CN115320212B

CN115320212B - 一种防止透胶的防水透湿复合布的制备方法

Info

Publication number: CN115320212B
Application number: CN202211052269.5A
Authority: CN
Inventors: 李小燕; 李元伟; 贺昊阳
Original assignee: ZHENGZHOU ZHONGYUAN SPANDEX ENGINEERING TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: ZHENGZHOU ZHONGYUAN SPANDEX ENGINEERING TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2022-08-31
Filing date: 2022-08-31
Publication date: 2023-10-13
Anticipated expiration: 2042-08-31
Also published as: CN115320212A

Abstract

本发明公开了一种防止透胶的防水透湿复合布的制备方法，将聚氨酯和/或聚氨酯脲与极性溶剂制备的聚氨酯胶液涂覆于离型膜上，然后将面布贴合于所述带有胶液的离型膜上，再向所述面布喷淋水，随后烘干得到带有聚氨酯胶层的面布层；然后制备带有聚氨酯胶层的底布层；最后将面布层、防水透湿膜、底布层贴合热压得到防水透湿复合布。本发明的方法能在保证防水透湿复合布剥离强度的同时，有效避免胶液透胶造成的布料发硬和瑕疵。

Description

一种防止透胶的防水透湿复合布的制备方法

技术领域

本发明涉及防水透湿复合布的制备方法技术领域，具体涉及一种防止透胶的防水透湿复合布的制备方法。

背景技术

对于户外运动装备而言，通常要求其面料在防止液态水渗透的同时还能有效传递水蒸气，即能起到防水透湿的作用。目前市场上大部分的防水透湿面料是在面料中设置一层防水透湿膜，防水透湿膜中存在许多一定直径的微孔或者亲水基团，这些微孔或亲水基团允许水蒸气通过，同时能隔绝形成水珠的液态水。

目前在织物中复合防水透湿膜时，主要通过直接涂层和薄膜后复合法两种方法来进行制作。其中直接涂层通常是将具有防水透湿功能的涂胶溶液直接涂覆在面布上，然后干燥得到防水透湿织物；薄膜后复合法是将防水透湿功能的涂胶溶液先制成防水透湿膜，然后用胶粘剂将面布、防水透湿膜及底布粘结在一起。

然而上述的两种制备方法中，直接涂层工艺在涂层时，涂胶溶液由于其流动性，当溶液用量大时，容易透过面布渗透到面布的另一表面，造成成品布瑕疵，且手感发硬；当溶液用量小时，由于面料中孔隙的存在，则产品的防水性难以满足要求。而用薄膜后复合法制成的复合织物，目前市场上的胶粘剂通常为水性聚氨酯胶液或聚氨酯热熔胶粉，涂胶过程中同样可能会出现透胶的问题，且这两类胶粘剂制成的复合布在存贮或使用过程中，剥离强度和透湿性降低速度很快，经水洗后更会加速下降；且此两类胶粘剂在生产和制造过程中，通常采用的有机溶剂组分复杂，有机溶剂很难完全除去并进行回收。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提出一种防止透胶的防水透湿复合布的制备方法，能够在保证足够的剥离强度的情况下，避免胶黏剂透过织物，具体方案如下：

一种防止透胶的防水透湿复合布的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)使用DMAc，二甲基亚砜，N-甲基吡咯烷酮，二甲基甲酰胺中的一种或几种作为溶剂，溶解聚氨酯和/或聚氨酯脲，制得聚氨酯胶液；

2)将步骤1)的聚氨酯胶液涂覆在离型膜上，然后将面布贴合到胶液上，再在面布上用水喷淋；

3)烘干面布，剥离掉离型膜后得到带有聚氨酯胶膜的面布层；

4)制备带有聚氨酯胶膜的底布层；

5)将步骤3)制成的面布层，防水透湿膜，以及步骤4)制成的底布层依次排列，其中，面布层的聚氨酯胶膜与防水透湿膜的一面贴合，底布层的聚氨酯胶膜与防水透湿膜的另一面贴合，通过热压复合在一起成为防水透湿复合布。

