專利名稱：一種三元復(fù)合防水透濕涂層劑及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紡織技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防水透濕涂層劑及其應(yīng)用，主要是將絲素粉體和水溶性高分子聚乙烯吡咯烷酮加入到常規(guī)涂層劑中制成三元復(fù)合的涂層劑，并通過涂覆制成具有防水透濕性能的涂層織物。
背景技術(shù)：
防水透濕織物集防水、透濕、防風(fēng)和保暖性能于一體，具有很高的市場需求。防水透濕織物主要有高密度織物、涂層織物和層壓織物這三種。其中使用涂層方式制備防水透濕織物，由于其成本較低，加工簡單而得到廣泛應(yīng)用，但由于原料、工藝及這種方法本身的局限，一直未能很好地解決透氣透濕與耐水壓之間的矛盾。為了解決防水與透濕之間的矛盾，通過加入有機(jī)高分子材料粉末是一種可行的方法。如申請?zhí)枮?00710169077.1題為“一種吸濕透汽聚氨酯膜的生產(chǎn)方法”公布了一種吸濕透汽聚氨酯膜的生產(chǎn)方法，用碳酸氫鈉、碳酸氫銨等改性羊毛和羽絨等有機(jī)高分子材料超細(xì)粉體并分散于聚氨酯溶液，最后干法成膜；如申請?zhí)枮?00710145401. 6和200810240465. 9所公布的，通過添加吸濕性較強(qiáng)的木質(zhì)纖維素微細(xì)粉于涂層劑中，提高了透濕能力。上述專利均應(yīng)用于溶劑型的、透濕型的涂層劑，且存在用量大、透濕效果不夠顯著等問題。本發(fā)明根據(jù)絲素優(yōu)異的吸濕性和生物相容性，聚乙烯吡咯烷酮良好的吸濕性和成膜性，在水性涂層劑中添加絲素粉體和聚乙烯吡咯烷酮，形成三元復(fù)合涂層劑，應(yīng)用于織物涂層整理，在顯著提高涂層織物透濕性能的同時，不降低涂層織物的防水性能，解決了涂層織物防水性與透濕性之間的矛盾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種三元復(fù)合防水透濕涂層劑，該三元復(fù)合防水透濕涂層劑通過涂覆的方式，可制備具有防水透濕功能的材料。本發(fā)明的另一目的是提供所述的三元復(fù)合防水透濕涂層劑在涂層整理方面的應(yīng)用。本發(fā)明提供了一種三元復(fù)合防水透濕涂層劑，其中三元復(fù)合防水透濕涂層劑是在常規(guī)涂層劑中添加一定量的絲素粉體和水溶性高分子聚乙烯吡咯烷酮，組成三元協(xié)同的組合涂層劑。所述的絲素粉體是通過物理粉碎或化學(xué)降解方法得到的粒徑小于100微米，不溶或微溶于水的絲素粉體。絲素含有大量的親水基團(tuán)，不僅本身具有優(yōu)異的吸濕性，而且能在涂層劑膜內(nèi)形成導(dǎo)濕通道，具有提高涂層膜透濕性的功能。此外，絲素粉體與人體有極好的生物相容性，而且無毒、無污染、可降解。所述的水溶性高分子聚乙烯吡咯烷酮有非離子、陽離子、陰離子三大類，優(yōu)選非離子型，平均分子量在1000 130000。聚乙烯吡咯烷酮與人體相容性好，成膜性好，具有與常規(guī)涂層劑高分子材料反應(yīng)的官能團(tuán)，可形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，提高防水性；同時聚乙烯吡咯烷酮具有吸濕性，能進(jìn)一步提高透濕性。所述的常規(guī)涂層劑為水性聚氨酯涂層劑。上述的三元復(fù)合防水透濕涂層劑以重量份計包括如下組分水性聚氨酯涂層劑100份，絲素粉體5 20份，水溶性高分子聚乙烯吡咯烷酮2 15份。將絲素粉體和聚乙烯吡咯烷酮加入到已增稠好的水性聚氨酯涂層劑中，攪拌均勻，調(diào)節(jié)至所需粘度，待用。本發(fā)明的另一目的是提供所述的三元復(fù)合防水透濕涂層劑的應(yīng)用工藝技術(shù)，其中將所述的三元復(fù)合防水透濕涂層劑，通過干法涂層的方式，涂覆在織物基布上，制備出具有優(yōu)異性能的防水透濕涂層織物，其制備方法包括以下步驟a.用氟系拒水劑對涂層織物基布進(jìn)行拒水整理，整理后基布沾水等級大于4級；b.在所述的三元復(fù)合涂層劑加入2 8%涂層劑重量的交聯(lián)劑，混合均勻，得到涂層工作液；c.用步驟b配制的涂層工作液對經(jīng)過步驟a處理后的基布進(jìn)行涂層整理，涂層量控制在5 15g/m2 ；d.涂層后織物經(jīng)過130 170°C高溫焙烘，時間為I 5min，得到防水透濕涂層織物。所述的三元復(fù)合防水透濕涂層劑涂覆基布包括滌綸、棉、滌棉混紡等常規(guī)織物。所述的前拒水整理具體步驟如下用氟系拒水劑對待涂層織物基布進(jìn)行一浸一軋的拒水整理，控制軋液率在30%-70%，然后在80-100°C溫度下預(yù)烘2-5min，再在150_180°C下倍烘l-2min。 