專利名稱：凝固法聚氨酯微多孔防水透濕薄膜及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種凝固法聚氨酯微多孔防水透濕薄膜及其制備方法。
背景技術：
近年來，隨著登山、滑雪、航海等戶外運動的蓬勃開展，以及一些強力部門(如軍隊、警察等)對服裝面料的特殊需要，而發展出多種功能性防水透濕薄膜，應用于紡織品的復合，生產具有防水透濕功能的服裝面料，應用于功能性服裝。其中有代表性的產品有①TPU防水透濕薄膜TPU防水透濕薄膜是一種均質無孔的薄膜，它采用具有親水基團的聚氨酯彈性體TPU為主材料，利用流涎或吹塑工藝加工。該薄膜耐水壓高(通常> 10000mmH20, IS0811)，透濕高，價格低廉。但其熔點低(120°C左右)，濕阻抗大，低溫性能不好，復合后的潑水加工性不好。②共聚多醚多酯薄膜這種薄膜也是一種均質無孔薄膜，系基于聚環氧乙烷和對苯二甲酸丁二酯的熔化擠出共聚薄膜。通過聚酯的變性處理引入聚醚基團，賦予薄膜親水性及控制膨潤性。該薄膜耐水壓高(通常> 10000mmH20，IS0811)，透濕高。但其價格高， 由于無孔，濕阻抗偏大，不透氣。③PTFE薄膜這種薄膜是一種微孔直徑0. 14μπι左右，使聚四氟乙烯經雙向拉伸工藝而形成的功能薄膜。該薄膜耐水壓高，透濕性高，有透氣性，產品適應溫度范圍廣。但其價格高，并且長期穿著及水洗后，由于油污及表面活性劑作用，水壓下降快，反而失去防水性。由于PTFE難于分解，關于它的環保問題一直有爭論，歐盟禁止其在衣服上使用。
發明內容
為了克服上述缺陷，本發明提供了一種凝固法聚氨酯微多孔防水透濕薄膜及其制備方法，該薄膜不僅耐高水壓、高透濕、透氣性好，而且成本低，其材料也易于降解，更加環保。本發明為了解決其技術問題所采用的技術方案是一種凝固法聚氨酯微多孔防水透濕薄膜的制備方法，其包括以下步驟①分別配制濕式涂層工作液和干式直接涂層工作液，其中，所述濕式涂層工作液包括下列質量份數的組分聚醚型聚氨酯樹脂100;流平劑0.5-2;防粘劑0.5-2;架橋劑0.5-8;二甲基甲酰胺20-50 ；色漿3_15；所述干式直接涂層工作液包括下列質量份數的組分防水透濕聚氨酯樹脂100
色漿3-15;甲苯(TOL) 10-40 ；甲基乙基酮(MEK) 10-40 ；其中，所述聚醚型聚氨酯樹脂的100%模量為60-120kg/cm2 ；所述防水透濕聚氨酯樹脂的100%模量為30-80kg/cm2 ；②將濕式涂層工作液涂布于轉移載體上，并在質量濃度為16-22%的二甲基甲酰胺(簡稱DMF)水溶液中凝固成膜，然后水洗，干燥成卷，即得到聚氨酯微多孔薄膜層；③將干式直接涂層工作液涂布于上述聚氨酯微多孔薄膜上，并干燥，形成保護層；④將上述聚氨酯微多孔薄膜層和保護層一起從所述轉移載體上分離出來，即形成聚氨酯微多孔防水透濕薄膜。作為本發明的進一步改進，所述濕式涂層工作液的粘度為3500-4500cps/25°C，所述干式直接涂層工作液的粘度為1000-1500cpS/25°C。作為本發明的進一步改進，所述步驟②中濕式涂層工作液的涂布厚度為 0. 10-0. 30mm，涂布量為 80_240g/m2。作為本發明的進一步改進，所述步驟②中濕式涂層工作液的凝固條件為25°C下凝固 8-15min。作為本發明的進一步改進，所述步驟②濕式涂層工作液的水洗條件為在60-80°C 的溫度下，每5min擠壓一次，擠壓3-20次。作為本發明的進一步改進，所述步驟②濕式涂層工作液的干燥條件為在 100-150°C 下干燥 10-20min。作為本發明的進一步改進，所述步驟③中干式直接涂層工作液的涂布量為 40-50g/m2。作為本發明的進一步改進，所述步驟③中干式直接涂層工作液的干燥條件為分別在100°c、120°c、14(rc的條件下干燥3-5min。作為本發明的進一步改進，所述轉移載體為PET薄膜。