聚氨酯/絲肽/納米SiO₂複合塗層織物的製備方法

2023-07-13 01:53:56

專利名稱：：聚氨酯/絲肽/納米SiO2複合塗層織物的製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種織物的製備方法，尤其涉及一種聚氨酯/絲肽/納米Si02複合塗層織物的製備方法。
背景技術：
：現有市場化的防水透溼織物主要有高密織物、層壓織物、塗層織物三類，其中聚氨酯塗層織物因加工方便、價格實惠、手感柔軟、易於實現功能化等優點而成為防水透溼面料市場的主流產品，廣泛用於運動服、羽絨服、滑雪服、帳篷和睡袋等多項服裝及體育用品上。由於聚氨酯塗層織物也存在著吸溼透氣量低、舒適性差等缺點，提高聚氨酯塗層織物的吸溼透汽性一直是該類產品開發的重點。目前研究的防水透溼型聚氨酯塗層織物主要有兩種形式一種是微孔型，該類產品使用富含微孔的聚氨酯塗層膜，膜微孔的直徑很小，只有0.5—20pm，能透過水蒸汽，卻不能透過水滴(直徑約為100-300pm)。專利US5,650,225公開了一種採用相分離法製備微孔型聚氨酯膜的方法；專利CN1554822A提出了一種用溼法塗層工藝製備微孔型聚氨酯膜及塗層織物的方法；專利CN1940174A介紹了一種採用混合溶劑(包含水、極性與非極性有機溶劑、其它助劑等)，並通過控制乾燥及定型工藝參數而製備微孔型聚氨酯塗層織物的方法；專利CN101381962A介紹了在聚氨酯分子鏈上嵌入親水性多元醇鏈段(含聚乙二醇、聚四氫呋喃二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇三種組分)，採用溼法凝固浴塗層工藝，製備微孔型高透溼人造革的方法，且產品透溼率隨環境溫度的升高而增加。另一種是親水性非微孔型，該類產品的防水性來自薄膜的連續性和較小的膜表面張力，而透溼性則由聚合物中含親水基團的分子鏈段所賦予，水分子沿著密集的分子鏈間隙向外遷移，並通過親水性基團的吸附和解吸向外傳遞。如專利US5,908，690以及US4,367,327介紹了以聚乙二醇為軟鏈段的防水透汽型聚氨酯非孔膜的製備及應用；專利CN101381448A以及CN101424045A介紹了在聚氨酯中嵌段較高分子量的聚酯或聚醚多元醇，製備兼顧高透溼性及耐水壓性的聚氨酯基材料及其塗層織物的方法；CN101333282A介紹了在聚氨酯中嵌段親水性聚醚多元醇和脂肪族聚酯多元醇，製備熱塑性防水透溼聚氨酯材料、薄膜及相應織物的方法，該防水透溼性薄膜由90—99wtQ/。的聚氨酯及l一10wtQ/。的聚乙烯組成。微孔型聚氨酯膜及塗層織物存在加工工藝複雜，溶劑價格貴，容易造成環境汙染，且微孔形成後比表面積增大，易吸附塵埃或其它雜質而玷汙，並造成微孔堵塞，透氣性下降等缺點；而採用親水基團嵌段聚氨酯非微孔膜的雖透氣性良好，但存在合成工藝複雜，表面黏附性大等缺點。近年來，陸續有專利提出採用超細粉體改性聚氨酯材料，製備防水透溼型聚氨酯膜及塗層織物的方法，如CN101096450A、CN101481579A、CN101481580A、CN101135115A和CN101270196A等公開了在基體中添加改性纖維素微粉或其它天然植物粉以及改性羊毛、蠶絲、羽絨等天然蛋白質粉體來提高聚氨酯膜及塗層織物透溼性的方法。