CN115637593A - 一种家用纺织膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种家用纺织膜，所述家用纺织膜包括聚丙烯腈纤维布以及设置于所述聚丙烯腈纤维布内部和表面的聚氨酯复合材料；所述聚氨酯复合材料的制备原料按照重量份数包括如下组分：二异氰酸酯40‑60份，多元醇60‑100份，胺类扩链剂3‑10份，催化剂0.01‑1份，可膨胀石墨1‑3份，丙烯腈‑苯乙烯共聚物3‑5份。本发明所述家用纺织膜兼具优异的透气性、力学性能和耐日晒性，综合性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及纺织膜技术领域，尤其涉及一种家用纺织膜。
背景技术
家用纺织膜在现代社会中越来越重要。
CN102864642A公开了一种透气性运动纺织品，其公开的纺织品由亲水性的天然纤维织物里层和疏水性合成纤维织物表层构成，所述疏水性合成纤维织物表面包覆有防水透湿整理剂，所述防水透湿整理剂由如下重量份的组分构成：聚醚酯弹性体45-55份；脂肪族异氰酸酯聚氨酯10-15份；铝锆酸酯偶联剂2-5份；聚丙烯酸钠分散剂0.5-1.2份；余量为水，所述防水透湿整理剂的质量浓度为15-45％。其公开的透气性运动纺织品可制成运动服装、运动内衣等，内层的亲水性天然纤维可很好的吸收人体流出的汗水和蒸汽，外层的疏水性合成纤维包覆防水透湿整理剂后可很好的吸湿透气，并且耐久性强，具有很好的透气性能。
CN112281249A公开了一种透气抗辐射的纺织材料的制备方法及其应用，其公开的纺织材料以聚氨酯和聚丙烯腈/丙烯酸苯酯接枝共聚物为原料制备透气抗辐射的纺织材料，改善了传统抗辐射纺织材料手感差，抗辐射助剂分散不均匀，水洗后抗辐射性能下降的问题，制得的纺织材料在机械强度、弹性、耐日晒性、抗辐射方面具有优异的表现，且透气性、耐摩擦性能良好，可用于制备防辐射服装面料。
目前，现有技术中有许多关于家用纺织膜的研究，但是更多的研究是局限于某种性能的改进，开发一种兼具优异的透气性、力学性能和耐日晒性，综合性能优异的家用纺织膜是至关重要的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种家用纺织膜，所述家用纺织膜兼具优异的透气性、力学性能和耐日晒性，综合性能优异。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种家用纺织膜，所述家用纺织膜包括聚丙烯腈纤维布以及设置于所述聚丙烯腈纤维布内部和表面的聚氨酯复合材料；
所述聚氨酯复合材料的制备原料按照重量份数包括如下组分：
本发明中，以聚丙烯腈纤维布为基布，在其表面和内部设置聚氨酯复合材料，其中，可膨胀石墨和丙烯腈-苯乙烯共聚物配合其他制备原料，形成聚氨酯复合材料，可膨胀石墨与丙烯腈-苯乙烯共聚物二者协同配合，一方面增强聚氨酯体系的相容性和力学性能，另一方面使其具备优异的耐老化性，所述聚氨酯复合材料与聚丙烯腈纤维布有良好的界面作用力，其自身兼具优异的透气性、力学性能和耐日晒性，综合性能优异。
本发明中，所述二异氰酸酯的重量份数为40-60份，例如42份、44份、46份、48份、50份、52份、54份、56份、58份等。
所述多元醇的重量份数为60-100份，例如65份、70份、75份、80份、85份、90份、95份等。
所述胺类扩链剂的重量份数为3-10份，例如4份、5份、6份、7份、8份、9份等。
所述催化剂的重量份数为0.01-1份，例如0.02份、0.05份、0.1份、0.2份、0.4份、0.6份、0.8份等。
所述可膨胀石墨的重量份数为1-3份，例如1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2份、2.2份、2.4份、2.6份、2.8份等。
所述丙烯腈-苯乙烯共聚物的重量份数为3-5份，例如3.2份、3.4份、3.6份、3.8份、4份、4.2份、4.4份、4.6份、4.8份等。
优选地，所述聚丙烯腈纤维布包括聚丙烯腈纤维和羟乙基纤维素。
本发明中，羟乙基纤维素一方面对聚丙烯腈纤维进一步增强，另一方面增加与聚氨酯复合材料的作用力，还能提升家用纺织膜的耐日晒性。
