一种防水透湿复合布的制备方法与流程

1.本发明涉及一种复合面料的制备方法，具体涉及一种防水透湿复合布的制备方法


背景技术：

2.户外运动装备通常要求其面料在防止液态水渗透的同时还能有效传递水蒸汽，即能起到防水透湿的作用。目前市场上大部分的聚氨酯防水透湿膜是在聚氨酯层存在许多一定直径的微孔，这些微孔的直径允许水蒸气通过，同时能隔绝形成水珠的液态水。
3.目前聚氨酯作为防水透湿材料用于织物中时，主要通过直接涂层和薄膜透湿法两种方法来进行制作。其中直接涂层工艺是将聚氨酯液体直接涂覆在面布上，然后干燥得到防水透湿织物；薄膜透湿法则是先将聚氨酯制成薄膜，然后用再将薄膜与布料通过粘合剂复合在一起。
4.然而上述的两种制备方法中，直接涂层工艺在涂层时，聚氨酯溶液由于其流动性，容易透过面布渗透到面布的另一表面，造成成品布瑕疵，此外，该工艺的防水性能较差，手感也不能令人满意。而用薄膜透湿法制成的复合织物若胶粘剂添加量过大，会对织物的防水透湿性造成影响，透湿性和剥离强度很难达到平衡状态，且因为需要将制成的膜用胶粘剂粘附在织物中，因此工艺路线长，此外目前市场上的胶粘剂中通常都含有污染性的有机溶剂，对环境有一定的污染，在复合布上也会有少量的残留。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中存在的问题，本发明提出一种防水透湿复合布的制备方法，具体方案如下：
6.一种防水透湿复合布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.1)将面布用水浸润；
8.2)在面布上涂覆一层聚氨酯溶液，所述聚氨酯溶液的溶剂为dmac或dmf；
9.3)将涂覆聚氨酯溶液后的面布在用水或水和所述溶剂制成的凝固浴中浸泡；
10.4)除去覆有聚氨酯膜的面布表面的水分；
11.5)将底布用dmac/dmf浸润，覆盖在在面布涂覆的聚氨酯膜一面，并贴合加压；
12.6)将贴合好的复合布放至烘箱中烘干溶剂及水分，得到复合布。
13.步骤1)中使用脱盐水浸润面布，可使面布中存在一定的水分，当聚氨酯溶液与浸润的面布接触时，聚氨酯溶液与面布中的水之间的溶剂浓度差使得聚氨酯溶液中的溶剂快速析出，这样聚氨酯溶液在涂覆到面布上后会快速形成膜，因此用脱盐水浸润的面布可起到防止聚氨酯溶液渗透到面布另一面的作用，使制得的复合布手感更加柔软。步骤3)中将涂覆聚氨酯溶液后的面布在脱盐水中浸泡可使聚氨酯快速成膜，防止在直接烘干过程中有聚氨酯溶液渗入到面布或透过到面布另一面，且制成的薄膜柔软性好。将底布用dmac/dmf浸润，是为了使涂覆在面布上的聚氨酯膜部分溶解，起到增加底布与聚氨酯膜的贴合度的作用，在贴合底布前要先除去聚氨酯膜表面的水分，否则会影响底布与聚氨酯膜之间的贴
合强度。
14.可选的，所述步骤4)和步骤5)之间还包括如下步骤：
15.a)在涂覆有聚氨酯溶液的面布上的聚氨酯膜的一面重新涂覆一层氨酯溶液，所述聚氨酯溶液的溶剂为dmac或dmf；
16.b)将二次涂覆后的面布放到用水或水和所述溶剂制成的凝固浴中浸泡；
17.c)除去步骤b)制得的覆有聚氨酯膜的面布表面的水分。
18.面布织物中由于存在编织纹理通常具有较大的孔洞，若仅涂覆一层聚氨酯溶液，聚氨酯溶液沿面布纹理流动会使形成的聚氨酯膜上也出现较大的孔洞，对聚氨酯膜的防水性能产生影响，重新涂覆一层聚氨酯溶液可覆盖第一层聚氨酯膜上的孔洞，提高聚氨酯膜层的防水性。涂覆第二层聚氨酯溶液之前，若面布的表面含有水分，会影响第二层聚氨酯膜的均匀性，因此需要除去步骤3)得到的面布表面的水分。
