CN111139657A - 一种tpu微孔防水透湿织物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TPU微孔防水透湿织物及其制备方法，该TPU微孔防水透湿织物由TPU微孔薄膜层、粘合层、织物层组成。相比较一般的TPU薄膜层而言，本发明的TPU微孔薄膜层在分子结构上发生了改变，并且经过针轧处理后的薄膜每平方尺上有上百亿个微孔，开孔率达90％以上。本发明制备方法采用了将基底织物浸渍粘合剂再与塑化后的TPU混合料通过流延工艺的生产工艺形成复合材料的方法，有效改善了复合织物的力学性能，并且避免了TPU复合织物长时间存放后所产生的卷曲、变形等不良现象。制备而成的TPU微孔防水透湿织物，具备较好的透气效果和力学性能，适用于制造潜水BC夹克、充气自膨胀床垫、防水背包等。
Description
技术领域
本发明涉及纺织材料技术领域，具体涉及一种TPU微孔防水透湿织物及其制备方法。
背景技术
聚四氟乙烯微孔薄膜层压织物是集防水、透湿等功能于一体的纺织材料，广泛用于运动服、户外服饰等领域。由于聚四氟乙烯薄膜的比表面积大，易吸附粉尘、人体汗液中的盐分、油脂以及化妆品等物质，洗涤剂也易残留在孔内，致使防水性下降。TPU(Thermoplastic polyurethanes)，热可塑性聚氨基甲酸酯，是一种由低聚物多元醇软段与二异氰酸酯－扩链剂硬段构成的线性嵌段共聚物。TPU可以被流涎、吹膜、压延或涂层做成薄膜，具有弹性好、强韧、耐磨、耐寒性好、环保无毒的优越特性。TPU复合面料是将一层或多层纺织材料、无纺材料及其他功能材料经粘结贴合而成的一种新型材料。TPU复合面料有两种做法，一种叫后贴：先做成TPU薄膜再与面料上胶贴合，另一种叫在线复合：在面料上涂好胶或者不上胶，直接把TPU流涎在面料上做成TPU复合面料或者夹网布。
传统的TPU复合织物是将TPU薄膜直接通过粘合剂粘贴在普通织物上制成，这种方法虽然简单、高效，但在力学性能上与高强度纺织材料尚存在差距，同时传统的TPU薄膜在防水透湿功能性上也不能满足消费者日益提高的要求，需要加以改进。如何能够将聚四氟乙烯微孔薄膜和TPU的特性结合，得到一种防水透湿性能更为出色的新型纺织材料，是目前材料领域亟需解决的问题。
发明内容
基于当前TPU复合材料的力学性能及防水透湿性能尚不能满足消费者需求的问题，本发明提供一种TPU微孔防水透湿织物及其制备方法。
一种TPU微孔防水透湿织物，由TPU微孔薄膜层、粘合层、织物层组成，所述TPU微孔薄膜层由TPU颗粒、聚四氟乙烯、己二酸二辛酯制备而成，所述TPU颗粒、聚四氟乙烯、己二酸二辛酯的质量比为20:5:1。
本发明采用了TPU颗粒、聚四氟乙烯、己二酸二辛酯这几种原料制备TPU微孔薄膜层，对TPU织物进行了有效的性能改善，并且通过聚四氟乙烯在一系列工艺处理后与TPU、己二酸二辛脂形成复合微孔薄膜，大幅改善了材料的防水透湿性能，对于实现本发明的技术效果起到了决定性的作用。
本发明还提供了一种TPU微孔防水透湿织物的制备方法，包括以下步骤：
（1）将基底织物浸渍聚氨酯粘合剂，在110-115℃下烘干、冷却、备用；
（2）在高速搅拌机中将TPU颗粒、聚四氟乙烯、己二酸二辛酯按照质量比为20:5:1混合，设定搅拌速率为1400-1500 rpm，在105-110℃的温度条件下搅拌反应20-25 min，得到TPU混合料，再将TPU混合料在炼塑机中进行塑化，塑化温度为130-140℃；
（3）将涂覆有粘合剂的基底织物和塑化后的TPU混合料送入流延生产线进行TPU 流延涂覆；
（4）通过针轧在织物的TPU薄膜上形成凸起状的微孔，再经水洗、烘干、卷取，得到TPU微孔防水透湿织物。
本发明采用了将基底织物浸渍粘合剂再与塑化后的TPU混合料通过流延工艺的生产工艺形成复合材料的方法，有效改善了复合织物的力学性能，并且避免了TPU复合织物长时间存放后所产生的卷曲、变形等不良现象。同时对复合织物的TPU薄膜层进行针扎形成微孔，提高了织物的透湿性能。
