TWI695779B - 具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法 - Google Patents

具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI695779B
TWI695779B TW108114464A TW108114464A TWI695779B TW I695779 B TWI695779 B TW I695779B TW 108114464 A TW108114464 A TW 108114464A TW 108114464 A TW108114464 A TW 108114464A TW I695779 B TWI695779 B TW I695779B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
film
thermoplastic polyurethane
water pressure
pressure resistance
polyurethane powder
Prior art date
Application number
TW108114464A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202039253A (zh
Inventor
黃淑惠
林聲仁
郭耀鴻
陳建帆
簡宏宮
林玉娟
郭韻琴
Original Assignee
財團法人中華民國紡織業拓展會
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 財團法人中華民國紡織業拓展會 filed Critical 財團法人中華民國紡織業拓展會
Priority to TW108114464A priority Critical patent/TWI695779B/zh
Priority to US16/445,211 priority patent/US10967620B2/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI695779B publication Critical patent/TWI695779B/zh
Publication of TW202039253A publication Critical patent/TW202039253A/zh

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/83—Chemically modified polymers
    • C08G18/833—Chemically modified polymers by nitrogen containing compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/40—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyurethanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D7/00—Producing flat articles, e.g. films or sheets
    • B29D7/01—Films or sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/04—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising rubber as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B25/042—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising rubber as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of natural rubber or synthetic rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/10—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/14—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising synthetic rubber copolymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02—Physical, chemical or physicochemical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/0895—Manufacture of polymers by continuous processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3225—Polyamines
    • C08G18/3228—Polyamines acyclic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3225—Polyamines
    • C08G18/3237—Polyamines aromatic
    • C08G18/3243—Polyamines aromatic containing two or more aromatic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3225—Polyamines
    • C08G18/325—Polyamines containing secondary or tertiary amino groups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07—Flat, e.g. panels
    • B29C48/08—Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/16—Drying; Softening; Cleaning
    • B32B38/164—Drying
    • B32B2038/166—Removing moisture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/03—3 layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/04—4 layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/40—Symmetrical or sandwich layers, e.g. ABA, ABCBA, ABCCBA
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/02—Synthetic macromolecular particles
    • B32B2264/0214—Particles made of materials belonging to B32B27/00
    • B32B2264/0292—Polyurethane particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/51—Elastic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/536—Hardness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/726—Permeability to liquids, absorption
    • B32B2307/7265—Non-permeable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2375/00—Polyureas; Polyurethanes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N3/00—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
    • D06N3/12—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. gelatine proteins
    • D06N3/14—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. gelatine proteins with polyurethanes
    • D06N3/145—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. gelatine proteins with polyurethanes two or more layers of polyurethanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

一種具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法，包括下列步驟：將第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒進行烘乾處理而製備乾燥料。由二乙烯三胺、二乙胺基丙胺或二氨基二苯基甲烷混合並與乾燥料均勻混合而製備第一混合料。將起始劑與第一混合料均勻混合而製備第二混合料。將第二混合料製備為第一層薄膜。通過上述步驟而在第一層薄膜上依序製備第二層薄膜與第三層薄膜。