优选地，以所述聚丙烯腈纤维的总质量为100份计，所述羟乙基纤维素的总质量为3-10份，例如4份、5份、6份、7份、8份、9份等。
优选地，所述羟乙基纤维素的粘度为2500-3500mpa·s，例如2600mpa·s、2800mpa·s、3000mpa·s、3200mpa·s、3400mpa·s等。
优选地，所述多元醇包括苯酐聚酯多元醇、二聚酸改性聚酯多元醇和端羟基聚二甲基硅氧烷的组合。
本发明中，所述多元醇优选苯酐聚酯多元醇、二聚酸改性聚酯多元醇和端羟基聚二甲基硅氧烷的组合，上述三种多元醇配合使用，发挥协同作用，与胺类扩链剂进一步作用，提升聚氨酯复合材料的综合性能，使所述家用纺织膜兼具优异的透气性、力学性能和耐日晒性，综合性能优异。
优选地，所述苯酐聚酯多元醇、二聚酸改性聚酯多元醇和端羟基聚二甲基硅氧烷的质量比为1：(1-3)：(1-3)，其中，1-3可以为1.2、1.4、1.6、1.8、2、2.2、2.4、2.6、2.8等。
优选地，所述二异氰酸酯包括萘二异氰酸酯和/或L-赖氨酸二异氰酸酯。
优选地，所述胺类扩链剂包括1-甲基-2,4-环己二胺。
本发明中，所述胺类扩链剂进一步优选1-甲基-2,4-环己二胺，环状二胺单体能使聚氨酯复合材料具有优异柔韧性的同时，不损失聚氨酯复合材料的强度。
优选地，所述催化剂包括有机铋、四正丁基锡二丁基或二月桂酸锡中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：有机铋和四正丁基锡二丁基的组合，四正丁基锡二丁基和二月桂酸锡的组合，有机铋、四正丁基锡二丁基和二月桂酸锡的组合等。
优选地，所述聚丙烯腈纤维布和其表面的聚氨酯复合材料的厚度比为1：(3-10)，其中，3-10可以为4、5、6、7、8、9等。
本发明中，“其表面的聚氨酯复合材料”指的是聚丙烯腈纤维布一侧的聚氨酯复合材料。
第二方面，本发明提供一种第一方面所述的家用纺织膜的制备方法，所述家用纺织膜的制备方法包括如下步骤：
(1)将二异氰酸酯、多元醇和催化剂混合，预聚，再与胺类扩链剂、可膨胀石墨和丙烯腈-苯乙烯共聚物混合，聚合，得到聚氨酯复合材料；
(2)将所述聚氨酯复合材料熔融挤出至聚丙烯腈纤维布的表面，包覆，压延，得到所述家用纺织膜。
优选地，步骤(1)中，所述预聚的温度为50-100℃，例如60℃、70℃、80℃、90℃等。
优选地，所述预聚的时间为2-5h，例如2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h等。
优选地，所述聚合的温度为110-145℃，例如115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃等。
优选地，所述聚合的时间为2-5h，例如2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h等。
优选地，步骤(2)中，所述聚丙烯腈纤维布的制备方法包括：
将聚丙烯腈纤维和羟乙基纤维素混合，纺丝，编织，得到所述聚丙烯腈纤维布。
优选地，所述压延的温度为120-200℃，例如130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃等。
优选地，所述压延的时间为0.5-2h，例如1h、1.5h等。
作为优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将二异氰酸酯、多元醇和催化剂混合，在50-100℃下预聚2-5h，再与胺类扩链剂、可膨胀石墨和丙烯腈-苯乙烯共聚物混合，在110-145℃下聚合2-5h，得到聚氨酯复合材料；
(2)将聚丙烯腈纤维和羟乙基纤维素混合，纺丝，编织，得到所述聚丙烯腈纤维布；
将所述聚氨酯复合材料熔融挤出至聚丙烯腈纤维布的表面，包覆，在120-200℃下压延0.5-2h，得到所述家用纺织膜。
第三方面，本发明提供一种第一方面所述的家用纺织膜，所述家用纺织膜用于窗帘、衣物或床品。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述家用纺织膜兼具优异的透气性、力学性能和耐日晒性，综合性能优异。
