CN103910969A

CN103910969A - 一种防水透气的聚氨酯薄膜及其制备方法

Info

Publication number: CN103910969A
Application number: CN201410157481.7A
Authority: CN
Inventors: 巫永裕
Original assignee: KING-TEX TECHNOLOGIES (KUNSHAN) Co Ltd
Current assignee: KING-TEX TECHNOLOGIES (KUNSHAN) Co Ltd
Priority date: 2014-04-18
Filing date: 2014-04-18
Publication date: 2014-07-09

Abstract

本发明公开了一种防水透气的聚氨酯薄膜及其制备方法。该聚氨酯薄膜，包含水性聚氨酯树脂，及以水性聚氨酯树脂的质量计，10～30%的丙烯酸酯类单体、0.4～0.6%的流平剂、0.4～0.6%的助剥剂、1～2%的消光粉、0.1～1%的催化剂、2～10%的开口剂、20～60%的溶剂。本发明的防水透气聚氨酯薄膜包含水性聚氨酯树脂、丙烯酸酯类单体、流平剂、助剥剂、消光粉、催化剂、开口剂和溶剂。通过对各原料组分的含量优化，使得聚氨酯薄膜具有良好的防水性、透气性、柔软性、耐磨性、力学性能和触感。

Description

一种防水透气的聚氨酯薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及聚氨酯薄膜的技术领域，尤其涉及一种防水透气聚氨酯薄膜及其制备方法。

背景技术

聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。聚氨酯材料用途非常广，可以代替橡胶、塑料、尼龙等，广泛应用于汽车制造、冰箱制造、鞋类、合成革、织物、、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域。聚氨酯的力学性能具有很大的可调性，其制品具有耐磨、耐温、密封、隔音、加工性能好、可降解等优异性能。水性聚氨酯以水作为分散介质，具有无毒等优点，且能较完整地保留溶剂型聚氨酯的特性，因此成为织物涂层整理的首选材料之一，但水性聚氨酯分子链中含有亲水链节，会影响涂层物的防水性能，且低温时手感偏硬。

近年来聚氨酯薄膜越来越多地应用于成衣和时装的制备，采用透气的聚氨酯薄膜材料制备的服装不仅具有呼吸功能，还能够抗静电；聚氨酯薄膜在运动服装和制品中用制作潜水衣、游泳衣、韵律衣及空气降落衣、充气水床、球内胆、皮划艇、救生圈等面料及内里材料。在室温以上可以具有良好透湿性能。热塑性聚氨醋薄膜具有柔软手感好，强度高，防风透气，绿色环保等突出特点而广泛应用于纺织复合面料，用于运动休闲，特种防护等领域。现有技术的聚氨酯薄膜多为亲水型的薄膜，其防水性较差，表现为遇水膨胀，此外其透气性、耐油性也较差。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提供一种防水透气的聚氨酯薄膜，该聚氨酯薄膜具有良好的防水性、透气性、柔软性、耐磨性、力学性能和更好触感。

一种防水透气聚氨酯薄膜，包含水性聚氨酯树脂，及以水性聚氨酯树脂的质量计，10～30%的丙烯酸酯类单体、0.4～0.6%的流平剂、0.4～0.6%的助剥剂、1～2%的消光粉、0.1～1%的催化剂、2～10%的开口剂、20～60%的溶剂。

优选的，包含水性聚氨酯树脂，以水性聚氨酯树脂的质量计，25%的丙烯酸酯类单体、0.5%的流平剂、0.5%的助剥剂、1.5%的消光粉、0.5%的催化剂、7%的开口剂、50%的溶剂，与余量的去离子水。

优选的，丙烯酸酯类单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丁酯、2-甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯中一种或至少2种的组合物，所述溶剂为丁酮、甲苯、二甲基甲酰胺中一种或至少2种的组合物。

优选的，流平剂为C_1～10烷基改性有机硅氧烷，所述助剥剂为聚醚改性的聚二甲基硅氧烷，所述消光粉OK-412消光粉。

优选的，催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁锡中一种或至少2种的组合物，开口剂为油酸酰胺、二氧化硅AB905、二氧化硅AB702中一种或至少2种的组合物。

以上聚氨酯薄膜的原料组分中，加入的去离子水为分散介质，可以理解的是，“余量”只足以使消光粉充分浸湿或溶解以达到使其充分分散的效果。其具体的量，本领域的技术人员可通过简单的实践得到。

