活性剂 6g

E.实施例三：

1.加工方法同于实施例一中的步骤1、步骤2及步骤3，但织物采用具阻燃性的聚酯织物。

2.表面层涂布液组成成分如下：

a.一液型脂肪族PU树脂 100g

b.卤素系列阻燃剂 15g

c.锑系列阻燃剂 8g

d.Mg（OH）₂10g

e.ZrO₂10g

f.阴离子表面活性剂 2g

g.色料 10g

3.接著层涂布液组成成分如下：

a.亲水型无黄变PU树脂 100g

b.HDI三合体架桥剂 5g

c.架桥促进剂 2g

d.卤素系列阻燃剂 15g

e.锑系列阻燃剂 10g

f.Mg（OH）₂10g

g.ZrO₂10g

h.阴离子表面活性剂 2g

F.比较例一：

1.加工方法亦同于实施例一的步骤1、步骤2及步骤3，但贴合织物采用不具阻燃性的薄织物。

2.表面层涂布液组成成分如下：

a.一液型芳香族PU树脂 100g

b.卤素系列阻燃剂 20g

c.锑系列阻燃剂 10g

d.阴离子表面活性剂 2g

e.色料 10g

3.接著层涂布液组成成分如下：

a.二液型脂肪族PU树脂 100g

b.三聚氰胺系架桥剂 5g

c.架桥促进剂 2g

d.卤素系列阻燃剂 20g

e.锑系列阻燃剂 10g

f.阴离子表面活性剂 2g

G.比较例二：

1.加工方法亦同于实施例一的步骤1、步骤2及步骤3，但贴合织物采用经阻燃处理后的棉平织布。

2.表面层涂布液组成成分如下：

a.一液型芳香族PU树脂 100g

b.阴离子表面活性剂 2g

c.色料 10g

3.接著层涂布液组成成分如下：

a.二液型脂肪族PU树脂 100g

b.三聚氰胺系架桥剂 5g

c.架桥促进剂 2g

d.阴离子表面活性剂 2g

由以上本发明所述的各个实施例及比较例的特殊制造方法，并将该各个实施例及比较例依不同条件所制成本发明的阻燃兼具透湿防水织物产品，并依ASTM D2863-74法分别测试其限氧指数（L.O.I.），及以CPAI-84型垂直燃烧试验机测试其碳化长度，并依LYSSY法于摄氏40℃、95%RH的条件下测试其透湿性，俾使该测试结果与习知方法相为比较，并将其所测得的相关数据及比较结果（本发明实施例与比较例的效果比较）列表如下：

加工方式限氧碳化长度余燃透湿性耐水压

指数 (g/m²/天) (mm H₂O)

实施例1 35 3.3英寸 0 6500 8000

实施例2 41 3.0英寸 0 5500 8500

实施例3 40 2.0英寸 0 5000 8000

比较例1 22 完全燃烧 - 4000 5000

比较例2 24 完全燃烧 - 4500 5000

由以上的表列结果则可明显看出由实施例一～三的限氧指数（L.O.I.）大于35的效果，实较如比较例之一般习用防水产水产品的限氧指数（L.O.I.）24高出许多，再者由上列其他的碳化长度、透湿性及耐水压相关数据中亦可明显比较出该本发明的实施例一～三结果，实远优于如比较例一～二所示的典型习用防水产品的实验数据，故由此可知本发明的阻燃透湿防水产品的制造方法可获得极优良且兼具高阻燃高、透湿性能的防水产品。

综上所述，本发明整体的技术内容与技术思想实为前所未见，且本发明的阻燃透湿防水产品的制造方法，无论在制作流程及降低产品生产成本方面，均可达预期的目的与功效，且亦合于产业上的利用价值。

Claims

1、一种阻燃透湿防水产品的制造方法，此方法是于PU树脂组成中添加非水溶性的高性能阻燃剂，经三辊筒研磨机充分掺和后，用离型布进行湿式成型，而先行制成阻燃透湿微多孔薄膜成品；并再于亲水型无黄变PU树脂组成过程中，以适当的添加程序，依序添加卤素系列阻燃剂、锑系列阻燃剂、无机系列辅助阻燃剂、特殊耐热阻燃系列添加剂、架桥剂、架桥促进剂及阴离子表面活性剂等，经三辊简研磨机充分掺合后制成具阻燃亲水性能及接著性能的阻燃性亲水型树脂，并再将该阻燃透湿微多孔薄膜成品，藉由该阻燃性的亲水型树脂，形成一具阻燃效果的接著层，而贴合于织物或编物上，从而制得具高阻燃及高透湿特性的防水产品。

2、根据权利要求1所述的阻燃透湿防水产品的制造方法，其中，于该阻燃透湿微多孔薄膜成品的制程中，该PU树脂、囟素系列及锑系列阻燃剂、无机系列阻燃剂及特殊耐热阻燃系列添加剂等配料需再经三辊筒研磨机充分研磨，并使其研磨后的配方液的粒径分布在5微米以下，而使该研磨后的配料得以均匀混合。

3、根据权利要求2所述的阻燃透湿防水产品的制造方法，其中，该配料研磨后的粒径在2微米以下。

4、根据权利要求1所述的阻燃透湿防水产品的制造方法，其中，该主要的阻燃剂是以囟素系列阻燃剂并用锑系列阻燃剂，且该囟素系列阻燃剂与锑系列阻燃剂的混合比例范围在1∶10～10∶1之内。

5、根据权利要求3所述的阻燃透湿防水产品的制造方法，其中，该囟素系列阻燃剂与锑系列阻燃剂的混合比例，在1∶1～4∶1范围内。

6、根据权利要求1所述的阻燃透湿防水产品的制造方法，其中，该无机系列辅助阻燃剂包括由Mg（OH）₂、MoO₃、Al（OH）₃、P、CaCO₃、CaOAl₂O₃·6H₂O、MgCO₃、CuO、Cu₂O等所构成的无机化合物类。

7、根据权利要求1所述的阻燃透湿防水产品的制造方法，其中，该添加剂为Zn、Mg、ZrO₂、TiO₂、SiO₂、SnO、ZnO、BaB₂O₄等无机化合物。

8、根据权利要求6或7所述的阻燃透湿防水产品的制造方法，其中，该无机系列辅助阻燃剂及添加剂于PU树脂原料的添加量分别为该PU树脂的3～100（重量）和1～30（重量）。

9、根据权利要求1所述的阻燃透湿防水产品的制造方法，其中，该亲水性的接著层组成中的架桥为TMP与TDI的加合物、TMP与HDI的加合物、TMP与IPDI的加合物或HDI的三合体化合物。

10、根据权利要求1所述的阻燃透湿防水产品的制造方法，其中，该织物可为不具阻燃性的薄织物或编物、具阻燃性的织物或编物及经阻燃处理后的织物或编物。

11、根据权利要求10所述的阻燃透湿防水产品的制造方法，其中，该具阻燃性的织物为阻燃聚酯织物。

12、根据权利要求1所述的阻燃透湿防水产品的制造方法，其中，该阻燃透湿薄膜产品的制程中，是以离型布制作湿式的阻燃透湿微多孔薄膜成品，俾以配合具阻燃效果的亲水性接著层，从而获得高性能具阻燃及透湿防水的织物或编物。