可选的，所述步骤4)中底布层的制备可具体包括如下步骤：

4.1)将步骤1)的聚氨酯胶液涂覆在离型膜上，烘干后得到聚氨酯膜；

4.2)将步骤1)的聚氨酯胶液涂覆在步骤4的聚氨酯膜上，然后将底布贴合到胶液上；

4.3)烘干底布，剥离掉离型膜后得到带有聚氨酯胶膜的底布层；

可选的，步骤1)中所述的聚氨酯胶液粘度为5-30泊，固含量为5-20％。

可选的，步骤1)中所述的聚氨酯和/或聚氨酯脲不溶于水。

可选的，步骤2)和步骤4.1)中所述聚氨酯胶液的涂层厚度为50-250μm。

可选的，步骤2)中水喷淋的时间为1-30s。

可选的，所述离型膜为聚丙烯薄膜，低密度聚乙烯薄膜，聚碳酸酯薄膜、聚酯薄膜中的一种或几种。

可选的，步骤3)、步骤4.1)和步骤4.3)中烘干温度为80-200℃，烘干时间为4-20min。

可选的，步骤5)中热压温度为60-200℃，热压压力为200-800kg/m²，热压时间为1-600s。

可选的，所述面布的材料为涤纶，芳纶，丙纶，粘纤，棉，麻中的一种或几种。

可选的，所述底布的材料为涤纶，芳纶，丙纶，粘纤，棉，麻中的一种或几种。

可选的，步骤3)剥离得到面布层后，可增加步骤3.1)：再将步骤1)的聚氨酯胶液涂覆在离型膜上，然后再将面布层带有聚氨酯胶膜的一面贴合到胶液上，烘干面布，再剥离掉离型膜，然后得到带有加厚聚氨酯胶膜的面布层。

相比于步骤3)的带有聚氨酯面布层，步骤3.1)得到的面布层表面附着的聚氨酯胶膜更厚，在后道与底布层复合后，能有效增加复合布的剥离强度。

可选的，步骤5)中所述的防水透湿膜为聚氨酯类防水透湿膜。

可选的，所述聚氨酯类防水透湿膜的制备方法如下：

在离型膜上涂覆一层聚氨酯溶液，烘干后制成聚氨酯胶膜，其中，所述聚氨酯溶液涂层厚度为50-250μm，所述烘干温度为80-200℃。

可选的，所述聚氨酯溶液与步骤1)中的聚氨酯胶液相同。

有益效果：

本发明提供的防水透湿复合布的制备方法中，通过将聚氨酯胶液涂覆于离型膜上，然后将面布贴合于带有胶液的离型膜上，再在面布上用水喷淋，使得聚氨酯胶液在向面布中渗透的过程中迅速析出固化形成胶膜，在保证剥离强度的同时避免了胶液透过面布造成的变硬和瑕疵。

通过本发明提供的方法制得的防水透湿布手感柔软，能同时具有较高的剥离强度和透湿性能，有效避免了胶液透胶造成的变硬和瑕疵等问题。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面通过实施例对本发明的技术方案进一步进行清楚、完整地描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。下文中，耐静水压通过《FZ/T 01004-2008涂层织物抗渗水性测定》所记载的方法测得，透湿性通过《GB/T 12704.2-2009纺织品织物透湿性试验方法蒸发法》中所记载的方法A测得，剥离强度通过《FZ/T 01010-2012涂层织物涂层剥离强力》所记载的方法测得。

本发明旨在提供一种防止透胶的防水透湿复合布的制备方法，通过在离型膜上涂布聚氨酯胶液层，再在胶液层上贴面布或底布，烘干剥离去离型膜后得到面布层或底布层，最后将依次排列的面布层、防水透湿膜、底布层热压复合，制得防水透湿布。

具体的，本发明提供的方法如下：

1)使用DMAc，二甲基亚砜，N-甲基吡咯烷酮，二甲基甲酰胺中的一种或几种作为溶剂，溶解聚氨酯，制得粘度为5-30泊，固含量为5-20％的聚氨酯胶液；

本发明中，所述聚氨酯是指聚氨酯甲酸酯或聚氨基甲酸酯脲类化合物。采用DMAc，二甲基亚砜，N-甲基吡咯烷酮，二甲基甲酰胺等极性溶剂对聚氨酯进行溶解，所使用的溶剂更容易从聚氨酯中去除，可以完全进行回收利用，对环境无污染；制得的聚氨酯胶液溶剂充分挥发后得到性质稳定、亲肤，对人体无害的聚氨酯胶层。对于聚氨酯或聚氨酯脲的类型，优选对人体无害的聚酯型或聚醚型聚氨酯，且所述聚氨酯或聚氨酯脲应当具有较高的软链段比例，优选所述聚氨酯的预聚物NCO值为1.0wt％以下，以保证聚氨酯的粘性。