消光粉是降低膜材料的光泽度，使其达到半光或无光的效果。OK-412消光粉是一种白色粉末，以二氧化硅为主要成分，成分高达98%以上，其平均粒径在几微米。它具有易分散、消光性好、增加滑性、悬浮性好的优点。

流平剂是促使胶水在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的膜。C_1～ ₁₀烷基改性聚有机硅氧烷是高分子链中含有烷基的一类含有硅-氧结构单元的聚合物。其中的烷基可提高热稳定性、相容性和不稳泡性，甚至有消泡功能。

助剥剂又称为防粘剂，加入可促使干燥的涂膜易于从涂布基材上被分离。聚醚改性的聚二甲基硅氧烷是采用醚类低聚物与聚二甲基硅氧烷进行缩合反应得到。它既可溶解于油型溶剂，又可溶解于水。它可防粘连，增加耐磨性，增加离型纸得使用次数可明显提高涂层的光泽性、耐候性及鲜艳性，此外能赋予皮革滑爽手感，能有效提高颜料和填料的分散性，改善颜色的均一性；可作为织物涂层的防水加工。

开口剂是以植物油为原料加工而成，与树脂相溶性好，对热、氧、紫外线稳定，具有典型的极性与非极性分子结构，具有抗粘结、爽滑、增滑、流平、防水、防湿、防沉淀、抗污损、抗静电及分散等功效。是一种无毒无腐蚀、性能优异的非离子表面活性剂。

丙烯酸酯是丙烯酸及其同系物的酯类的总称。比较重要的有丙烯酸甲酯、

丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯和2-甲基丙烯酸乙酯。能自聚或和其他单体共聚，是制造胶粘剂、合成树脂、特种橡胶和塑料的单体。其共聚物具有良好的耐油、耐热性、保色性、抗紫外线变色等特性。

本发明另一方面提供一种制备上述防水透气聚氨酯薄膜的方法，该方法得到的防水透气聚氨酯薄膜具有良好的防水性、透气性、柔软性、耐磨性、力学性能和更好触感。

一种制备如上述防水透气聚氨酯薄膜的方法，包括以下步骤：

（1）将水性聚氨酯树脂同以水性聚氨酯树脂的质量计，10～30%的丙烯酸酯类单体、0.4～0.6%的流平剂、0.4～0.6%的助剥剂、0.1～1%的催化剂、2～10%的开口剂、20～60%的溶剂充分混合制成混合树脂，将1～2%的消光粉与去离子水充分混合制成混合液；

（2）将混合液加入混合树脂中，充分混合形成胶水，将胶水置入发泡机中发泡形成泡沫；

（3）将泡沫涂布于涂布基材上后，对涂布基材进行干燥，得到防水透气聚氨酯薄膜。

优选的，步骤（2）所述混合液先后按照30%、30%和40%的加入量分三次加入至混合树脂中，所述发泡的发泡比为4～6，流量为7～12g/s。

优选的，步骤（1）和步骤（2）中混合过程均在50～80℃水浴中进行。

优选的，步骤（3）中涂布的涂布量为100～200g/m²，涂布基材为离型纸，干燥过程为将涂布基材置入80～140℃的烘箱中并以10～20m/min的速度通过烘箱。

优选的，步骤（3）之后，还包括步骤（4）利用中心卷取机将防水透气聚氨酯薄膜与离型纸分离，卷取成卷。

本发明的防水透气聚氨酯薄膜中包含水性聚氨酯树脂、丙烯酸酯类单体、流平剂、助剥剂、消光粉、催化剂、开口剂和溶剂。通过对各原料组分的含量优化，使得聚氨酯薄膜具有良好的防水透气、柔软型、耐磨、力学性能和更好触感。