(2)本发明所述家用纺织膜的透气性在821.5mm/s以上，拉伸强度在16.8MPa以上，断裂伸长率在288％以上，模拟日照18个月后，拉伸强度的保持率在78.8％以上。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种家用纺织膜，所述家用纺织膜包括聚丙烯腈纤维布以及设置于所述聚丙烯腈纤维布内部和表面的聚氨酯复合材料，聚丙烯腈纤维布与单侧聚氨酯复合材料的厚度为1：5。
所述聚丙烯腈纤维布包括100重量份聚丙烯腈纤维和6重量份羟乙基纤维素。
所述聚氨酯复合材料的制备原料按照重量份数由如下组分组成：
本实施例中，所述聚丙烯腈纤维购于湖北鑫润德化工有限公司；所述羟乙基纤维素购于西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司；所述多元醇为苯酐聚酯多元醇(购于湖北巨胜科技有限公司)、二聚酸改性聚酯多元醇(购于上海小研科技有限公司)和端羟基聚二甲基硅氧烷(深圳海思安生物技术有限公司)的组合，三者的质量比为1：1：1；所述二异氰酸酯为萘二异氰酸酯；所述胺类扩链剂为1-甲基-2,4-环己二胺；所述催化剂为二月桂酸锡；所述可膨胀石墨购于武汉能仁医药有限公司；所述丙烯腈-苯乙烯共聚物购于西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司，牌号为182869-100G。
所述家用纺织膜由如下方法制备，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将二异氰酸酯、多元醇和催化剂混合，依次升温至50℃、60℃、80℃下分别预聚1h，再与胺类扩链剂、可膨胀石墨和丙烯腈-苯乙烯共聚物混合，依次升温至110℃和145℃下分别聚合2.5h和0.5h，得到聚氨酯复合材料；
(2)将聚丙烯腈纤维和羟乙基纤维素混合，纺丝，编织，得到所述聚丙烯腈纤维布；
将所述聚氨酯复合材料熔融挤出至聚丙烯腈纤维布的表面，包覆，在160℃下压延1h，得到所述家用纺织膜。
实施例2
本实施例提供一种家用纺织膜，所述家用纺织膜包括聚丙烯腈纤维布以及设置于所述聚丙烯腈纤维布内部和表面的聚氨酯复合材料，聚丙烯腈纤维布与单侧聚氨酯复合材料的厚度为1：3。
所述聚丙烯腈纤维布包括100重量份聚丙烯腈纤维和3重量份羟乙基纤维素。
所述聚氨酯复合材料的制备原料按照重量份数由如下组分组成：
本实施例中，所述聚丙烯腈纤维购于湖北鑫润德化工有限公司；所述羟乙基纤维素购于西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司；所述多元醇为苯酐聚酯多元醇(购于湖北巨胜科技有限公司)、二聚酸改性聚酯多元醇(购于上海小研科技有限公司)和端羟基聚二甲基硅氧烷(深圳海思安生物技术有限公司)的组合，三者的质量比为1：2：3；所述二异氰酸酯为L-赖氨酸二异氰酸酯；所述胺类扩链剂为1-甲基-2,4-环己二胺；所述催化剂为有机铋(购于上海科拉曼试剂有限公司，货号为093411)；所述可膨胀石墨购于武汉能仁医药有限公司；所述丙烯腈-苯乙烯共聚物购于西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司，牌号为182869-100G。
所述家用纺织膜由如下方法制备，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将二异氰酸酯、多元醇和催化剂混合，依次升温至50℃、70℃、100℃下分别预聚0.5h、1.5h、0.5h，再与胺类扩链剂、可膨胀石墨和丙烯腈-苯乙烯共聚物混合，依次升温至110℃、120℃和140℃下分别聚合0.5h、3.5h和0.5h，得到聚氨酯复合材料；
(2)将聚丙烯腈纤维和羟乙基纤维素混合，纺丝，编织，得到所述聚丙烯腈纤维布；
将所述聚氨酯复合材料熔融挤出至聚丙烯腈纤维布的表面，包覆，在200℃下压延0.5h，得到所述家用纺织膜。
实施例3
本实施例提供一种家用纺织膜，所述家用纺织膜包括聚丙烯腈纤维布以及设置于所述聚丙烯腈纤维布内部和表面的聚氨酯复合材料，聚丙烯腈纤维布与单侧聚氨酯复合材料的厚度为1：10。
所述聚丙烯腈纤维布包括100重量份聚丙烯腈纤维和10重量份羟乙基纤维素。