但是這些粉體材料存在與基體的相容性差、均勻分散困難、易發生團聚等問題，塗層時易黏附刮刀及其它部件，加工困難。對粉體材料進行有機化改性可在一定程度上彌補這些缺陷，但是在粉體含量較高時，材料的力學性能仍然較差。絲肽是蠶絲絲素蛋白經水解後的產物，分子量一般在500—2,000g/mo1之間，水溶性良好，絲肽中含有大量的18種人體所需的胺基酸活性成分，具有天然保溼和滋養皮膚、活化細胞、抗過敏以及消除皮膚黑色素等護膚美膚的功效，廣泛用於生物技術、醫藥、精細化工等諸多領域。紡織品經絲肽蛋白整理劑改性處理後，貼身穿著吸溼快幹、柔軟滑爽、觸感舒適，並具有保健護膚等功效，但是單純採用絲肽蛋白整理織物，其耐久性較差。
發明內容本發明的目的是提供一種聚氨酯/絲肽/納米Si02複合塗層織物的製備方法。該方法不僅能使織物具有防水透溼的功能，而且製備過程簡單易行。本發明所述的聚氨酯/絲肽/納米Si02複合塗層織物的製備方法，包括如下步驟(1)基布超潑水定型常溫浸軋拒水拒油整理液，帶液率50—60%，140一16(TC烘燥及定型。(2)軋光二次軋光，溫度160士5。C，速度20士lm/min，壓力70kg/cm。(3)塗底膠塗膠後烘焙，上膠量14一20g/m2(基布幹增重)，上膠速度25±lm/min，烘焙溫度90—140°C。(4)塗面膠塗膠後烘焙，上膠量6—10g/m2(基布幹增重)，上膠速度20±lm/min,烘焙溫度90—140°C。經步驟(1)處理後的織物拒水拒油性應在4級以上，如使用納米雙疏整理劑，整理液濃度為50g/L。其中步驟(3)中的底膠配方，按重量計為60份聚酯二元醇(含固量45%)、40份二異氰酸酯(含固量45%)、37—64份絲肽/Si02納米複合溶膠、4份架橋劑、1份催化劑。需要加丁酮(MEK)以調整膠料粘度在24000—26000mPa-s之間。所用聚酯二元醇、二異氰酸酯、架橋劑和催化劑如高鼎精細化工(崑山)有限公司生產的系列配套產品，牌號分別NC-5000C、NC-5005F、CA-805M和AC掘。其中步驟(4)中的面膠配方，按重量計為100份聚氨酯樹脂(含固量30°/。)、25—43份絲肽/Si02納米複合溶膠。需要加二甲基甲醯氨(DMF)若干份，調整膠料粘度在8000—10000mPa's之間。絲肽/Si02納米複合溶膠的製備方法如下(1)將絲肽粉溶於水，製成絲肽水溶液。5(2)將正矽酸乙酯(TEOS)溶於乙醇。(3)將上述兩種溶液混合攪拌，並滴加酸，pH值控制在3—4，繼續攪拌陳化，得絲肽/Si02納米複合溶膠。(4)加少量水，調整絲肽的濃度為30%，後攪拌混合均勻。攪拌速度為800—1100轉/分鐘，陳化時間為1.5—2小時。優選的，絲肽水溶液濃度為30wt%;絲肽與TEOS的質量比為16:7;TEOS與乙醇的質量比為1:1。絲肽分子量在500—2,000g/mol之間。採用以上技術方案，本發明聚氨酯/絲肽/納米Si02複合塗層膠中含天然蠶絲蛋白透溼保溼因子和Si02納米粒子，塗覆基布後即具有防水透溼作用。經檢測，這種防水透溼織物透溼量比同類產品增加800—1200g/n^24h左右，耐水壓在2000mmH2O以上。織物手感細緻柔軟、觸感舒適、絲質感強、親膚性好且具有天然保溼和滋養皮膚、活化細胞、抗過敏、抗紫外以及消除皮膚黑色素等護膚保健的功效。本發明實現的有益效果本發明聚氨酯/絲肽/納米Si02複合塗層織物的製備方法，製備過程簡單易行，適用面廣。