水性微多孔防水透濕膜的制備及應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種水性微多孔防水透濕膜的制備及應用。水性微多孔防水透濕膜，所用原料及重量份配比為：水性自交聯PU涂層劑：羧甲基纖維素纖維：消泡劑：軟水=100：15～30：0.5～2：80～120。水性微多孔防水透濕膜的制備，包括以下步驟：（1）涂層劑的配制；（2）涂膜；（3）汽蒸；（4）烘干。水性微多孔防水透濕膜的應用，包括借助于粘合機用熱熔膠將本發明制得的水性微多孔防水透濕膜層壓到織物表面。本發明工藝簡單，經本發明制備的水性微多孔防水透濕膜整理后的織物具有很好的防水透濕性能，且手感柔軟，穿著舒適，生產成本低，附加值高，環保無公害，應用前景廣闊。
【專利說明】水性微多孔防水透濕膜的制備及應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于紡織【技術領域】，具體涉及一種水性微多孔防水透濕膜的制備及應用。
【背景技術】
[0002]隨著社會的發展，人們生活水平的提高，人們對面料的功能性、服用舒適性和環保要求也越來越高，防水透濕織物在功能性紡織品中具有重要地位。防水透濕織物按其加工方法和原理可分為三種:
Cl)緊密型防水透濕織物是由細度小于Idtex的超細纖維織造，利用織物經緯交織間的間隙或孔徑小于水滴最小直徑而大于水蒸汽的直徑，從而達到防水透濕的目的。緊密型防水透濕織物輕薄耐用，手感、透濕性和懸垂性好，但織物撕裂性能、防水性能較差，且紡紗織造需特殊技術,生產成本高,加工困難；
(2)涂層型防水透濕織物是以高分子材料為涂層劑，以一定方法施加至織物表面使其成膜并粘合固著在織物表面的一種整理技術，其具有很好的防水性能，但手感不佳、透濕性較差；
(3)薄膜層壓型復合織物將優良的防水透濕性和防風保暖性集于一身，具有明顯的技術優勢。它是將無孔親水薄膜或透濕微孔薄膜借助于特殊的粘合劑層壓到普通織物上，取長補短，具有很好的防水和透濕效果。1976年，隨著PTFE (聚四氟乙烯)膜防水透濕層壓織物Gore-tex研制成功，薄膜層壓型防水透濕織物得以迅速發展。PTFE微孔膜是將PTFE膜加熱至熔點以下，以雙向急速延伸，使其呈微纖狀微多孔結構，據稱該薄膜每平方英寸具有90億個孔隙，每個孔隙直徑均小于液態水滴直徑而大于水蒸汽直徑，因此具有極其優異的防水透濕性能，而且可以與任何織物層壓，選材范圍廣、設計靈活、少污染等優點，但工藝復雜，生產成本高，很難量產推廣。
【發明內容】
[0003]本發明針對【背景技術】提出的不足，研究開發了一種水性微多孔防水透濕膜的制備及應用，其目的在于提供一種工藝簡單、生產成本低、環保的微多孔防水透濕膜的制備方法。
[0004]本發明的技術解決方案:
水性微多孔防水透濕膜，其特征在于:所用原料及重量份配比為:水性自交聯PU涂層劑:羧甲基纖維素纖維:消泡劑:軟水=100:15?30:0.5?2:80?120。
[0005]水性微多孔防水透濕膜的制備，其特征在于:包括以下步驟:
(1)涂層劑的配制:按上述配比，在水性自交聯PU涂層劑中添加羧甲基纖維素纖維(CMC)，消泡劑和軟水，在高速剪切機下以4000轉/min高速攪拌、剪切15?30min，使集聚的羧甲基纖維素纖維小顆粒(CMC纖維容易絮凝)充分分散于水性自交聯PU涂層劑中，制得粘度為6000?9000cps的涂層劑；
(2)涂膜:將步驟(I)中所制得的涂層劑借助于涂層機均勻刮涂于離型紙上形成涂膜； (3)汽蒸:將步驟(2)中所制得的涂膜放置于溫度為90?105°C、相對濕度為85?100%RH的汽蒸箱中處理5?lOmin。；
(4)烘干:將步驟(3)中經汽蒸處理后的涂膜在烘箱中于120?140°C烘干2?3min，即可制得本發明的水性微多孔防水透濕膜。
[0006]水性微多孔防水透濕膜的應用，其特征在于:借助于粘合機用熱熔膠將本發明制得的水性微多孔防水透濕膜層壓到織物表面。
[0007]所述水性自交聯I3U涂層劑型號為HU-201B-2。
[0008]所述羧甲基纖維素纖維醚化度為0.9?1.2。