Description

具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法
本發明係有關一種具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法，尤指一種提高熱塑性聚氨酯薄膜耐水壓性、貼合性及彈性的彈性體薄膜的製備方法。
按，熱塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethanes；TPU)是一種彈性體，現在大多廣泛的應用在紡織布料及鞋材、服飾領域上。其中，彈性體大多通過製作成感壓膠(Pressure Sensitive Adhesive；PSA)等薄膜的方式，並加以如高週波等技術進行紡織品、服飾布料、鞋材等材料的貼合。例如但不限於，可作為如商標或裝飾品的貼合。其中，為求能夠進一步地提供防水防濕的效果，彈性體薄膜通常利用三層熱塑性聚氨酯薄膜製作成三明治結構，來增加彈性體薄膜的防水性。
惟，由於傳統的熱塑性聚氨酯在運用於薄膜上，其與如纖維等布料間的貼合係為暫態式黏結(temporary adhesion)。其大多主要僅以聚氨酯高分子鏈與二異氰酸酯化合物相黏結，除此之外並未提供其他的黏結方式。因此，傳統的熱塑性聚氨酯貼合時的纖維包覆並不完整，造成僅以傳統的三明治 結構的彈性體薄膜貼合紡織品等材料上，無法提供良好的貼合性及彈性。在貼合性及彈性不佳的情況下，往往也造成產品的貼合處，或者三層熱塑性聚氨酯薄膜本身三層材料易產生剝離(相分離)的現象。除了傳統的三明治結構的彈性體薄膜無法提供良好的貼合性及彈性之外，由於傳統的熱塑性聚氨酯貼合時的纖維包覆並不完整原因，造成傳統的三明治結構的彈性體薄膜的防水性也不佳。因此，當水壓較高時，高壓水仍然會滲透三明治結構的彈性體薄膜。
因此，如何設計出一種具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法，利用改質劑與熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的混合所製得結構完整、厚度均勻的三明治結構的彈性體薄膜，以提高彈性體薄膜的耐水壓性、貼合性及彈性，乃為本案創作人所欲行研究的一大課題。
為了解決上述問題，本發明係提供一種具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法，以克服習知技術的問題。因此，本發明具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法的製備方法包括下列步驟：(a)將第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒在溫度70℃~85℃下進行烘乾處理而製備乾燥料。(b)製備改質劑，改質劑係由二乙烯三胺、二乙胺基丙胺或二氨基二苯基甲烷混合而成。(c)將乾燥料與改質劑以用量比50%~95%：5%~50%的比例均勻混合而製備第一混合料。(d)將起始劑與第一混合料以重量比0.01%~5%的比例均勻混合而製備第二混合料。(e)將第二混合料通過混練設備及淋膜設備而製備第一層薄膜。(f)將第二熱塑性聚氨酯粉末/顆粒通過步驟(a)至步驟(e)而製備第二層薄膜，且將第二層薄膜製備於第一層薄膜上；其中第二熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的重量平均分子量大於等於第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒。及(g)將第三熱塑性聚氨酯粉末/顆粒通過步驟 (a)至步驟(e)而製備第三層薄膜，且將第三層薄膜製備於第二層薄膜上；其中第三熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的重量平均分子量等於第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒。
於一實施例中，其中二乙烯三胺、二乙胺基丙胺及二氨基二苯基甲烷的重量比為30%~50%：30%~50%：10%~30%。
於一實施例中，其中二乙烯三胺、二乙胺基丙胺及二氨基二苯基甲烷的重量比為40%：40%：20%。
於一實施例中，其中第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒與第三熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的重量平均分子量介於10000~30000、肖氏硬度介於50~100A、熔點介於40~180℃；第二熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的重量平均分子量介於30000~100000、肖氏硬度介於50~100A、熔點介於40~180℃。
於一實施例中，其中起始劑為光起始劑或熱起始劑。
於一實施例中，其中起始劑與第一混合料以重量比0.5%的比例均勻混合。
於一實施例中，其中起始劑為過硫酸鉀、偶氮二異丁腈或苯偶酰二甲縮酮。
於一實施例中，其中第一層薄膜、第二層薄膜及第三層薄膜分別包括複數層聚氨酯高分子鏈與複數條改質分子鏈，改質分子鏈接枝於聚氨酯高分子鏈上，且第二層薄膜的聚氨酯高分子鏈的密度較第一層薄膜與第三層薄膜高。
