CN111231193A - 一种水性微多孔防水透湿膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性微多孔防水透湿膜的制备方法，包括以下步骤：S1.备料，按以下重量份原料按比例称取：水性聚氨酯乳液100份，甲苯5～8份，氨水10～20份，防水剂2～3份，水65～70份；S2.混合，将步骤S1称取的原料混合，得到胶状的混合料；S3.涂覆，将混合料均匀涂覆于离型纸上；混合料涂覆后未凝固状态进入步骤S4；S4.烘干，将涂覆有混合料的离型纸送入烘箱中烘干，烘箱内设置至少三级温度，第一级温度为78℃～80℃，第二级温度为100℃～120℃，第三级温度为150℃～160℃；S5.剥离，烘干后将离型纸剥离即得到水性微多孔防水透湿膜。采用本发明制得的膜成品具有透湿性及防水滴的功能，膜面滴水不澎润，同时微多孔防水透湿膜具有优异的弹性。

Description

一种水性微多孔防水透湿膜的制备方法
技术领域
本发明涉及纺织领域，具体涉及一种水性微多孔防水透湿膜的制备方法。
背景技术
微多孔透湿膜是一种区别于亲水干法透湿涂层的特殊防水透湿膜，它的特殊性表现在：它是依靠成膜时形成大量的微孔，这些孔隙小于10um能阻止小水珠(平均直径100um)渗入而获得耐水压，却允许水蒸气(平均直径0.0004um)自由通过，从而获得透湿性，微多孔真正解决了人体运动量大时的散热，透气性能，兼具防水性能。采用微多孔透湿膜制成的织物遇水不膨胀，更具耐水洗性，同时又确保更高的透湿透气性能，使人的身体长久保持绝对干爽和舒适。
纺织物上常用PTFE膜-聚四氟乙烯膜(简称PTFE膜)具有抗酸碱、抗各种有机溶剂的特点，且几乎不溶于所有的有机溶剂。PTFE膜具有较好的微多孔成孔效应，可以实现较好的防水透湿效果，但是却有无法分解，无法回收的环保问题，而且层于层容易剥离，没有弹性，价格比较昂贵。博韦尔PU微多孔膜会渗油(不适合直接接触皮肤)，不能应用于春夏类产品穿着。
文献号为CN104479337A的发明申请公开了一种防水透气透湿微多孔薄膜的制备工艺，采用的薄膜涂覆液中含有聚氨酯树脂及DMF,将涂覆液均匀涂布在载体上，待涂覆液凝固，然后水洗，烘干定型，其微多孔形成的原理是通过溶剂DMF挥发形成孔洞。文献号为CN110183717A的发明申请公开了一种湿法微多孔膜的生产工艺，其采用的溶剂也是DMF，将混合溶液涂覆于离型纸上，浸渍于DMF溶液中，再干燥形成膜胚，然后再置于带DMF的置换槽处理后烘干，基原理同样是通过溶剂DMF挥发形成孔洞。
DMF为富马酸二甲酯，又名：(E)2-丁烯二酸二甲酯，是一种稳定、极易挥发且无味的化合物，这种化学物质属于生物杀虫剂，但不在(EC)No 1451/2007标准由欧盟授权的杀虫剂清单之列，人体接触、吸入或摄取后会对皮肤、眼睛、黏膜和上呼吸道产生刺激甚至伤害，故大部分环保法规都对其存在含量做了限定，因此上述两种生产工艺，通过DMF形成孔洞的过程中，有部分DMF残留在孔洞中从而存在于制备得到的薄膜内，不符合当下产品部分消费市场的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水性微多孔防水透湿膜的制备方法，以更加环保的方法制备得到透湿气及弹性优异的薄膜。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种水性微多孔防水透湿膜的制备方法，包括以下步骤：
S1.备料，按以下重量份原料按比例称取：水性聚氨酯乳液100份，甲苯5～8份，氨水10～20份，防水剂2～3份，水65～70份。
S2.混合，将步骤S1称取的原料混合，在800RPM～1500RPM转速下搅拌，充分混合乳化，搅拌，得到胶状的混合料。
S3.涂覆，将混合料均匀涂覆于离型纸上；混合料涂覆后未凝固状态进入步骤S4。
S4.烘干，将涂覆有混合料的离型纸送入烘箱中烘干，烘箱内设置至少三级温度，第一级温度为78℃～80℃，第二级温度为100℃～120℃，第三级温度为150℃～160℃，将涂覆有混合料的离型纸从烘箱入口依次经过由低到高的温度烘干。
S5.剥离，烘干后将离型纸剥离即得到水性微多孔防水透湿膜。
进一步地，步骤S1中还包括以下重量份原料：丙烯酸15～20份。
优选地，步骤S3中控制涂布量为150g/m2～320g/m2，涂布的速度为10m/分～20m/分，步骤S4中在烘箱中移动的速度为10m/分～20m/分。
一实施例中，步骤S3中控制涂布量为150g/m2～180g/m2,涂布的速度为18m/分～20m/分，步骤S4烘干配套四节，温度由低到高，分别是80℃，120℃，150℃，160℃。