[0009]所述消泡劑型號為USZ-10A。
[0010]所述制備步驟(4)中水性微多孔防水透濕膜的厚度為15?20μπι。
[0011]所述應用中熱熔膠涂敷量為15g/m2。
[0012]所述應用中熱熔膠粘度為10 Pa.S。
[0013]所述應用中層壓溫度為95°C。
[0014]本發明原理在于:刮涂有涂層劑的離型紙放置于90?105°C、相對濕度為85?100%RH的汽蒸箱中處理5?1min,由于PU分子不吸水,其附近的水分子蒸發而慢慢充分固化交聯成膜(失去流動性)，而分散于膜中的集聚的羧甲基纖維素纖維(吸水性極強)顆粒由于不斷吸收水蒸汽作為補充而始終保持吸水膨脹狀態，然后在120?140°C烘箱中烘干2?3min，濕潤膨脹的羧甲基纖維素纖維顆粒失水體積變小而在膜上留下微孔，其原理示意圖如附圖1所示。
[0015]本發明的有益效果:本發明工藝簡單，經本發明制備的水性微多孔防水透濕膜整理后的織物具有很好的防水透濕性能，且手感柔軟，穿著舒適，生產成本低，附加值高，環保無公害，應用前景廣闊。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明原理示意圖。
[0017]圖2為汽蒸條件一(60?80°C、60?80%RHX5?1min)形成膜的表面掃描電鏡圖片。
[0018]圖3為汽蒸條件一(60?80°C、60?80%RHX5?1min)形成膜的斷面掃描電鏡圖片。
[0019]圖4為汽蒸條件二(90?105°C、85?100%RHX5?1min)形成膜的表面掃描電鏡圖片。
[0020]圖5為汽蒸條件二(90?105°C、85?100%RHX5?1min)形成膜的斷面掃描電鏡圖片。
【具體實施方式】
[0021]以下是本發明的具體實施例，這些實施例可以對本發明作進一步的補充和說明，但本發明并不限于這些實施例。
[0022]以下實施例的性能測試具體方法如下:
a.靜水壓測試:按GB/T4744-1997標準進行測試，單位為mm水柱； b.透濕性測試:按GB/T12704-1991《紡織織物透濕量測試法-透濕杯法》測試，測試時采用正透濕杯法。
[0023]實施例1 (汽蒸條件一)
(1)涂層劑的配制:在100份水性自交聯PU涂層劑HU-201B-2中添加15份羧甲基纖維素纖維，0.5份消泡劑USZ-10A和80.5份軟水，在高速剪切機下以4000轉/min高速攪拌、剪切20min，使集聚的羧甲基纖維素纖維小顆粒(CMC纖維容易絮凝)充分分散于PU涂層劑HU-201B-2中，制得粘度為8600cps的涂層劑；
(2)涂膜:將上述制得的涂層劑借助于涂層機均勻刮涂于離型紙上；
(3)汽蒸:把上述涂膜放置于溫度為60°C和相對濕度為75%RH條件下的汽蒸箱中處理1min ；
(4)烘干:把上述汽蒸處理后的涂膜在130°C烘箱中烘干3min，取出即可把形成于離型紙上的薄膜揭下使用。
[0024]從圖2 (膜的表面電鏡圖片)和圖3 (膜的斷面電鏡圖片)可以看到，在60°C、75%RH相對濕度的濕熱條件下處理1min制得的膜沒有形成微孔。考慮其原因為，60°C的汽蒸溫度較低，1min后PU分子沒有完全自交聯仍具有一定的流動性，在130°C烘干過程中，I3U涂層劑重新填平極度膨脹的CMC顆粒由于迅速失水體積縮小而留下的微孔。
[0025]實施例2 (汽蒸條件二)
(1)涂層劑的配制:在100份水性自交聯PU涂層劑HU-201B-2中添加15份羧甲基纖維素纖維，0.5份消泡劑USZ-10A和80.5份軟水，在高速剪切機下以4000轉/min高速攪拌、剪切20min，使集聚的羧甲基纖維素纖維小顆粒(CMC纖維容易絮凝)充分分散于PU涂層劑HU-201B-2中，制得粘度為8600cps的涂層劑；
(2)涂膜:將上述制得的涂層劑借助于涂層機均勻刮涂于離型紙上；
(3)汽蒸:把上述涂膜放置于溫度為95°C和相對濕度為100%RH條件下的汽蒸箱中處理1min ；
(4)烘干:把上述汽蒸處理后的涂膜在130°C烘箱中烘干3min，取出即可把形成于離型紙上的薄膜揭下使用。