於一實施例中，其中每層聚氨酯高分子鏈包括複數條硬段與複數條軟段，且改質分子鏈分別接枝於硬段、或分別接枝於硬段與軟段之間。
為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明之目的、特 徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
10:第一層薄膜
20:第二層薄膜
30:第三層薄膜
40:聚氨酯高分子鏈
50:改質分子鏈
圖1為本發明具有高耐水壓性之彈性體薄膜的結構示意圖；圖2A為具有高耐水壓性之彈性體薄膜在掃描式電子顯微鏡之下的結構圖；圖2B為具有高耐水壓性之彈性體薄膜利用彈性回復率測試的測試結果圖；圖2C為具有高耐水壓性之彈性體薄膜利用差示掃描量熱法分析的分析結果圖；圖2D為具有高耐水壓性之彈性體薄膜的剝離強度測試的測試結果圖；及圖2E為具有高耐水壓性之彈性體薄膜的耐水壓測試的測試結果圖。
茲有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下：本發明提供一種具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法，其方法係製備三層三明治結構的熱塑性聚氨酯薄膜，每一層的熱塑性聚氨酯薄膜係通過化學改質技術而提高了彈性體薄膜的防水性、貼合性及彈性。其製備方法包括下列步驟：第一層薄膜的製法首先，(a)將第一熱塑性聚氨酯粉末或顆粒在溫度70℃~85℃下進行烘乾處理，使第一熱塑性聚氨酯粉末或顆粒去除多餘 的水分而保持乾燥，以製備成乾燥料。然後，(b)製備改質劑，改質劑由二乙烯三胺(Diethylenetriamine；DETA)、二乙胺基丙胺(Diethylaminopropylamine；DEAP)或二氨基二苯基甲烷(Diaminodiphenylmethane；DAPM)混合而成。然後，(c)將改質劑與乾燥料以用量比50%~95%：5%~50%的比例均勻混合，以製備第一混合料。然後，(d)將起始劑與第一混合料以重量比0.01%~5%的比例均勻混合，以製備第二混合料。最後，(e)將第二混合料通過混練設備及淋膜設備的製作過程，以產出第一層薄膜，第一層薄膜即為經改質後的熱塑性聚氨酯薄膜。其中，上述改質劑可與上述混合料可以為溶液狀、粉末或顆粒狀或糊料狀。
在第一層薄膜製作完成後，需在第一層薄膜上依序製備第二層薄膜與第三層薄膜，第二層薄膜與第三層薄膜的製備方式皆是利用上述步驟(a)至步驟(e)的製備方式而獲得。其差異在於，在步驟(a)中，第二熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的重量平均分子量大於等於第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的重量平均分子量，且第三熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的重量平均分子量等於第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的重量平均分子量，使得第一層薄膜的結構同於第三層薄膜，但與第二層薄膜的結構不相同。
具體而言，於步驟(a)中，第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒可選用重量平均分子量介於10000~30000，且肖氏硬度介於50~100A、熔點介於40~180℃的特性，較適用於本發明的第一層薄膜的製備方法。由於第三層薄膜的結構同於第一層薄膜，因此第三熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的特性需同於第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒。第二層薄膜由於夾在第一層薄膜與第三層薄膜之間，且需提供高耐水壓性的功效，因此第二熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的肖氏硬度與熔點雖可同於第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的肖氏硬度與熔點，但第二熱塑性聚氨酯粉末/顆 粒的重量平均分子量需大於等於30000。其中，又以第二熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的重量平均分子量介於30000~100000為佳。
此外，由於熱塑性聚氨酯粉末/顆粒容易吸水，且在熱塑性聚氨酯粉末/顆粒受潮的情況下所製得的產物容易產生起粉或吐霜的不良現象，但是若烘乾的溫度過高時，又容易使熱塑性聚氨酯粉末/顆粒熱溶成膠狀。因此，烘乾處理的溫度設定在70℃~85℃較佳。其中，烘乾處理的溫度又以設定在85℃為最佳。此時，熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的乾燥效率最好。
於步驟(b)中，改質劑係將重量比為0%~100%的DETA、0%~100%的DEAP及0%~100%的DAPM均勻地混合。意即，改質劑可單純使用DETA，單純使用DEAP，或單純使用DAPM。所製備的改質劑在重量比在DETA：DEAP：DAPM為30%~50%：30%~50%：10%~30%時，所製備的彈性體薄膜(成品)，可顯著地提高耐水壓性、貼合性及彈性。其中，在重量比為40%：40%：20%時，所製備的成品的耐水壓性、貼合性及彈性為最佳。