製得織物能顯著提高塗層織物的透溼性，而防水性及物理機械性能與同類織物相當。本發明所使用的絲肽/Si02納米複合溶膠以水為溶劑，加工過程無汙染，並能顯著降低塗層加工過程中有機溶劑的使用量及揮發量，提高材料的可生物降解性能，有利於實現清潔化生產及環境保護。本發明製備方法製得的塗層織物具有親膚性好，以及持久的天然保溼、滋養皮膚和抗紫外等功效。具體實施方式以下詳細描述本發明的技術方案。本發明實施例僅供說明具體方法，該料均為l/20D/12f錦綸長絲；經諱密為132x110根/釐米；原布透溼量9800g/m2x24h。加工工藝步驟如下(1)基布超潑水定型常溫浸軋納米雙疏整理劑，整理劑濃度為50g/L，帶液率60%，烘燥及定型溫度140-160°C。要求整理後織物拒水拒油性均在4級以上。(2)軋光二次軋光，溫度160±3°C，速度20士1m/min，壓力70kg/cm。(3)塗底膠刮刀塗膠後烘焙；上膠量18±2g/m2(基布幹增重)，速度25±1m/min，烘焙溫度90—140°C。底膠配方聚酯二元醇60份；二異氰酸酯40份；絲肽水溶液(絲肽濃度為30°/。)37份；架橋劑4份；催化劑l份；加丁酮調整膠料粘度在25000±2000mPa's之間。所用聚酯二元醇、二異氰酸酯、架橋擠和催化劑購自於高鼎精細化工(崑山)有限公司生產的系列配套產品，牌號分別為NC-5000C、NC-5005F、CA-805M和AC掘。(4)塗面膠刮刀塗膠後烘焙；上膠量8±lg/m2(幹增重)，速度20±lm/min，烘焙溫度卯—140。C。面膠配方聚氨酯樹脂(含固量30%)100份；絲肽水溶液(絲肽濃度為30%)25份；根據需要加二甲基甲醯氨(DMF)若干份，調整膠料粘度在9000±1000mPa.s之間。上述加工工藝及配方，底塗及面塗材料中絲肽的實際含量均為20%左右(乾重)。產品性能指標見表l。表1絲肽水溶液塗層加工後的織物性能項目測試標準洗滌前IS0811洗滌5次IS0811洗滌20次透溼量(g/m2X24h)GB/T12704-1991516056206540拒水性(級)ISO4920-1981(E)443-4級耐靜水壓(mmH20)ISO1420-87300028002300拒油性(級)ZBW04015-19894紫外線透過率(%)GB/T17032-19979.8%11.6%13.2%水洗失重率(%)")08.5%18.6%手感柔軟柔軟柔軟(。水洗失鮮％=樣品原重。—f，條後乾重x綱樣品原乾重量實施例2尼絲紡基布規格同實施例1。加工工藝步驟如下(1)同實施例1。(2)同實施例1。(3)塗底膠與實施例l相比，其不同僅在於使用絲肽/Si02納米複合溶膠。絲肽/Si02納米複合溶膠配方絲肽濃度為30%;絲肽與TEOS的質量比為16:7;TEOS與乙醇的質量比為1:1。(4)塗面膠與實施例一相比，其不同僅在於使用絲肽/Si02納米複合溶膠。絲肽/Si02納米複合溶膠配方同步驟(3)。上述加工工藝及配方，底塗及面塗材料中絲肽的實際含量均為20%左右(乾重)。產品性能指標見表2。表2絲肽/Si02納米複合溶膠塗層加工後的織物性能tableseeoriginaldocumentpage9與實施例一相比可以看出納米Si02的加入顯著提高了產品的耐洗滌性能及抗紫外性能。