进一步的，所述所述聚氨酯粘合剂按照30g/m2的用量与基底织物配比。
进一步的，所述流延涂覆的工艺条件为：红外预烘温度为130℃，挤出熔体温度为180℃，冷却辊温度为55℃，生产线速度为30 m/min，挤出流延涂覆重量为1200 g/m2。
进一步的，所述微孔的孔径为20-50μm。
通过本发明的制备方法制备而成的TPU微孔防水透湿织物，具备较好的防水透湿性能，并且经久耐用，适用于制造潜水BC夹克、充气自膨胀床垫、防水背包等。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种TPU微孔防水透湿织物，由TPU微孔薄膜层、粘合层、织物层组成，所述TPU微孔薄膜层由TPU颗粒、聚四氟乙烯、己二酸二辛酯制备而成，所述TPU颗粒、聚四氟乙烯、己二酸二辛酯的质量比为20:5:1。
其中TPU颗粒、聚四氟乙烯、己二酸二辛酯经反应共同制成了新型的TPU微孔薄膜层，相比较一般的TPU薄膜层而言，本发明的TPU微孔薄膜层在分子结构上发生了改变，这是由于聚四氟乙烯、己二酸二辛酯在一定的反应条件下与TPU颗粒中的低聚物多元醇和异氰酸酯在分子层面上发生了交联反应，改变了常规TPU的线性嵌段结构。经过针轧处理后的薄膜由“纤维-微孔”构成，薄膜厚度为20-30微米，孔径20-50微米，每平方尺上有上百亿个微孔，开孔率达90％以上。同时保留TPU分子链软段部分与硬段部分交替存在这一基础结构，有效改善了TPU微孔薄膜的防水透湿性能。
一种TPU微孔防水透湿织物的制备方法，包括以下步骤：
（1）将基底织物浸渍聚氨酯粘合剂，在110-115℃下烘干、冷却、备用；
（2）在高速搅拌机中将TPU颗粒、聚四氟乙烯、己二酸二辛酯按照质量比为20:5:1混合，设定搅拌速率为1400-1500 rpm，在105-110℃的温度条件下搅拌反应20-25 min，得到TPU混合料，再将TPU混合料在炼塑机中进行塑化，塑化温度为130-140℃；
（3）将涂覆有粘合剂的基底织物和塑化后的TPU混合料送入流延生产线进行TPU 流延涂覆；
（4）通过针轧在织物的TPU薄膜上形成凸起状的微孔，再经水洗、烘干、卷取，得到TPU微孔防水透湿织物。
上述制备方法采用了将基底织物浸渍粘合剂再与塑化后的TPU混合料通过流延工艺的生产工艺形成复合材料的方法，有效改善了复合织物的力学性能，并且避免了TPU复合织物长时间存放后所产生的卷曲、变形等不良现象。同时对复合织物的TPU薄膜层进行针扎形成微孔，提高了织物的透湿性能。
在一优选的实施方式中，所述聚氨酯粘合剂按照30g/m2的用量与基底织物配比。
在一优选的实施方式中，所述流延涂覆的工艺条件为：红外预烘温度为130℃，挤出熔体温度为180℃，冷却辊温度为55℃，生产线速度为30 m/min，挤出流延涂覆重量为1200 g/m2。
在一优选的实施方式中，所述微孔的孔径为20-50μm。
下面通过实施例进一步阐明本发明。需要指出的是，本发明并非仅局限于所述实施例。
实施例1
（1）按照粘合剂30g/m2的用量，将基底织物浸渍聚氨酯粘合剂，在110℃下烘干、冷却、备用；
（2）在高速搅拌机中将TPU颗粒、聚四氟乙烯、己二酸二辛酯按照质量比为20:5:1混合，设定搅拌速率为1400 rpm，在105℃的温度条件下搅拌反应20 min，得到TPU混合料，再将TPU混合料在炼塑机中进行塑化，塑化温度为130℃；
（3）将涂覆有粘合剂的基底织物和塑化后的TPU混合料送入流延生产线进行TPU 流延涂覆，所述流延涂覆的工艺条件为：红外预烘温度为130℃，挤出熔体温度为180℃，冷却辊温度为55℃，生产线速度为30 m/min，挤出流延涂覆重量为1200 g/m2；
（4）通过针轧在织物的TPU薄膜上形成凸起状的微孔，所述微孔的孔径为20-50μm，再经水洗、烘干、卷取，得到TPU微孔防水透湿织物。