於步驟(c)中，第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒與改質劑的用量比50%~95%：5%~50%。具體而言，當第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒與改質劑的用量比太低時(例如低於50%時)，化學反應範圍太少，會導致成品如同未經改質的熱塑性聚氨酯薄膜，因此，所製成的成品的貼合性與彈性會幾乎跟未經改質的熱塑性聚氨酯薄膜相同。但是，當第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒與改質劑的用量比太高時(例如高於95%時)，反應範圍過廣，而導致改質劑分解了熱塑性聚氨酯薄膜的特性。此時，所產出之成品會如同衛生紙般地容易破碎，且也會使得成品無法順利貼合於紡織料上。因此，若為求製備時成品的良率，第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒與改質劑的重量比為70%~75%為最佳。
於步驟(d)中，起始劑可選用光起始劑或熱起始劑，且起始劑與第一混合料的重量比以0.5%的比例均勻混合。具體而言，高分子的聚合是不會 無緣無故發生，因此，往往需要一個驅動聚合反應發生的機制。這個機制需要如光或熱的能量以激發聚合物的單體成為一個化學反應的活性中心，從而開始聚合反應。但是，若是起始劑的添加量不足時，聚合反應不足，使得所產出之產品良率下降。若是起始劑的添加量過多時，會使得聚合物的分子鏈的鏈端過多的缺陷，同樣會使得所產出之產品良率下降。因此，起始劑與第一混合料的重量比以0.5%的比例均勻混合為較佳的比例，且可選用過硫酸鉀(Potassium persulfate)、偶氮二異丁腈(Azobisisobutyronitrile)或苯偶酰二甲縮酮(Benzildimethylketal)為較佳的起始劑種類。
於步驟(e)中，混練設備例如可為雙螺桿混練機等，淋膜設備例如可為單面或雙面淋膜機等。其薄膜的製程，可根據混練設備與淋膜設備的種類不同，而選用合適的製備方式。因此，只要可製備出本發明三明治結構的熱塑性聚氨酯薄膜的製程設備，皆應包含在本實施例之範疇當中。
請參閱圖1為本發明具有高耐水壓性之彈性體薄膜的結構示意圖。利用掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope；SEM)，所觀察出的具有高耐水壓性之彈性體薄膜為三層三明治結構的熱塑性聚氨酯薄膜所構成。第一層薄膜10、第二層薄膜20及第三層薄膜30分別包括複數層聚氨酯高分子鏈40(以實線表示)與複數條改質分子鏈50(以虛線表示)，且改質分子鏈50接枝於聚氨酯高分子鏈40上。第一層薄膜10、第二層薄膜20及第三層薄膜30的聚氨酯高分子鏈40包括了複數條硬段與複數條軟段，且改質分子鏈50分別接枝於硬段、或分別接枝於硬段與軟段之間，使得熱塑性聚氨酯薄膜的纖維包覆完整。
具體而言，當具有高耐水壓性之彈性體薄膜貼合紡織品等材料時，改質分子鏈50增強了熱塑性聚氨酯薄膜與紡織品等材料的貼合性與彈性，使得熱塑性聚氨酯薄膜可以更牢固地抓住紡織品等材料而不易脫落。而且，由於改質分子鏈50的加入，使得第一層薄膜10與第三層薄膜30提供了基本的防水 功能。進一步而言，由結構示意圖可清楚看出，第一層薄膜10與第三層薄膜30中的聚氨酯高分子鏈40的密度大致上相同，且第二層薄膜20中的聚氨酯高分子鏈40的密度明顯地較第一層薄膜10與第三層薄膜30高。由於第二層薄膜20具有高密度的特性，因此具有高壓水無法滲透第二層薄膜20的特性。所以，第二層薄膜20除了具有上述的高貼合性、高彈性及防水性外，更可提供了高耐水壓性。值得一提，若第一層薄膜10、第二層薄膜20及第三層薄膜30所使用的熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的重量平均分子量皆接近或等於30000時，則第一層薄膜10、第二層薄膜20及第三層薄膜30的密度大致上相同。此時，第一層薄膜10、第二層薄膜20及第三層薄膜30皆可提供高耐水壓性的功效。
實施例1
將第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒在溫度85℃下進行一烘乾處理而製備乾燥料，第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的重量平均分子量為30000、肖氏硬度為75A、熔點為110℃。然後，將二乙烯三胺、二乙胺基丙胺或二氨基二苯基甲烷以重量比40%：40%：20%均勻地混合，以製備改質劑。然後，將乾燥料與改質劑以用量比為75%：25%的比例均勻混合而製備一第一混合料。然後，將起始劑與第一混合料以重量比0.5%的比例均勻混合而製備一第二混合料。然後，將第二混合料通過混練設備及淋膜設備而製備第一層薄膜。然後，利用上述步驟，將重量平均分子量為100000的第二熱塑性聚氨酯粉末/顆粒製備為第二層薄膜，且將第二層薄膜製備於第一層薄膜上。最後，將重量平均分子量為30000的第三熱塑性聚氨酯粉末/顆粒製備為第三層薄膜，且將第三層薄膜製備於第二層薄膜上，以完成具有高耐水壓性之彈性體薄膜。