TEOS經水解縮聚過程所形成的納米Si02粒子具有一定的抗紫外性功能，並且TEOS水解縮聚時，能與絲肽、聚氨酯及錦綸基布分子鏈上大量的-CONH、-COOH、-OH、-NH2等形成氫鍵。溶膠一凝膠反應後形成的Si02納米粒子作為物理錨固點和結晶成核劑，促進了絲肽、聚氨酯大分子的交聯和結晶，同時也促進了塗層材料與錦綸基布的物理交聯。實施例3尼絲紡基布規格同實施例l、實施例2。加工工藝步驟如下U)同實施例1、實施例2。(2)同實施例1、實施例2。(3)塗底膠與實施例2相比，其不同僅在於使用絲肽/Si02納米複合溶膠64份。(4)塗面膠與實施例2相比，其不同僅在於使用絲肽/Si02納米複合溶膠43份。上述加工工藝及配方，底塗及面塗材料中絲肽的實際含量均為30%左右(乾重)。產品性能指標見表3。表3絲肽/Si02納米複合溶膠塗層加工後的織物性能項目測試標準洗滌前IS0811洗滌5次ISO811洗滌20次透溼量(g/m2X24h)GB/T12704-1991560056805720拒水性(級)ISO4920-1981(E)444耐靜水壓(mmH20)ISO1420-87300029502940拒油性(級)ZBW04015-19894-5紫外線透過率(%)GB/T17032-19972.7%3.40/03.8%水洗失重率(%)01.2%1.9%手感柔軟柔軟柔軟權利要求1.一種聚氨酯/絲肽/納米SiO2複合塗層織物的製備方法，包括下列步驟I.基布超潑水定型常溫浸軋拒水拒油整理液，帶液率50-60％，140-160℃烘燥及定型；II.軋光二次軋光，溫度160±5℃，速度20±1m/min，壓力70kg/cm；III.塗底膠塗膠後烘焙，上膠量為基布幹增重14-20g/m2，上膠速度25±1m/min，烘焙溫度90-140℃；IV.塗面膠塗膠後烘焙，上膠量基布幹增重6-10g/m2，速度20±1m/min，烘焙溫度90-140℃。2.根據權利要求1所述的聚氨酯/絲肽/納米Si02複合塗層織物的製備方法，其特徵是所述的拒水拒油整理液為50g/L的納米雙疏整理劑。3.根據權利要求1所述的聚氨酯/絲肽/納米Si02複合塗層織物的製備方法，其特徵是所述的底膠含有37—64份絲肽/Si02納米複合溶膠。4.根據權利要求1所述的聚氨酯/絲肽/納米Si02複合塗層織物的製備方法，其特徵是所述的面膠含有25—43份絲肽/Si02納米複合溶膠。5.根據權利要求3或4所述的聚氨酯/絲肽/納米Si02複合塗層織物的製備方法，其特徵是所述的絲肽/Si02納米複合溶膠包括30wt。/。絲肽水溶液、TEOS和乙醇；其中，絲肽與TEOS的質量比為16:7;TEOS與乙醇的質量比為1:1。6.根據權利要求3或4所述的聚氨酯/絲肽/納米Si02複合塗層織物的製備方法，其特徵是絲肽分子量在500—2,000g/mo1之間。全文摘要一種聚氨酯/絲肽/納米SiO2複合塗層織物的製備方法，包括基布超潑水定型、軋光、塗底膠和塗面膠等步驟。製備過程簡單易行，適用面廣。所製備的塗層織物，其透溼性顯著提高，而防水性及物理機械性能與同類織物相當。此外，所製備的塗層織物還具有親膚性好，以及持久的天然保溼、滋養皮膚和抗紫外等功效。文檔編號D06M13/342GK101671957SQ20091015330公開日2010年3月17日申請日期2009年10月15日優先權日2009年10月15日發明者何豔芬,曹建達,曹斯通,蔚汪,陳國成申請人:嘉興學院