19.可选的，浸润后的底布含溶剂率为40～70％，优选50～60％。
20.底布含溶剂率会对复合布的剥离强度产生影响。
21.可选的，步骤1)中的水是脱盐水。
22.可选的，步骤1)中的水中添加有表面活性剂。
23.浸润过程中添加表面活性剂可缩短面布材料在水中的浸润时间，提高生产效率。
24.可选的，步骤1)中用水浸润后的面布的含水率为25～50wt％。
25.浸润后的面布含水率过低起不到促使聚氨酯溶液快速成膜的作用，含水率过高则会影响复合布产品的剥离强度，此外，含水率还与面布的材质有关，因此含水性选择为25～50％，优选30％～40％。
26.可选的，步骤(2)中聚氨酯溶液的涂覆层厚度为200～500μm，聚氨酯溶液的温度为65～85℃，固含量为7～20wt％。
27.若聚氨酯溶液的涂层厚度过厚，会造成制成的复合布厚度增加，影响手感及舒适性，若聚氨酯溶液的涂层厚度过薄，可能会产生孔洞，影响复合布耐静水压性能，因此要选择涂层厚度为200～500μm，优选250～400μm，更优选250～325μm；聚氨酯溶液的温度过高会造成在凝固浴中浸泡时，溶剂析出过快，产生孔洞较大，温度过低会造成在凝固浴中浸泡时，溶剂析出慢，耗时长，因此本发明中聚氨酯溶液的温度选择为65～85℃，优选70～80℃，更优选73～78℃；聚氨酯溶液固含量过高会造成溶液粘度大，不易涂膜，固含量过低会造成最终涂层厚度小，易产生孔洞，因此本发明中聚氨酯溶液固含量选择为7～20％，优选10～15wt％。可选的，步骤4)和/或步骤c)中采用烘箱除去覆有聚氨酯膜的面布表面的水分，其中的烘箱温度为80～150℃，烘干时间为4～10min。
28.采用烘箱除去覆有聚氨酯膜的面布表面的水分时，仅将其表面烘干即可，无需将其烘至绝干，因此烘干时间优选为4～10min，可起到节省能源，提高生产效率的作用。
29.可选的，步骤a)中重新涂覆的聚氨酯溶液厚度为200～500μm，聚氨酯溶液的温度为70～80℃，固含量为10～15wt％。
30.可选的，步骤3)和步骤b)中凝固浴的温度为50～85℃，浸泡时间为1～5min。
31.温度较高的水能加快聚氨酯溶液中溶剂与凝固浴中的水的交换速度，加速聚氨酯成膜，因此本发明中脱盐水温度选择为50～85℃，优选65～75℃；浸泡时间过短不利于聚氨酯成膜，浸泡时间过长则增加了生产工艺时间，因此本发明中浸泡时间选择为1～5min，优
选1.5～3.5min。
32.可选的，步骤5)中的压力加压是用0.3mpa的压力压2～5min。
33.可选的，步骤6)中的烘干温度为80～150℃，烘干时间为10～15min。
34.一种防水透湿复合布，其特征在于，所述复合布不含有胶粘剂，耐静水压大于6000mmh2o，透湿性大于3000g/m2·
24h，剥离强度大于20n/50mm，优选大于25n/50mm。
35.采用本发明提供的防水透湿复合布的制备方法，能使防水透湿面料的耐静水压和透湿性满足要求的同时，在不使用胶粘剂的情况下使复合布的剥离强度有较大的提高，多次水洗后不分层，且制得的复合布相较于现有的复合布手感更加柔软。
36.前文所述方法制备的防水透湿复合布作为服装、鞋类、医用敷料、建筑材料、帐篷、箱包面料的用途。
37.有益效果：