所製成的成品，在掃描式電子顯微鏡之下的結構圖如圖2A所示，可看出成品的結構完整、厚度均勻，且第二層薄膜明顯地區隔了第一層薄膜與第三層薄膜。所製成的成品，利用EN14704-1的彈性回復率測試如圖2B所 示，可看出成品的彈性回復率為100%。所製成的成品，利用差示掃描量熱法(Differential scanning calorimetry；DSC)分析如圖2C所示，可看出成品在高低溫熔融面積區域小，三層材料的相分離機率減少且趨於均值。所製成的成品，利用ISO 2411的剝離強度測試如圖2D所示，對照傳統的熱塑性聚氨酯薄膜(I)與傳統的三層三明治結構的熱塑性聚氨酯薄膜(II)，可看出成品(III)的剝離強度可增加約1/3倍的強度。所製成的成品，利用ISO 811的耐水壓測試如圖2E所示，可看出成品在耐水壓值10000mmH2O時，仍然無法滲透三層三明治結構的熱塑性聚氨酯薄膜。
實施例2
將第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒在溫度70℃下進行一烘乾處理而製備乾燥料，第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的重量平均分子量為10000、肖氏硬度為50A、熔點為40℃。然後，將二乙烯三胺、二乙胺基丙胺或二氨基二苯基甲烷以重量比30%：50%：20%均勻地混合，以製備改質劑。然後，將起始劑與第一混合料以重量比5%的比例均勻混合而製備一第二混合料。然後，將第二混合料通過混練設備及淋膜設備而製備第一層薄膜。然後，利用上述步驟，將重量平均分子量為30000的第二熱塑性聚氨酯粉末/顆粒製備為第二層薄膜，且將第二層薄膜製備於第一層薄膜上。最後，將重量平均分子量為10000的第三熱塑性聚氨酯粉末/顆粒製備為第三層薄膜，且將第三層薄膜製備於第二層薄膜上。
實施例3
將第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒在溫度80℃下進行一烘乾處理而製備乾燥料，第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的重量平均分子量為15000、肖氏硬度為100A、熔點為180℃。然後，將二乙烯三胺、二乙胺基丙胺或二氨基二苯基甲烷以重量比50%：40%：10%均勻地混合，以製備改質劑。然後，將乾燥 料與改質劑以量比為50%：50%的比例均勻混合而製備一第一混合料。然後，將起始劑與第一混合料以重量比0.01%的比例均勻混合而製備一第二混合料。然後，將第二混合料通過混練設備及淋膜設備而製備第一層薄膜。然後，利用上述步驟，將重量平均分子量為60000的第二熱塑性聚氨酯粉末/顆粒製備為第二層薄膜，且將第二層薄膜製備於第一層薄膜上。最後，將重量平均分子量為15000的第三熱塑性聚氨酯粉末/顆粒製備為第三層薄膜，且將第三層薄膜製備於第二層薄膜上。
實施例4
將第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒在溫度80℃下進行一烘乾處理而製備乾燥料，第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的重量平均分子量為20000、肖氏硬度為75A、熔點為110℃。然後，將二乙烯三胺、二乙胺基丙胺或二氨基二苯基甲烷以重量比40%：30%：30%均勻地混合，以製備改質劑。然後，將乾燥料與改質劑以量比為95%：5%的比例均勻混合而製備一第一混合料。然後，將起始劑與第一混合料以重量比0.5%的比例均勻混合而製備一第二混合料。然後，將第二混合料通過混練設備及淋膜設備而製備第一層薄膜。然後，利用上述步驟，將重量平均分子量為60000的第二熱塑性聚氨酯粉末/顆粒製備為第二層薄膜，且將第二層薄膜製備於第一層薄膜上。最後，將重量平均分子量為20000的第三熱塑性聚氨酯粉末/顆粒製備為第三層薄膜，且將第三層薄膜製備於第二層薄膜上。
實施例5
將二乙烯三胺、二乙胺基丙胺或二氨基二苯基甲烷以重量比100%：0%：0%製備改質溶液，後續製備方式同於實施例1。
實施例6
將二乙烯三胺、二乙胺基丙胺或二氨基二苯基甲烷以重量比0%：100%：0%製備改質溶液，後續製備方式同於實施例2。
實施例7
將二乙烯三胺、二乙胺基丙胺或二氨基二苯基甲烷以重量比0%：0%：100%製備改質溶液，後續製備方式同於實施例3。
實施例2~7對比傳統三明治結構的彈性體薄膜之彈性回復率測試、剝離強度測試的剝離强度值及耐水壓測試的耐水壓值如下表所示：
Figure 108114464-A0305-02-0013-1
綜上所述，本發明的實施例係具有以下的優點與功效：1、本發明的主要功效在於，利用高重量平均分子量的熱塑性聚氨酯粉末/顆粒製備第二層薄膜，以使彈性體薄膜具備高耐水壓性之功效；2、利用改質劑將熱塑性聚氨酯薄膜進行改質，以大幅提高熱塑性聚氨酯薄膜的防水性、貼合性及彈性之功效；及 3、由於本發明改質分子鏈係分別接枝於硬段，或者分別接枝於硬段與軟段之間的接點，因此可達成使得熱塑性聚氨酯薄膜的結構完整、厚度均勻之功效。
惟，以上所述，僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本發明之特徵並不侷限於此，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包括於本發明之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。
10:第一層薄膜
20:第二層薄膜
30:第三層薄膜
40:聚氨酯高分子鏈
50:改質分子鏈