2)将步骤1)的聚氨酯胶液涂覆在离型膜上，涂层厚度为50-250μm，然后将面布贴合到胶液上，再在面布上用水喷淋1-30s；

若直接将胶液涂覆到面布上，聚氨酯胶液会很快渗透到面布中或面布的另一面，造成面布变硬或瑕疵。本发明中先将聚氨酯胶液涂覆在离型膜上，然后将面布贴合到胶液上，这样可以减小胶液与面布接触时两者之间的压力，延缓胶液在面布上的渗透速度，并缩短面布中各点与胶液接触的时间差，避免了面布上先与胶液接触的位置已经浸透、而面布上后与胶液接触的位置才刚刚接触到胶液的情况。离型膜的设置为胶液提供了载体，方便聚氨酯胶液贴合于面布上，离型膜的选择应当能使聚氨酯胶液均匀地涂覆于离型膜上，且胶膜烘干后剥离面布层时能轻松地从离型膜上剥离，具体到本发明，所述离型膜为聚丙烯薄膜，低密度聚乙烯薄膜，聚碳酸酯薄膜、聚酯薄膜中的一种或几种。

待面布贴合到胶液上后，用水雾对面布无胶液的一面进行喷淋，将面布打湿，喷淋用的水可以是脱盐水或脱盐水+DMAc等任何已知的溶剂，其作用是使聚氨酯从溶剂中快速析出凝固。喷淋时，聚氨酯胶液处于向面布渗透的过程，在这个时候将面布打湿，聚氨酯胶液中的DMAc等溶剂遇水后被稀释，造成溶剂中的聚氨酯析出凝固，停止在渗透过程中，因此得到了既与面布紧密结合、保证了剥离强度的胶层，同时也避免了聚氨酯胶液渗透到面布的另一面。这种方式通常适合较厚的面布，面布面密度通常应大于100gsm，优选大于120gsm。

为达到上述效果，对聚氨酯胶液的粘度和固含量也有要求，若聚氨酯胶液粘度过高，则聚氨酯胶液向面布中的渗透速度过慢，对面布喷淋水时聚氨酯胶液在面布中的渗透深度过浅，无法使聚氨酯胶层与面布紧密结合；若聚氨酯胶液粘度过低，则向面布中的渗透速度过快，依然会造成面布透胶产生的面布变硬或瑕疵。本发明中聚氨酯胶液粘度为5-30泊，优选5-20泊，更优选5-13泊。聚氨酯胶液的固含量应维持在一定水平，固含量的高低影响了成品复合布的施胶量及剥离强度，聚氨酯胶液固含量过高则复合布上施胶量过大，使成品布手感变硬，舒适性变差；固含量过低则会造成成品布施胶量少，从而剥离强度减小，达不到剥离强度标准要求。

之所以采用喷淋水而非将面布在水中浸润的方式，是因为采用浸润的方式可能会使水接触涂覆在离型膜上的聚氨酯胶液，影响胶膜成型后的粘性，从而影响复合布的剥离强度。采用喷淋水的方式可对水量和喷淋时间进行控制，使得水只对渗透到面布织纹中的聚氨酯胶液起作用，可以有效避免聚氨酯胶液渗透到面布的未涂胶的一侧，不影响聚氨酯胶的粘合性。本发明中喷淋水的时间为每平方米面布喷淋1-30s，优选为5-20s，更优选为5-15s；

3)烘干面布，剥离离型膜后得到带有聚氨酯胶层的面布层，其中，烘干温度为80-200℃，烘干时间为4-20min；

将面布烘干，使聚氨酯胶液彻底凝固，能使胶层与面布结合更加紧密，同时可除去聚氨酯胶液中剩余的溶剂，避免溶剂对人体的危害。在剥离掉离型膜后，再在离型膜上涂覆一层聚氨酯胶液，然后将附着有聚氨酯胶层的面布的胶层面再次贴合于聚氨酯胶液上，然后再进行烘干、剥离操作，能有效增加最终制得的防水透湿布成品的剥离强度。