具体实施方式

下面分别结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

以下实施中所涉及各化工原料均为市售。

实施例1：本实施例防水透气聚氨酯薄膜包含水性聚氨酯树脂，及以水性聚氨酯树脂质量计的如下组分：

该防水透气聚氨酯薄膜采用以下方法制得：

在70℃水浴条件下，将水性聚氨酯树脂（DL-1537，德国拜耳公司生产）连同丙烯酸酯类单体、丙烯酸酯类单体、流平剂、助剥剂、催化剂、开口剂、溶剂在转速为1000rpm的搅拌机搅拌下充分混合制成混合树脂，消光粉与去离子水在转速为1500rpm的搅拌机搅拌下充分混合制成混合液，混合液先后按照30%、30%和40%的加入量分三次加入至混合树脂中并在转速为300rpm的搅拌机中继续搅拌得到胶水。接着，胶水置入发泡机中，依照4～6的发泡比及7～12g/s的流量进行发泡若干时间得到水性聚氨酯泡沫。然后，将水性聚氨酯泡沫按照150g/m²涂布量涂布于离型纸上，以10～20m/min的速度通过110℃的烘箱干燥，得到防水透气聚氨酯薄膜。最后，利用中心卷取机将防水透气聚氨酯薄膜从离型纸分离并得到最终产品。

实施例2：本实施例防水透气聚氨酯薄膜包含水性聚氨酯树脂，及以水性聚氨酯树脂质量计的如下组分：

该防水透气聚氨酯薄膜采用以下方法制得：

实施例3：本实施例防水透气聚氨酯薄膜包含水性聚氨酯树脂，及以水性聚氨酯树脂质量计的如下组分：

该防水透气聚氨酯薄膜采用以下方法制得：

实施例4：本实施例防水透气聚氨酯薄膜包含水性聚氨酯树脂，及以水性聚氨酯树脂质量计的如下组分：

该防水透气聚氨酯薄膜采用以下方法制得：

将实施例1～4得到的防水透气聚氨酯薄膜和市售的聚氨酯薄膜进行以下测试：按照ASTM D737标准对透气性（以透湿量为指标）进行测试；按照JIS L1099B标准对防水性（以耐静水压为指标）；纵向抗拉强度及横向抗拉强度按照GB/T4757-1997进行测试；附着力根据GB/9286测试；耐磨性根据EN530（砂纸规格GRIT100）测试5000转。

测试结果如下表：

由上表可以看出，实施例1～4的聚氨酯薄膜与市售的聚氨酯薄膜相比具有更好的防水透气性、力学性能、附着力和耐磨性。

同时，制备的防水透气薄膜相对市售亲水型薄膜相比具有遇水不膨润、更柔软、触感更好且对人体无毒无害，符合环保概念等优点。

应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求保护的本发明的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。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

1.一种防水透气聚氨酯薄膜，其特征在于，包含水性聚氨酯树脂，及以水性聚氨酯树脂的质量计，10～30%的丙烯酸酯类单体、0.4～0.6%的流平剂、0.4～0.6%的助剥剂、1～2%的消光粉、0.1～1%的催化剂、2～10%的开口剂、20～60%的溶剂。

2.根据权利要求1所述的防水透气聚氨酯薄膜，其特征在于，以水性聚氨酯树脂的质量计，25%的丙烯酸酯类单体、0.5%的流平剂、0.5%的助剥剂、1.5%的消光粉、0.5%的催化剂、7%的开口剂、50%的溶剂与余量的去离子水。

3.根据权利要求1所述的防水透气聚氨酯薄膜，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丁酯、2-甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯中一种或至少2种的组合物，所述溶剂为丁酮、甲苯、二甲基甲酰胺中一种或至少2种的组合物。

4.根据权利要求1所述的防水透气聚氨酯薄膜，其特征在于，所述流平剂为C_1～10烷基改性有机硅氧烷，所述助剥剂为聚醚改性的聚二甲基硅氧烷，所述消光粉OK-412消光粉。

5.根据权利要求1所述的防水透气聚氨酯薄膜，其特征在于，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁锡中一种或至少2种的组合物，开口剂为油酸酰胺、二氧化硅AB905、二氧化硅AB702中一种或至少2种的组合物。

6.一种制备如权利要求1所述防水透气聚氨酯薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述混合液先后按照30%、30%和40%的加入量分三次加入至混合树脂中，所述发泡的发泡比为4～6，流量为7～12g/s。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（2）中混合过程均在50～80℃水浴中进行。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述涂布的涂布量为100～200g/m²，涂布基材为离型纸，所述干燥过程为将涂布基材置入80～140℃的烘箱中并以10～20m/min的速度通过烘箱。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤（3）之后，还包括步骤（4）利用中心卷取机将防水透气聚氨酯薄膜与离型纸分离，卷取成卷。