所述聚氨酯复合材料的制备原料按照重量份数由如下组分组成：
本实施例中，所述聚丙烯腈纤维购于湖北鑫润德化工有限公司；所述羟乙基纤维素购于西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司；所述多元醇为苯酐聚酯多元醇(购于湖北巨胜科技有限公司)、二聚酸改性聚酯多元醇(购于上海小研科技有限公司)和端羟基聚二甲基硅氧烷(深圳海思安生物技术有限公司)的组合，三者的质量比为1：3：2；所述二异氰酸酯为萘二异氰酸酯；所述胺类扩链剂为1-甲基-2,4-环己二胺；所述催化剂为四正丁基锡二丁基；所述可膨胀石墨购于武汉能仁医药有限公司；所述丙烯腈-苯乙烯共聚物购于西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司，牌号为182869-100G。
所述家用纺织膜由如下方法制备，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将二异氰酸酯、多元醇和催化剂混合，依次升温至50℃、70℃、100℃下分别预聚0.5h、1.5h、0.5h，再与胺类扩链剂、可膨胀石墨和丙烯腈-苯乙烯共聚物混合，依次升温至110℃、120℃和140℃下分别聚合0.5h、3.5h和0.5h，得到聚氨酯复合材料；
(2)将聚丙烯腈纤维和羟乙基纤维素混合，纺丝，编织，得到所述聚丙烯腈纤维布；
将所述聚氨酯复合材料熔融挤出至聚丙烯腈纤维布的表面，包覆，在190℃下压延2h，得到所述家用纺织膜。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于将所述家用纺织膜不包括羟乙基纤维素，其余均与实施例1相同。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于所述多元醇不包括苯酐聚酯多元醇，二聚酸改性聚酯多元醇和端羟基聚二甲基硅氧烷的质量比为1:1，二者的总重量份数为80份，其余均与实施例1相同。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于将所述多元醇不包括二聚酸改性聚酯多元醇，苯酐聚酯多元醇和端羟基聚二甲基硅氧烷的质量比为1:1，二者的总重量份数为80份，其余均与实施例1相同。
实施例7
本实施例与实施例1的区别在于将所述多元醇不包括端羟基聚二甲基硅氧烷，苯酐聚酯多元醇和二聚酸改性聚酯多元醇的质量比为1:1，二者的总重量份数为80份，其余均与实施例1相同。
实施例8
本实施例与实施例1的区别在于将所述胺类扩链剂由1-甲基-2,4-环己二胺替换为等质量的己二胺，其余均与实施例1相同。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于所述聚氨酯复合材料中不包括丙烯腈-苯乙烯共聚物，其余均与实施例1相同。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于将所述可膨胀石墨替换为普通石墨(购于西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司)，其余均与实施例1相同。
性能测试
将实施例1-8和对比例1-2所述家用纺织膜进行如下测试：
(1)透气性：按照GB/T 5453-1997的标准测试家用纺织膜的透气性，统计透气率R(mm/s)
(2)力学性能：将所述家用纺织膜制备成样条按照GB/T 528-2009在万能材料测试仪上测试力学性能，包括拉伸强度和断裂伸长率。
(3)耐日晒性：按照GB/T 2424.14-1995对所述家用纺织膜进行处理，模拟日照18个月，再进行拉伸强度的测试，按照处理后的拉伸强度与未处理的拉伸强度的比值，得到强度保留率，测试其耐日晒性。
测试结果汇总于表1中。
表1
分析表1数据可知，本发明所述家用纺织膜的透气性在821.5mm/s以上，拉伸强度在16.8MPa以上，断裂伸长率在288％以上，模拟日照18个月后，拉伸强度的保持率在78.8％以上；本发明所述家用纺织膜兼具优异的透气性、力学性能和耐日晒性，综合性能优异。