4)将步骤1)的聚氨酯胶液涂覆在离型膜上，涂层厚度为50-250μm，烘干后得到聚氨酯膜；

5)将步骤1)的聚氨酯胶液涂覆至步骤4)的聚氨酯膜上，然后将底布贴合到胶液上；

6)烘干底布，剥离离型膜后得到带有聚氨酯胶层的底布层；

步骤4)、步骤5)和步骤6)是对底布的处理，其处理方法与面布不同，需要先将聚氨酯胶液制成胶膜后，再用聚氨酯胶将制成的胶膜与底布粘合到一起。由于为了保证复合面料柔软的手感，底布面料通常较为稀疏，通常采用克重低于100gms的面料，优选克重低于75gms的面料，若采用和面布相同的胶膜涂覆工艺，仍然难以避免胶液透过底布。发明人采用先在离型膜上制备一层聚氨酯胶膜，然后再在聚氨酯胶膜上施涂聚氨酯胶液，最后再将底布贴合到胶液上的方式制备带有聚氨酯胶层的底布层。虽然发明人未明确其原理，但在实际操作中，步骤4)至步骤6)的这种方式有效防止了胶液透过底布，且具有良好的剥离强度。步骤4)所使用的聚氨酯胶液与面布处理时使用的聚氨酯胶液可以为同一种，烘干工艺也与面布处理相同；也可根据面料的不同或其他需要对底布的处理参数进行适应性的修改。在一些特殊用途的复合面料中，也可以采用较高克重的面料作为底布，此时底布层的制备可采用与面布相同的工艺。

7)将步骤3)制成的面布层，防水透湿膜，以及步骤6)制成的底布层依次排列，通过热压复合在一起成为防水透湿复合布，其中，复合温度为60-200℃，压力为200-800kg/m²。制得的防水透湿复合布耐静水压大于60KPa，透湿性大于3000g/(m²·24h)，剥离强度大于25N。

将面布层，防水透湿膜，以及底布层依次排列，贴合热压制成防水透湿复合布，其中，在贴合过程中，面布层的聚氨酯胶层与防水透湿膜的一面贴合，底布层的聚氨酯胶层与防水透湿膜的另一面贴合。面布层和底布层的聚氨酯胶层主要起到粘合剂的作用，能将防水透湿膜与面布和底布紧密粘合，保证最终产品的剥离强度。通常防水透湿膜也是由聚氨酯制成的，因此同样采用聚氨酯作为粘合剂层能起到较好的粘合效果。

对于防水透湿膜的选择，本发明对此不做具体限定，可根据产品要求做适应性选择。聚氨酯胶液成膜后会自发形成许多微孔，能够达到防水透湿的效果，对本发明的上述方案而言，可采用下文的方法制备防水透湿膜，从而节省采购成本，具体地，所述聚氨酯类防水透湿膜的制备方法如下：

在离型膜上涂覆一层聚氨酯胶液，烘干后制成聚氨酯胶膜，其中，所述聚氨酯胶液与上文步骤1)中的聚氨酯胶液相同，所述涂层厚度为50-250μm，所述烘干温度为80-200℃。

采用与步骤1)中相同的聚氨酯胶液能节省生产成本，且与面布和底布的胶层相容性更好，从而起到更好的粘合效果。

对本发明而言，所述的面布和底布可选用涤纶、芳纶、丙纶、粘纤、棉、麻等常见面料。

下文用实施例对本发明的方法做具体的可实施性的举例。

实施例1

1)将一种由聚醚二醇作为软段，MDI作为硬段，DMAc作为溶剂，通过胺扩链制成的聚醚型聚氨酯脲聚合液，调配制成温度为75℃，粘度为10泊，固含量为12％的聚氨酯胶液；

2)将步骤1)制得的聚醚型聚氨酯胶液涂覆在聚酯离型膜上，涂层厚度为50μm，然后将芳纶面布贴合到胶液上，再在面布上用水雾喷淋5s；

3)在90℃的环境下对面布烘干8min，烘干后剥离掉离型膜，得到带有聚氨酯胶层的面布层；

4)将步骤1)的聚醚型聚氨酯胶液涂覆在离型膜上，涂层厚度为50μm，90℃的环境下烘干5min，烘干后得到聚氨酯胶膜；

5)将步骤1)的聚醚型聚氨酯胶液涂覆在步骤4)的聚氨酯胶膜上，涂层厚度为50μm，然后将底布贴合到胶液上；

6)在90℃的环境下对底布烘干8min，烘干后剥离掉离型膜，得到带有聚氨酯胶层的底布层；

7)将步骤3)制成的面布层，防水透湿膜，以及步骤6)制成的底布层依次排列，通过温度为90℃，压力为330kg/m²的热压辊复合在一起成为防水透湿复合布。

本实施例制得的防水透湿复合布手感柔软，无透胶现象，耐静水压为72Kpa，透湿性为3362g/(m²·24h)，剥离强度为25N。

实施例2

1)将一种由聚酯多元醇作为软段，TDI作为硬段，DMAc作为溶剂，通过醇扩链制成聚酯型聚氨酯聚合液，调配制成温度为75℃，粘度为8泊，固含量为15％的聚氨酯胶液；