38.本发明提供的防水透湿复合布的制备方法，通过使用脱盐水浸润面布，可起到防止聚氨酯溶液渗透到面布另一面的作用；将涂覆第一层聚氨酯溶液后的面布在脱盐水中浸泡同样可使聚氨酯快速成膜，防止在直接烘干过程中有聚氨酯溶液渗入到面布或透过到面布另一面，从而避免了防水透湿复合布的瑕疵，且可以使复合布手感变柔软；生产过程中不使用其它有污染性的胶粘剂，能在保证复合布防水透湿性能的情况下具备较高的剥离强度，环保性好，dmac可以完全彻底的烘干并进行回收再利用，在复合布上无残留。
具体实施方式
39.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面通过实施例对本发明的技术方案进一步进行清楚、完整地描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。
40.具体而言，本发明提供了一种防水透湿复合布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
41.1)将面布用脱盐水浸润
42.其中适用于本发明的面布和基布的材料，可以是涤纶、芳纶、丙纶、棉、黏胶、麻等常见面料。
43.面布的浸润液体可以是脱盐水或其他能使聚氨酯溶液中溶剂稀释、促使溶液中聚氨酯析出成膜的液体，脱盐水中可加入表面活性剂缩短面料的浸润时间，提高一些不易浸润的面料的浸润度，表面活性剂的用量可根据面料材质的不同做适应性的选择，通常为0.5～10wt％。浸润度可根据面布的材料和聚氨酯溶液的性质等做具体调整，以保证聚氨酯溶液能在面布表面快速成膜且具备要求的剥离强度为宜，浸润后的面布的含水率优选10～50％，优选20～45％，更优选25～40％。
44.2)在面布上涂覆一层组分为聚酯型和/或聚醚型的聚氨酯溶液，所述聚氨酯溶液的溶剂为dmac或dmf；
45.适用于本发明的聚氨酯溶液可根据实际需求选择聚酯型聚氨酯和/或聚醚型聚氨酯，具体组分根据实际需求做调整，聚氨酯溶液的溶剂可选自dmac或dmf或其他任何已知的溶剂，能溶于水从而使聚氨酯溶液能与浸润后的面布接触后快速成膜即可。
46.3)将涂覆聚氨酯溶液后的面布在用水或水和所述溶剂或制成的凝固浴中浸泡；
47.用于浸泡的液体可以是脱盐水、脱盐水 dmac、脱盐水 dmf等，其作用是使聚氨酯快速成膜，防止在直接烘干过程中有聚氨酯溶液渗入到面布或透过到面布另一面，这种方式制成的薄膜更加柔软，手感更好；
48.4)将覆有聚氨酯膜的面布放置到烘箱内，烘至面布和聚氨酯膜表面无水分；
49.5)在涂覆有聚氨酯溶液的面布上的聚氨酯膜的一面重新涂覆一层聚酯型和/或聚醚型聚氨酯溶液，所述聚氨酯溶液的溶剂为dmac或dmf；
50.若仅涂覆一层聚氨酯溶液，由于面布表面通常具有编织纹理，因此形成的聚氨酯膜容易在面布纹理孔隙处存在较大的孔洞，影响聚氨酯膜的防水性能；在第一层聚氨酯膜的表面再涂覆一层聚氨酯溶液，可以覆盖第一层聚氨酯膜上的较大孔洞，在满足透湿性能的情况下提高复合布的防水性能。在涂覆第二层聚氨酯溶液之前，要先烘干第一层聚氨酯膜表面的水分，否则第一层聚氨酯膜表面的残存的水分会使第二层涂覆的聚氨酯成膜速率不均，影响聚氨酯膜的均匀性。第一次烘干无需将涂覆有第一层聚氨酯膜的面布烘至绝干，仅将其表面的水分烘干即可。
51.第二次重新涂覆的聚氨酯溶液组分及涂覆的厚度等工艺参数可以与第一次涂覆相同，也可根据不同需要对第二次涂覆的聚氨酯溶液参数进行适应性的修改。
52.6)将二次涂覆后的面布放到凝固浴中浸泡；
53.7)将步骤6)中制得的覆有聚氨酯膜的面布放置到烘箱内，烘至面布和聚氨酯膜表面无水分；
54.残存的水分会影响底布与聚氨酯膜之间的剥离强度，因此要采用烘干或其他方式除去聚氨酯膜表面的水分。
55.8)将底布用dmac/dmf浸润，覆盖在在面布涂覆的聚氨酯膜一面，并贴合加压；