分析对比例1与实施例1可知，对比例1性能不如实施例1，证明所述聚氨酯复合材料中设置丙烯腈-苯乙烯共聚物形成的家用纺织膜性能更佳。
分析对比例2与实施例1可知，对比例2性能不如实施例1，证明所述聚氨酯复合材料中设置可膨胀石墨形成的家用纺织膜性能更佳。
分析实施例4与实施例1可知，实施例4性能不如实施例1，证明聚丙烯腈纤维布中设置羟乙基纤维素形成的家用纺织膜性能更佳。
分析实施例5-7与实施例1可知，实施例5-7性能不如实施例1，证明所述聚氨酯复合材料中多元醇采用苯酐聚酯多元醇、二聚酸改性聚酯多元醇和端羟基聚二甲基硅氧烷三者配合使用形成的家用纺织膜性能更佳。
分析实施例8与实施例1可知，实施例8性能不如实施例1，证明所述聚氨酯复合材料中胺类扩链剂进一步优选1-甲基-2,4-环己二胺形成的家用纺织膜性能更佳。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种家用纺织膜，其特征在于，所述家用纺织膜包括聚丙烯腈纤维布以及设置于所述聚丙烯腈纤维布内部和表面的聚氨酯复合材料；
所述聚氨酯复合材料的制备原料按照重量份数包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的家用纺织膜，其特征在于，所述聚丙烯腈纤维布包括聚丙烯腈纤维和羟乙基纤维素；
优选地，以所述聚丙烯腈纤维的总质量为100份计，所述羟乙基纤维素的总质量为3-10份；
优选地，所述羟乙基纤维素的粘度为2500-3500mpa·s。
3.根据权利要求1或2所述的家用纺织膜，其特征在于，所述多元醇包括苯酐聚酯多元醇、二聚酸改性聚酯多元醇和端羟基聚二甲基硅氧烷的组合；
优选地，所述苯酐聚酯多元醇、二聚酸改性聚酯多元醇和端羟基聚二甲基硅氧烷的质量比为1：(1-3)：(1-3)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的家用纺织膜，其特征在于，所述二异氰酸酯包括萘二异氰酸酯和/或L-赖氨酸二异氰酸酯；
优选地，所述胺类扩链剂包括1-甲基-2,4-环己二胺；
优选地，所述催化剂包括有机铋、四正丁基锡二丁基或二月桂酸锡中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1-4任一项所述的家用纺织膜，其特征在于，所述聚丙烯腈纤维布和其表面的聚氨酯复合材料的厚度比为1：(3-10)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的家用纺织膜，其特征在于，所述家用纺织膜的制备方法包括如下步骤：
(1)将二异氰酸酯、多元醇和催化剂混合，预聚，再与胺类扩链剂、可膨胀石墨和丙烯腈-苯乙烯共聚物混合，聚合，得到聚氨酯复合材料；
(2)将所述聚氨酯复合材料熔融挤出至聚丙烯腈纤维布的表面，包覆，压延，得到所述家用纺织膜。
7.根据权利要求6所述的家用纺织膜，其特征在于，步骤(1)中，所述预聚的温度为50-100℃；
优选地，所述预聚的时间为2-5h；
优选地，所述聚合的温度为110-145℃；
优选地，所述聚合的时间为2-5h。
8.根据权利要求6或7所述的家用纺织膜，其特征在于，步骤(2)中，所述聚丙烯腈纤维布的制备方法包括：
将聚丙烯腈纤维和羟乙基纤维素混合，纺丝，编织，得到所述聚丙烯腈纤维布；
优选地，所述压延的温度为120-200℃；
优选地，所述压延的时间为0.5-2h。
9.根据权利要求6-8任一项所述的家用纺织膜，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将二异氰酸酯、多元醇和催化剂混合，在50-100℃下预聚2-5h，再与胺类扩链剂、可膨胀石墨和丙烯腈-苯乙烯共聚物混合，在110-145℃下聚合2-5h，得到聚氨酯复合材料；
(2)将聚丙烯腈纤维和羟乙基纤维素混合，纺丝，编织，得到所述聚丙烯腈纤维布；
将所述聚氨酯复合材料熔融挤出至聚丙烯腈纤维布的表面，包覆，在120-200℃下压延0.5-2h，得到所述家用纺织膜。
10.根据权利要求1-5任一项所述的家用纺织膜，其特征在于，所述家用纺织膜用于窗帘、衣物或床品。
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