另外，本發明還提供一種凝聚法聚氨酯微多孔防水透濕薄膜，所述薄膜為兩層結構，一層為聚氨酯微多孔層，另一層為保護層。本發明首先使用一種全DMF體系的聚醚型PU漿料，依一定配方形成待涂布工作液，將其涂布于PET薄膜之上，進入濃度為16-22 %之間的DMF水溶液中，此時水從涂層膜表面將DMF稀釋或萃取，當水和DMF在膜面進行雙向擴散時，聚氨酯由在DMF中的溶解狀態轉變為PU-DMF-H2O的凝膠狀態，而從DMF溶液中分離出來，原來的溶液由單相(澄清)變為雙相(渾濁)，發生了相分離。雙向擴散繼續進行，在凝膠相中，產生了固體PU的沉淀，固體 PU的脫液收縮，使涂層膜中產生了充滿DMF水溶液的微孔，孔壁是固體聚氨酯，在以后的水洗、烘干過程中，除去DMF水溶液，即留下無DMF水溶液的微孔。此時聚氨酯微多孔形成，透濕性也相應建立起來，但防水性尚不穩定。為此，需要在這種PU微多孔層上再直接涂布一層具有防水透濕功能的PU樹脂，形成PU保護層。從而形成本發明所指的一種濕式凝固法聚氨酯微多孔防水透濕薄膜，也可見本發明所指的薄膜是雙層結構(見附圖1)。本發明的有益效果是
①高水壓，高透濕，有透氣性。耐水壓(IS0811) > 5000mmH20 ；透濕量(JIS L1099A1) > 5000g/m2. 24hr ；透氣性(ASTM D737)0. 5cm3/cm2· sec。滿足大多數應用場合。②具有微多孔結構，濕阻抗小。③成本低于PTFE薄膜，各項指標低于PTFE薄膜，但也可滿足原PTFE薄膜部分市場需要。④具有不膨潤性，薄膜表面強度好。⑤與紡織品復合后剝離強度高于紡織品與PTFE薄膜的復合。 ⑥本發明所指的薄膜使用聚氨酯材料，分子結構單純(碳C，氫H，氧0，氮N)，焚化爐燃燒時無空氣污染問題，材料于土壤掩埋時受濕度及微生物作用，3-5年自然分解。
圖1為本發明結構示意圖；圖2為本發明所述薄膜的一側復合紡織面料的結構示意圖；圖3為本發明所述薄膜的兩側復合紡織面料的結構示意圖。
具體實施例方式一種凝固法聚氨酯微多孔防水透濕薄膜的制備方法，其包括以下步驟①分別配制濕式涂層工作液和干式直接涂層工作液，其中，所述濕式涂層工作液和干式直接涂層工作液分別包括如表一所示的質量份數的組分；所述干式直接涂層工作液包括下列質量份數的組分；其中，所述聚醚型聚氨酯樹脂的100%模量為60-120kg/cm2 ；所述防水透濕聚氨酯樹脂的100%模量為30-80kg/cm2 ；②將濕式涂層工作液涂布于轉移載體上，并在質量濃度為16-22%的二甲基甲酰胺(簡稱DMF)水溶液中凝固成膜，然后水洗，干燥成卷，即得到聚氨酯微多孔薄膜層；③將干式直接涂層工作液涂布于上述聚氨酯微多孔薄膜上，并干燥，形成保護層；④將上述聚氨酯微多孔薄膜層和保護層一起從所述轉移載體上分離出來，即形成聚氨酯微多孔防水透濕薄膜。所述濕式涂層工作液的粘度為3500-4500cps/25°C，所述干式直接涂層工作液的粘度為 1000-1500cps/25°C。所述步驟②中濕式涂層工作液的涂布厚度為0. 10-0. 30mm,涂布量為80_240g/
2
m ο所述步驟②中濕式涂層工作液的凝固條件為25°C下凝固8-15min。所述步驟②濕式涂層工作液的水洗條件為在60_80°C的溫度下，每5min擠壓一次，擠壓3-20次。所述步驟②濕式涂層工作液的干燥條件為在100-150°C下干燥10-20min。所述步驟③中干式直接涂層工作液的涂布量為40_50g/m2。所述步驟③中干式直接涂層工作液的干燥條件為分別在100°c、120°c、14(rc的條件下干燥3-5min。
所述轉移載體為PET薄膜。一種由上述的凝固法制備的聚氨酯微多孔防水透濕薄膜，該薄膜為兩層結構，一層為聚氨酯微多孔層1，另一層為保護層2，見圖1 ；此外，該薄膜一側可以再復合上一層紡織面料3，形成聚氨酯紡織復合面料，見附圖2 ；還可以在該薄膜的兩側面分別復合一層紡織面料3，形成另一種聚氨酯紡織復合面料，見附圖3。表1 實施例①-⑦中濕式涂層工作液和干式直接涂層工作液的組分及其質量份