一实施例中，步骤S3中控制涂布量为300g/m2～320g/m2,涂布的速度为10m/分～12m/分，步骤S4烘干配套五节，温度由低到高，分别是80℃，90℃，110℃，150℃，160℃。
优选地，步骤S3中离型纸采用水油两面型的离型纸，将混合料均匀涂覆于离型纸的油性面。
优选地，步骤S2中原料混合搅拌后进行真空脱泡处理，得到脱泡后的胶状的混合料。
优选地，步骤S2中搅拌的转速为1000RPM。
进一步地，所述的防水剂选用阳离子性防水剂。
由于采用了上述生产工艺，本发明具有如下有益效果：
1、本发明采用至少三级的烘干温度，其中第一级温度78℃～80℃，混合料中的甲苯挥发，形成部分孔洞，到达第二级温度100℃～120℃，水挥发，形成部分孔洞，到达第三级温度150℃～160℃，水性聚氨酯乳液中的溶剂挥发，形成部分孔洞，通过三级的烘干，混合料逐步凝固并挥发形成微孔，微孔的孔隙均匀，成孔致密，通过烘干后形成坚韧的薄膜。
2、本发明制备的透湿膜中不含DMF，采用环保原料制成，符合当下产品消费市场的需求。
3、采用本发明的制备方法制得的水性微多孔防水透湿膜孔隙小于10μm,具有透湿性及防水滴的功能，膜面滴水不澎润，用于织物中，可以避免织物遇水变形影响外观。同时微多孔防水透湿膜具有优异的弹性及热封粘合度，弹性伸长率可以达到20％，适合与氨纶弹力织物复合使用，热封粘合强力可以达到1公斤以上，用于织物中不用担心织物水洗后层间剥离问题。
4、原料中加入丙烯酸，可调整制得的透湿膜的手感，提升成品的滑爽度及抗粘连性。
附图说明
图1为实施例一制得的水性微多孔防水透湿膜的局部横截面电镜示意图。
图2为实施例二制得的水性微多孔防水透湿膜的表面电镜图。
图3为图2的局部横截面示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述。
本发明公开了一种水性微多孔防水透湿膜的制备方法，包括以下步骤：
S1.备料，将以下重量份原料按比例称取：水性聚氨酯乳液100份，甲苯5～8份，氨水10～20份，防水剂2～3份，水65～70份，还可以包括丙烯酸15～20份。防水剂选用阳离子性防水剂，如江苏瑞洋安泰品号B-NH的防水剂，低温碳六碳八系防水剂等。表1为几种原料选用实施例：
表1水性微多孔防水透湿膜的原料选用(单位：重量份)
Figure BDA0002365068340000031
S2.混合，将步骤S1称取的原料混合，在800RPM～1500RPM转速下搅拌，充分混合乳化，搅拌，进行真空脱泡处理，得到脱泡后的胶状的混合料。
S3.涂覆，将混合料均匀涂覆于离型纸上，离型纸采用水油两面型的离型纸，将混合料均匀涂覆于离型纸的油性面。控制涂布量为150g/m2～320g/m2，涂布的速度为10m/分～20m/分。混合料涂覆后未凝固状态进入步骤S4。
涂布量与制得的成品膜厚及耐水压性能、透湿性能的关系如表2所示，根据所需的产品性能选择不同的涂布量。
表2涂布量与制得的成品膜厚及耐水压性能、透湿性能的关系
涂布量(g/m<sup>2</sup>) 150～180 200～220 300～320
膜厚(μm) 12～15 18～25 25～30
耐水压(mmH<sub>2</sub>O) 700～1000 1500～3000 8000～10000
透湿性(g/m<sup>2</sup>.day) 8000～12000 5000～7000 3000～4000
S4.烘干，将涂覆有混合料的离型纸送入烘箱中烘干，烘箱内设置至少三级温度，第一级温度为78℃～80℃，第二级温度为100℃～120℃，第三级温度为150℃～160℃，将涂覆有混合料的离型纸从烘箱入口依次经过由低到高的温度烘干。在烘箱中移动的速度为10m/分～20m/分。涂覆与烘干可以采用同一个传输机，离型纸涂覆后直接进入烘箱。
S5.剥离，烘干后将离型纸剥离即得到水性微多孔防水透湿膜。
根据消费者实际的不同消费场景，通过调整本发明各步骤的工艺参数，以获得不同需求(膜厚、耐水压、透湿性等性能)的产品，以下通过两组实施例做进一步的说明。
实施例一
本实施例制得的水性微多孔防水透湿膜的微孔孔径较大，透湿度较高，耐水压较底，适用于通鞋类、风衣类的服装面料。
具体制备过程如下详述。
S1.备料，按照表1中实施例一的原料成分及比例进行配料。
S2.混合，将原料混合，在1000RPM转速下搅拌，充分混合乳化，搅拌，进行真空脱泡处理，得到脱泡后的胶状的混合料。
S3.涂覆，将混合料均匀涂覆于离型纸上，控制涂布量为150g/m2～180g/m2，涂布的速度为18m/分～20m/分。混合料涂覆后未凝固状态进入步骤S4。