[0026]從圖4(膜的表面電鏡圖片)和圖5(膜的斷面電鏡圖片河以看到，在95°C、100%RH相對濕度的濕熱條件下處理1min形成了大量貫通的直徑小于20 μ m (小于液態水滴的最小直徑)的微孔膜。考慮其原因為，95°C、100%RH相對濕度條件下汽蒸lOmin，I3U分子完全固化自交聯而失去流動性，在130°C條件下烘干3min，分散于PU分子中的吸水膨脹的CMC顆粒失水體積大大縮小而在膜中留下微孔，由于PU分子在95°C、100%RH相對濕度條件下汽蒸時已經完全固化交聯而失去流動性，從而不能重新填補由于集聚的CMC顆粒失水體積縮小而留下的微孔。
[0027]實例3 (在毛滌混紡面料上的應用)
織物:毛滌單面嗶嘰(羊毛:50%，滌綸50%)
借助于粘合機用熱熔膠將汽蒸條件二所制得的水性微多孔防水透濕膜層壓到毛滌單面嗶嘰上并測試其防水透濕性能，其中，熱熔膠涂敷量為15g/m2，熱熔膠粘度為10 Pa.s,層壓溫度為95 C。
[0028]微孔膜層壓到毛滌單面嗶嘰織物后織物的性能測試結果如下: a.耐靜水壓:750mm水柱；
b.透濕量:8860g/m2.24h。
[0029]因此，該微孔膜層壓到毛滌單面嗶嘰織物上，具有很好的防水
透濕性能，穿著舒適，生產成本低，附加值高，且環保無污染，應用前景廣闊。
[0030]總之，以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本發明專利的涵蓋范圍。
[0031]上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定；同理，本發明說明書所提供的外形及結構示意圖，也只是為了方便說明本發明的結構和安裝的步驟與方法，并非是對本發明外形的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。
【權利要求】
1.水性微多孔防水透濕膜，其特征在于:所用原料及重量份配比為:水性自交聯PU涂層劑:羧甲基纖維素纖維:消泡劑:軟水=100:15?30:0.5?2:80?120。
2.水性微多孔防水透濕膜的制備，其特征在于:包括以下步驟:(1)涂層劑的配制:按上述配比，在水性自交聯PU涂層劑中添加羧甲基纖維素纖維，消泡劑和軟水，在高速剪切機下以4000轉/min高速攪拌、剪切15?30min，使集聚的羧甲基纖維素纖維小顆粒充分分散于水性自交聯PU涂層劑中，制得粘度為6000?9000cps的涂層劑； (2)涂膜:將步驟(I)中所制得的涂層劑借助于涂層機均勻刮涂于離型紙上形成涂膜； (3)汽蒸:將步驟(2)中所制得的涂膜放置于溫度為90?105°C、相對濕度為85?100%RH的汽蒸箱中處理5?1min ； (4)烘干:將步驟(3)中經汽蒸處理后的涂膜在烘箱中于120?140°C烘干2?3min，即可制得本發明的水性微多孔防水透濕膜。
3.水性微多孔防水透濕膜的應用，其特征在于:借助于粘合機用熱熔膠將本發明制得的水性微多孔防水透濕膜層壓到織物表面。
4.如權利要求1所述一種水性微多孔防水透濕膜，其特征在于:所述水性自交聯PU涂層劑型號為HU-201B-2。
5.如權利要求1所述一種水性微多孔防水透濕膜，其特征在于:所述羧甲基纖維素纖維醚化度為0.9?1.2。
6.如權利要求1所述一種水性微多孔防水透濕膜，其特征在于:所述消泡劑型號為USZ-10A。
7.如權利要求2所述一種水性微多孔防水透濕膜的制備，其特征在于:所述步驟(4)中水性微多孔防水透濕膜的厚度為15?20 μ m。
8.如權利要求3所述一種水性微多孔防水透濕膜的應用，其特征在于:所述熱熔膠涂敷量為15g/m2。
9.如權利要求3所述一種水性微多孔防水透濕膜的應用，其特征在于:所述熱熔膠粘度為 10 Pa.S。
10.如權利要求3所述一種水性微多孔防水透濕膜的應用，其特征在于:所述層壓溫度為 95。。。
【文檔編號】B05C1/06GK104226529SQ201410362451
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】劉偉, 姜愛娟, 孟令杰, 程錦繡, 高為順 申請人:江蘇箭鹿毛紡股份有限公司