2)将步骤1)的聚酯型聚氨酯胶液涂覆在聚丙烯离型膜上，涂层厚度为100μm，然后将涤纶面布贴合到胶液上，最后在面布上用水雾喷淋12s；

3)在110℃的环境下对面布烘干8min，烘干后剥离掉离型膜，得到带有聚氨酯胶层的面布；

4)在离型膜上再次涂覆步骤1)制得的胶液，涂层厚度为100μm，然后将步骤3)得到的带有聚氨酯胶层的面布的胶层与离型膜上的胶液贴合；

5)在110℃的环境下再次对面布烘干8min，烘干后剥离掉离型膜，得到带有加厚的聚氨酯胶层的面布层；

6)将步骤1)的聚酯型聚氨酯胶液涂覆在离型膜上，涂层厚度为100μm，110℃的环境下烘干8min，烘干后得到聚氨酯胶膜；

7)将步骤1)的聚酯型聚氨酯胶液涂覆在步骤6)的聚氨酯胶膜上，涂层厚度为50μm，然后将涤纶底布贴合到胶液上；

8)在110℃的环境下对底布烘干8min，烘干后剥离掉离型膜，得到带有聚氨酯胶层的底布层；

9)将步骤5)制成的面布层，防水透湿膜，以及步骤8)制成的底布层依次排列，通过温度为150℃，压力为200kg/m²的热压辊复合在一起成为防水透湿复合布。

本实施例中，最终制得的防水透湿复合布手感柔软，无透胶现象，耐静水压为66Kpa，透湿性为3010g/(m²·24h)，剥离强度为32N。

Claims

1.一种防止透胶的防水透湿复合布的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4)制备带有聚氨酯胶膜的底布层；

5)将步骤3)制成的面布层，防水透湿膜，以及步骤4)制成的底布层依次排列，其中，面布层的聚氨酯胶膜与防水透湿膜的一面贴合，底布层的聚氨酯胶膜与防水透湿膜的另一面贴合，通过热压复合在一起成为防水透湿复合布；

其中，步骤1)中所述的聚氨酯胶液粘度为5-30泊，固含量为5-20％；

步骤4）中底布层采用与面布层相同的工艺制备，或采用包括如下步骤的工艺制备：

4.2)将步骤1)的聚氨酯胶液涂覆在步骤4.1）的聚氨酯膜上，然后将底布贴合到胶液上；

4.3)烘干底布，剥离掉离型膜后得到带有聚氨酯胶膜的底布层。

2.根据权利要求1所述的一种防止透胶的防水透湿复合布的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中所述聚氨酯胶液在离型膜上的涂层厚度为50-250μm。

3.根据权利要求1所述的一种防止透胶的防水透湿复合布的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中水喷淋的时间为1-30s。

4.根据权利要求1所述的一种防止透胶的防水透湿复合布的制备方法，其特征在于，所述离型膜为聚丙烯薄膜，低密度聚乙烯薄膜，聚碳酸酯薄膜、聚酯薄膜中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种防止透胶的防水透湿复合布的制备方法，其特征在于，所述步骤3)、步骤4)中烘干温度为80-200℃，烘干时间为4-20min。

6.根据权利要求1所述的一种防止透胶的防水透湿复合布的制备方法，其特征在于，步骤5)中热压温度为60-200℃，热压压力为200-800kg/m²，热压时间为1-600s。

7.根据权利要求1所述的一种防止透胶的防水透湿复合布的制备方法，其特征在于，所述面布的材料为涤纶，芳纶，丙纶，粘纤，棉，麻中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的一种防止透胶的防水透湿复合布的制备方法，其特征在于，所述步骤3)剥离得到面布层后，增加步骤3.1)：再将步骤1)的聚氨酯胶液涂覆在离型膜上，然后再将面布层带有聚氨酯胶膜的一面贴合到胶液上，烘干面布，剥离掉离型膜后得到带有加厚聚氨酯胶膜的面布层。

9.根据权利要求1所述的一种防止透胶的防水透湿复合布的制备方法，其特征在于，步骤5)中所述的防水透湿膜为聚氨酯类防水透湿膜，所述防水透湿膜的制备方法如下：

在离型膜上涂覆一层步骤1)中的聚氨酯溶液，烘干后制成聚氨酯胶膜，其中，所述聚氨酯溶液涂层厚度为50-250μm，烘干温度为80-200℃。