S4.烘干，将涂覆有混合料的离型纸送入烘箱中烘干，烘箱内设置四级温度，第一级温度为80℃，第二级温度为120℃，第三级温度为150℃，第四级温度为160℃，将涂覆有混合料的离型纸从烘箱入口依次经过由低到高的温度烘干。
S5.剥离，烘干后将离型纸剥离即得到水性微多孔防水透湿膜。
将本实施例制得的成品放在电子显微镜下观看，得到图1，本实施例制得的水性微多孔防水透湿膜的微孔的孔径在4μm～7μm的范围。
实施例二
本实施例制得的水性微多孔防水透湿膜的微孔孔径较小，透湿度较低，耐水压较高，适用于冲锋衣，滑雪服类的服装面料。
具体制备过程如下详述。
S1.备料，按照表1中实施例二的原料成分及比例进行配料。
S2.混合，将原料混合，在1000RPM转速下搅拌，充分混合乳化，搅拌，进行真空脱泡处理，得到脱泡后的胶状的混合料。
S3.涂覆，将混合料均匀涂覆于离型纸上，控制涂布量为300g/m2～320g/m2，涂布的速度为10m/分～12m/分。混合料涂覆后未凝固状态进入步骤S4。
S4.烘干，将涂覆有混合料的离型纸送入烘箱中烘干，烘箱内设置五级温度，第一级温度为80℃，第二级温度为90℃，第三级温度为110℃，第四级温度为150℃，第五级温度为160℃，将涂覆有混合料的离型纸从烘箱入口依次经过由低到高的温度烘干。
S5.剥离，烘干后将离型纸剥离即得到水性微多孔防水透湿膜。
将本实施例制得的成品放在电子显微镜下观看，得到图2及图3，本实施例制得的水性微多孔防水透湿膜的微孔在2.95μm～5μm的范围。
将实施例一和实施例二制得的膜成品进行测试，结果如表3所示：
表3弹性，透湿性及外观测试
Figure BDA0002365068340000051
Figure BDA0002365068340000061
由表3可以看出，本发明方法制备得到的膜成品具有优异的弹性及透湿性，可以和弹性织物很好的组合在一起，实用性好。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水性微多孔防水透湿膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.备料
将以下重量份原料按比例称取：水性聚氨酯乳液 100份，甲苯 5～8份，氨水 10～20份，防水剂 2～3份，水 65～70份；
S2.混合
将步骤S1称取的原料混合，在800RPM～1500RPM转速下搅拌，充分混合乳化，搅拌，得到胶状的混合料；
S3.涂覆
将混合料均匀涂覆于离型纸上；混合料涂覆后未凝固状态进入步骤S4；
S4.烘干
将涂覆有混合料的离型纸送入烘箱中烘干，烘箱内设置至少三级温度，第一级温度为78℃～80℃，第二级温度为100℃～120℃，第三级温度为150℃～160℃，将涂覆有混合料的离型纸从烘箱入口依次经过由低到高的温度烘干；
S5.剥离
烘干后将离型纸剥离即得到水性微多孔防水透湿膜。
2.如权利要求1所述的水性微多孔防水透湿膜的制备方法，其特征在于：步骤S1中还包括以下重量份原料：丙烯酸 15～20份。
3.如权利要求1所述的水性微多孔防水透湿膜的制备方法，其特征在于：步骤S3中控制涂布量为150g/m2～320g/m2，涂布的速度为10m/分～20m/分，步骤S4中在烘箱中移动的速度为10m/分～20m/分。
4.如权利要求3所述的水性微多孔防水透湿膜的制备方法，其特征在于：步骤S3中控制涂布量为150g/m2～180g/m2,涂布的速度为18m/分～20m/分，步骤S4烘干配套四节，温度由低到高，分别是80℃，120℃，150℃，160℃。
5.如权利要求3所述的水性微多孔防水透湿膜的制备方法，其特征在于：步骤S3中控制涂布量为300g/m2～320g/m2,涂布的速度为10m/分～12m/分，步骤S4烘干配套五节，温度由低到高，分别是80℃，90℃，110℃，150℃，160℃。
6.如权利要求1所述的水性微多孔防水透湿膜的制备方法，其特征在于：步骤S3中离型纸采用水油两面型的离型纸，将混合料均匀涂覆于离型纸的油性面。
7.如权利要求1所述的水性微多孔防水透湿膜的制备方法，其特征在于：步骤S2中原料混合搅拌后进行真空脱泡处理，得到脱泡后的胶状的混合料。
8.如权利要求1所述的水性微多孔防水透湿膜的制备方法，其特征在于：步骤S2中搅拌的转速为1000RPM。
9.如权利要求1所述的水性微多孔防水透湿膜的制备方法，其特征在于：所述的防水剂选用阳离子性防水剂。
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