实施例2
（1）按照粘合剂30g/m2的用量，将基底织物浸渍聚氨酯粘合剂，在115℃下烘干、冷却、备用；
（2）在高速搅拌机中将TPU颗粒、聚四氟乙烯、己二酸二辛酯按照质量比为20:5:1混合，设定搅拌速率为1500 rpm，在110℃的温度条件下搅拌反应25 min，得到TPU混合料，再将TPU混合料在炼塑机中进行塑化，塑化温度为140℃；
（3）将涂覆有粘合剂的基底织物和塑化后的TPU混合料送入流延生产线进行TPU 流延涂覆，所述流延涂覆的工艺条件为：红外预烘温度为130℃，挤出熔体温度为180℃，冷却辊温度为55℃，生产线速度为30 m/min，挤出流延涂覆重量为1200 g/m2；
（4）通过针轧在织物的TPU薄膜上形成凸起状的微孔，所述微孔的孔径为20-50μm，再经水洗、烘干、卷取，得到TPU微孔防水透湿织物。
对比例
本对比例的TPU微孔防水透湿织物所用的原材料与制备方法基本同实施例1，不同在于，在步骤（2）中仅将TPU颗粒在相同条件下单独进行搅拌反应，没有添加聚四氟乙烯、己二酸二辛酯。
性能测试
对实施例1-2以及对比例所制备的织物材料依据相关国家标准中的通用测试方法进行性能测试。
表1 产品性能测试
| 透湿量/g·(m<sup>2</sup>·24h)<sup>-1</sup> | 耐水压/mm | 耐曲折性/MPa | 拉伸强度/MPa | |
| 实施例1 | 17500 | ≥12000 | 57 | 62 |
| 实施例2 | 17000 | ≥12000 | 54 | 61 |
| 对比例1 | 14000 | ≥10000 | 52 | 62 |
| 市售TPU材料 | 13500 | ≥10000 | 47 | 55 |
测试结果如上表所示，实施例1-2的TPU微孔防水透湿织物与对比例相比，在防水透湿性能上具有十分显著的提升；并且对比例与市售TPU材料相比，也在力学性能上有显著提高。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种TPU微孔防水透湿织物，由TPU微孔薄膜层、粘合层、织物层组成，其特征在于，所述TPU微孔薄膜层由TPU颗粒、聚四氟乙烯、己二酸二辛酯制备而成，所述TPU颗粒、聚四氟乙烯、己二酸二辛酯的质量比为20:5:1。
2.根据权利要求1所述的TPU微孔防水透湿织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将基底织物浸渍聚氨酯粘合剂，在110-115℃下烘干、冷却、备用；
（2）在高速搅拌机中将TPU颗粒、聚四氟乙烯、己二酸二辛酯按照质量比为20:5:1混合，设定搅拌速率为1400-1500 rpm，在105-110℃的温度条件下搅拌反应20-25 min，得到TPU混合料，再将TPU混合料在炼塑机中进行塑化，塑化温度为130-140℃；
（3）将涂覆有粘合剂的基底织物和塑化后的TPU混合料送入流延生产线进行TPU 流延涂覆；
（4）通过针轧在织物的TPU薄膜上形成凸起状的微孔，再经水洗、烘干、卷取，得到TPU微孔防水透湿织物。
3.根据权利要求2所述的TPU微孔防水透湿织物的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯粘合剂按照30g/m2的用量与基底织物配比。
4.根据权利要求2所述的TPU微孔防水透湿织物的制备方法，其特征在于，所述流延涂覆的工艺条件为：红外预烘温度为130℃，挤出熔体温度为180℃，冷却辊温度为55℃，生产线速度为30 m/min，挤出流延涂覆重量为1200 g/m2。
5.根据权利要求2所述的TPU微孔防水透湿织物的制备方法，其特征在于，所述微孔的孔径为20-50μm。
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