數
權利要求
1.一種凝固法聚氨酯微多孔防水透濕薄膜的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟①分別配制濕式涂層工作液和干式直接涂層工作液，其中，所述濕式涂層工作液包括下列質量份數的組分聚醚型聚氨酯樹脂100 ； 流平劑0. 5-2 ； 防粘劑0. 5-2 ； 架橋劑0. 5-8 ； 二甲基甲酰胺20-50 ； 色漿3_15 ；所述干式直接涂層工作液包括下列質量份數的組分防水透濕聚氨酯樹脂100色漿3_15 ；甲苯(TOL) 10-40 ；甲基乙基酮(MEK) 10-40 ；其中，所述聚醚型聚氨酯樹脂的100%模量為60-120kg/cm2 ； 所述防水透濕聚氨酯樹脂的100%模量為30-80kg/cm2 ；②將濕式涂層工作液涂布于轉移載體上，并在質量濃度為16-22%的二甲基甲酰胺 (簡稱DMF)水溶液中凝固成膜，然后水洗，干燥成卷，即得到聚氨酯微多孔薄膜層；③將干式直接涂層工作液涂布于上述聚氨酯微多孔薄膜上，并干燥，形成保護層；④將上述聚氨酯微多孔薄膜層和保護層一起從所述轉移載體上分離出來，即形成聚氨酯微多孔防水透濕薄膜。
2.根據權利要求1所述的凝固法聚氨酯微多孔防水透濕薄膜的制備方法，其特征在于所述濕式涂層工作液的粘度為3500-4500cps/25°C，所述干式直接涂層工作液的粘度為 1000-1500cps/25°C。
3.根據權利要求1所述的凝固法聚氨酯微多孔防水透濕薄膜的制備方法，其特征在于所述步驟②中濕式涂層工作液的涂布厚度為0. 10-0. 30mm，涂布量為80_240g/m2。
4.根據權利要求1所述的凝固法聚氨酯微多孔防水透濕薄膜的制備方法，其特征在于所述步驟②中濕式涂層工作液的凝固條件為25°C下凝固8-15min。
5.根據權利要求1所述的凝固法聚氨酯微多孔防水透濕薄膜的制備方法，其特征在于所述步驟②濕式涂層工作液的水洗條件為在60-80°C的溫度下，每5min擠壓一次，擠壓 3-20 次。
6.根據權利要求1所述的凝固法聚氨酯微多孔防水透濕薄膜的制備方法，其特征在于所述步驟②濕式涂層工作液的干燥條件為在100-150°C下干燥10-20min。
7.根據權利要求1所述的凝固法聚氨酯微多孔防水透濕薄膜的制備方法，其特征在于所述步驟③中干式直接涂層工作液的涂布量為40-50g/m2。
8.根據權利要求1所述的凝固法聚氨酯微多孔防水透濕薄膜的制備方法，其特征在于所述步驟③中干式直接涂層工作液的干燥條件為分別在100°C、12(TC、14(rC的條件下干燥3-5min。
9.根據權利要求1所述的凝固法聚氨酯微多孔防水透濕薄膜的制備方法，其特征在于所述轉移載體為PET薄膜。
10.一種如根據權利要求1至8中任一項所述的凝固法制備的聚氨酯微多孔防水透濕薄膜，其特征在于所述薄膜為兩層結構，一層為聚氨酯微多孔層(1)，另一層為保護層 ⑵。
全文摘要
本發明公開了一種凝固法聚氨酯微多孔防水透濕薄膜及其制備方法，首先配制濕式涂層工作液和干式直接涂層工作液；然后將濕式涂層工作液涂布于轉移載體上，并在質量濃度為16-22％的二甲基甲酰胺(簡稱DMF)水溶液中凝固成膜，然后水洗，干燥成卷，即得到聚氨酯微多孔薄膜層；再將干式直接涂層工作液涂布于上述聚氨酯微多孔薄膜上，并干燥，形成保護層；將上述聚氨酯微多孔薄膜層和保護層一起從所述轉移載體上分離出來，即形成聚氨酯微多孔防水透濕薄膜。所述薄膜為兩層結構，一層為聚氨酯微多孔層，另一層為保護層。該薄膜在結構上具有微多孔的形態，在性能上具有不膨潤、防水、透濕、透氣等性能。
文檔編號C08J9/28GK102174211SQ201110051810
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月4日 優先權日2011年3月4日
發明者夏漢忠 申請人:昆山華富合成皮革有限公司