Claims (10)

  1. 一種具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法，該製備方法包括下列步驟：(a)將一第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒在溫度70℃~85℃下進行一烘乾處理而製備一乾燥料；(b)製備一改質劑，該改質劑係由二乙烯三胺、二乙胺基丙胺和二氨基二苯基甲烷混合而成；(c)將該乾燥料與該改質劑以用量比50%~95%：5%~50%的比例均勻混合而製備一第一混合料；(d)將一起始劑與該第一混合料以重量比0.01%~5%的比例均勻混合而製備一第二混合料；(e)將該第二混合料通過一混練設備及一淋膜設備而製備一第一層薄膜；(f)將一第二熱塑性聚氨酯粉末/顆粒通過該步驟(a)至該步驟(e)而製備一第二層薄膜，且將該第二層薄膜製備於該第一層薄膜上；其中該第二熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的重量平均分子量大於等於該第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的重量平均分子量；及(g)將一第三熱塑性聚氨酯粉末/顆粒通過該步驟(a)至該步驟(e)而製備一第三層薄膜，且將該第三層薄膜製備於該第二層薄膜上；其中該第三熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的重量平均分子量等於該第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的重量平均分子量。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法，其中二乙烯三胺、二乙胺基丙胺及二氨基二苯基甲烷的重量比為30%~50%：30%~50%：10%~30%。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法，其中二乙烯三胺、二乙胺基丙胺及二氨基二苯基甲烷的重量比為40%：40%：20%。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法，其中該第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒與該第三熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的該重量平均分子量介於10000~30000、肖氏硬度介於50~100A、熔點介於40~180℃；該第二熱塑性聚氨酯粉末/顆粒的該重量平均分子量介於30000~100000、肖氏硬度介於50~100A、熔點介於40~180℃。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法，其中該起始劑為一光起始劑或一熱起始劑。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法，其中該起始劑與該第一混合料以重量比0.5%的比例均勻混合。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法，其中該起始劑為過硫酸鉀、偶氮二異丁腈或苯偶酰二甲縮酮。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法，其中該第一熱塑性聚氨酯粉末/顆粒、該第二熱塑性聚氨酯粉末/顆粒及該第三熱塑性聚氨酯粉末/顆粒在溫度85℃下進行該烘乾處理。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法，其中該第一層薄膜、該第二層薄膜及該第三層薄膜分別包括複數層聚氨酯高分子鏈與複數條改質分子鏈，該些改質分子鏈接枝於該些聚氨酯高分子鏈上，且該第二層薄膜的該些聚氨酯高分子鏈的密度較該第一層薄膜與該第三層薄膜的密度高。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法，其中每層聚氨酯高分子鏈包括複數條硬段與複數條軟段，且該些改質分子鏈分別接枝於該些硬段、或分別接枝於該些硬段與該些軟段之間。
TW108114464A 2019-04-25 2019-04-25 具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法 TWI695779B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108114464A TWI695779B (zh) 2019-04-25 2019-04-25 具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法
US16/445,211 US10967620B2 (en) 2019-04-25 2019-06-19 Method of preparing elastomer membrane with high water pressure resistance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108114464A TWI695779B (zh) 2019-04-25 2019-04-25 具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI695779B true TWI695779B (zh) 2020-06-11
TW202039253A TW202039253A (zh) 2020-11-01