56.将底布用溶剂浸润可使压合过程中聚氨酯膜部分溶解，从而与底布紧密贴合，这种方式能在保证复合布剥离强度的同时不额外使用胶粘剂，烘干后溶剂可全部挥发，复合布中无溶剂残留，更加健康环保。底布同样可选用涤纶、芳纶、丙纶、棉、黏胶、麻等常见面料，底布的浸润率需根据底布的材质、溶剂的选择、聚氨酯膜的组分等具体情况作出选择，通常浸润后的底布的含溶剂率为40～70％。
57.9)将贴合好的复合布放至烘箱中完全烘干dmac或dmf溶剂及水分，得到复合布。
58.最终的成品烘干要尽可能烘干其中的溶剂和水分，避免溶剂残留。
59.实施例1
60.1)将涤纶织物作为面布，用脱盐水浸润，浸润后的面布含水率为30wt％；
61.2)通过涂膜器在面布上涂覆一层聚酯型聚氨酯溶液，涂覆层厚度为300μm，所述聚氨酯溶液的温度为72℃，固含量为12wt％，溶剂为n,n-二甲基乙酰胺；
62.3)将涂覆聚氨酯溶液后的面布在75℃的脱盐水中浸泡3min，使聚氨酯溶液在面布表面形成一层薄膜；
63.4)将覆有聚氨酯膜的面布放置到温度为110℃的烘箱内烘干5min，烘干至面布和聚氨酯表面无水分；
64.5)在涂覆有聚氨酯溶液的面布上的聚氨酯膜的一面重新涂覆一层聚酯型聚氨酯溶液，涂覆层厚度为280μm，聚氨酯溶液的温度为72℃，固含量为12wt％，溶剂为n,n-二甲基乙酰胺；
65.6)将二次涂覆后的面布放到80℃的脱盐水中浸泡2min；
66.7)将步骤6)中制得的覆有聚氨酯膜的面布放置到温度为110℃的烘箱内烘干5min，烘至面布和聚氨酯膜表面无水分；
67.8)将底布用n,n-二甲基乙酰胺浸润，底布的含溶剂率为52％，然后将底布覆盖在面布涂覆聚氨酯膜的一面，用0.3mpa的压力压3min，增加底布与聚氨酯膜的贴合度；
68.9)将贴合好的复合布放置到温度为110℃的烘箱中烘干12min，完全烘干溶剂及水分，得到耐静水压为6500mmh2o，透湿性为4000g/m2·
24h，剥离强度为25n/50mm，手感柔软的复合布。
69.实施例2
70.1)将芳纶织物作为面布，用含有5wt％表面活性剂的脱盐水溶液浸润，浸润后的面布含水率为40wt％；
71.2)通过涂抹器在面布上涂覆一层聚醚型聚氨酯溶液，涂覆层厚度为400μm，所述聚氨酯溶液的温度为78℃，固含量为14wt％，溶剂为n,n-二甲基甲酰胺；
72.3)将涂覆聚氨酯溶液后的面布在80℃的3wt％的n,n-二甲基甲酰胺水溶液中浸泡4min；
73.4)将覆有聚氨酯膜的面布放置到温度为120℃的烘箱内烘干6min，烘干至面布和聚氨酯表面无水分；
74.5)在涂覆有聚氨酯溶液的面布上的聚氨酯膜的一面重新涂覆一层聚醚型聚氨酯溶液，涂覆层厚度为220μm，聚氨酯溶液的温度为75℃，固含量为14wt％，溶剂为n,n-二甲基甲酰胺；
75.6)将二次涂覆后的面布放到75℃的3wt％的n,n-二甲基甲酰胺水溶液中浸泡2.5min；
76.7)将步骤6)中制得的覆有聚氨酯膜的面布放置到温度为120℃的烘箱内烘干5.5min，烘至面布和聚氨酯膜表面无水分；
77.8)将底布用n,n-二甲基甲酰胺浸润，底布的含溶剂率为57％，然后将底布覆盖在面布涂覆聚氨酯膜的一面，用0.3mpa的压力压2min，增加底布与聚氨酯膜的贴合度；
78.9)将贴合好的复合布放置到温度为105℃的烘箱中烘干13min，完全烘干溶剂及水分，得到耐静水压为7500mmh2o，透湿性为3500g/m2·
24h，剥离强度为28n/50mm，手感柔软的复合布。