Family

ID=72176277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108114464A TWI695779B (zh) 2019-04-25 2019-04-25 具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10967620B2 (zh)
TW (1) TWI695779B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11608418B2 (en) * 2020-05-27 2023-03-21 Taiwan Textile Federation, R.O.C. Method of preparing self-adhesive polyester elastomer composite membrane and composite strip

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105111399A (zh) * 2015-09-21 2015-12-02 宜兴市华夏化工材料有限公司 一种耐水压水性聚氨酯树脂

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI359735B (en) * 2007-10-05 2012-03-11 Ind Tech Res Inst Co-extruded water-proof and moisture-permeable fil
TWI518164B (zh) * 2014-10-29 2016-01-21 San Fang Chemical Industry Co 高黏著力複合膜及其製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105111399A (zh) * 2015-09-21 2015-12-02 宜兴市华夏化工材料有限公司 一种耐水压水性聚氨酯树脂

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
^&rn^ *
張武英,修玉英," 水性聚氨酯的合成及改性研究",廣東化工，2005年第 3期,第5頁~第7頁 *
張武英,修玉英," 水性聚氨酯的合成及改性研究",廣東化工，2005年第 3期,第5頁~第7頁。^&rn^

Also Published As

Publication number Publication date
TW202039253A (zh) 2020-11-01
US10967620B2 (en) 2021-04-06
US20200338874A1 (en) 2020-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lai et al. A stiff and healable polymer based on dynamic‐covalent boroxine bonds
CN107528038A (zh) 制备复合隔膜的混合浆料及复合隔膜的制备方法
TWI695779B (zh) 具有高耐水壓性之彈性體薄膜的製備方法
FR2590727A1 (fr) Substrat d'electrode pour pile a combustible
CN111002675B (zh) 阻胶离型膜及其制备方法和应用
CN108359407B (zh) 一种改性植物蛋白胶黏剂及其制备方法
CN108565381B (zh) 电池涂布膜浆料、电池隔膜、二次电池及其制备方法
CN109554160B (zh) 一种无醛豆粕蛋白胶黏剂及其制备方法
KR20170000852A (ko) 폴리우레탄 필름을 포함하는 스웰링 테이프 및 이의 제조 방법
US11421088B2 (en) Method of preparing polyester elastomer composite membrane with high bonding strength
US11608418B2 (en) Method of preparing self-adhesive polyester elastomer composite membrane and composite strip
TWI691533B (zh) 具有高貼合性與高彈性的熱塑性聚氨酯薄膜的製備方法
CN105586808B (zh) 一种间位芳族聚酰胺纸板及其制备方法
TWI754289B (zh) 具有高貼合強度的彈性聚酯複合薄膜之製備方法
JP2018100466A (ja) ミクロフィブリル化セルロースの成形体の製造方法
CN109912765A (zh) 一种室温快速自愈合聚合物弹性体的制备方法及其应用
Zeng et al. Aging resistance properties of poplar plywood bonded by soy protein-based adhesive
CN207440327U (zh) 提高耐湿热性能的透射型偏光片结构
TWI754290B (zh) 自黏性的彈性聚酯複合薄膜與複合膠條的製備方法
CN115449218A (zh) 一种吸波薄膜及其制备方法
CN111509169B (zh) 高粘结性一体化锂电池隔膜及其制备方法、混合涂层
TWI722374B (zh) 無二異氰酸酯之熱塑性聚氨酯組成物
TW202144466A (zh) 具有多孔高貼合強度的彈性聚酯熔噴不織布薄膜之製備方法
CN112677577B (zh) 一种高抗拉强度防水透湿复合织物材料及其制备工艺
CN106142592A (zh) 一种真空袋压成型方法及用于真空袋压成型的隔离膜