本發(fā)明所提供的三元復(fù)合防水透濕涂層劑是一種以絲素粉體和水溶性高分子添加劑加工的防水透濕材料，絲素粉體是親水性粉體，分散在涂層膜內(nèi)外，形成“吸附一擴(kuò)散一解吸”過程，具有良好的導(dǎo)濕、吸濕作用；聚乙烯吡咯烷酮具有優(yōu)異的成膜性和吸濕性，聚乙烯吡咯烷酮的加入有利于絲素粉體在涂層劑中的分散，形成涂層劑-有機(jī)高分子粉體-水溶性高分子的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，提高涂層織物的防水性；此外，聚乙烯吡咯烷酮與聚氨酯形成具有相分離結(jié)構(gòu)的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為水分子提供透濕通道，進(jìn)一步提高涂層織物的透濕性能。應(yīng)用本發(fā)明制備的三元復(fù)合防水透濕涂層劑涂層整理織物，涂層織物的靜水壓值在400mm 水柱以上(按 GB/T4744-1997)測試)，透濕量彡 4000g *m-2 .cf1(按 GB/T 12704. 2-2009《紡織品織物透濕性試驗方法》中的吸濕法測試)。本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(I)添加簡單，工藝可行，適用面廣；(2)使用的絲素粉體和水溶性高分子聚乙烯吡咯烷酮無毒無害，且與人體相容性好，對環(huán)境無污染；(3)使用本發(fā)明制成的涂層織物具有較高的透濕性和防水性，且織物其他機(jī)械物理性能良好；(4)可利用蠶絲下腳料制備絲素粉體，實現(xiàn)廢物利用，節(jié)約成本。
具體實施例方式通過以下實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的補(bǔ)充和說明；但本發(fā)明并不限于這些實施例。實施例1 :(I)三元復(fù)合涂層劑的制備a.在18g水性涂層劑TF677中加入0. 4g合成增稠劑TF601A，用磁力攪拌器攪拌均勾，備用；b.將3. 6g絲素粉體和0. 4g聚乙烯吡咯烷酮加入到a中增稠好的涂層劑，用磁力攪拌器攪拌40min，即得三元復(fù)合涂層劑。c.將制得的三元復(fù)合涂層劑置于室溫下密封保存，待用。(2)防水透濕涂層織物的制備a.對滌綸基布的前拒水整理，采用工藝配方及條件一浸一軋(防水劑DH819E15g/L,軋余率50%)—預(yù)烘(100°C，3 min)—焙烘(170°C，1 min)，整理后基布沾水等級為4 5。b.將2g交聯(lián)劑TF677加入到(I)中制備好的三元復(fù)合涂層劑，用磁力攪拌器攪拌30min，使之混合均勻，得到涂層工作液。c.用步驟b配制的涂層工作液對經(jīng)過步驟a處理后的基布進(jìn)行單面涂層，涂層量控制在7 8g/m2。d.涂層后織物經(jīng)過140°C高溫焙烘，時間為2min，得到防水透濕涂層織物。實施例2(I)三元復(fù)合涂層劑的制備a.在18g水性涂層劑TF677中加入0. 4g合成增稠劑TF601A，用磁力攪拌器攪拌均勾，備用；b.將1.8g絲素粉體和0.7g聚乙烯吡咯烷酮加入到a中增稠好的涂層劑，用磁力攪拌器攪拌40min，即得三元復(fù)合的涂層劑。c.將制得的三元復(fù)合涂層劑置于室溫下密封保存，待用。(2)防水透濕涂層織物的制備具體同實施例1中(2)防水透濕涂層織物的制備。實施例3(I)三元復(fù)合涂層劑的制備a.在18g水性涂層劑TF677中加入0. 4g合成增稠劑TF601A，用磁力攪拌器攪拌均勾，備用；b.將0. 9g絲素粉體和2. 7g聚乙烯吡咯烷酮加入到a中增稠好的涂層劑，用磁力攪拌器攪拌40min，即得三元復(fù)合的涂層劑。c.將制得的三元復(fù)合涂層劑置于室溫下密封保存，待用。(2)防水透濕涂層織物的制備具體同實施例1中(2)防水透濕涂層織物的制備。實施例4、5(I)三元復(fù)合涂層劑的制備具體同實施例2中(I)三元復(fù)合涂層劑的制備。(2)防水透濕涂層織物的制備
具體同實施例1中(2)防水透濕涂層織物的制備，區(qū)別是單面涂層時，實施例4的涂層量控制在5 6g/m2，而實施例5的涂層量控制在12 13g/m2。實施例6(I)三元復(fù)合涂層劑的制備a.將1. 8g絲素粉體和0. 7g聚乙烯吡咯烷酮加入到18g水性涂層劑328_1中，用磁力攪拌器攪拌40min，即得三元復(fù)合的涂層劑。b.將制得的三元復(fù)合涂層劑置于室溫下密封保存，待用。(2)防水透濕涂層織物的制備a.對滌綸基布的前拒水整理，具體同實施例1中的滌綸基布前拒水整理。b.將0. 7g交聯(lián)劑TF677加入到(I)中制備好的三元復(fù)合涂層劑，用磁力攪拌器攪拌50min，使之混合均勻，得到涂層工作液。c.用步驟b配制的涂層工作液對經(jīng)過步驟a處理后的基布進(jìn)行單面涂層，涂層量控制在10 llg/m2。d.涂層后織物經(jīng)過160°C高溫焙烘，時間為1. 5min，得到防水透濕涂層織物。實施例1(I)三元復(fù)合涂層劑的制備a.將1. 8g絲素粉體和0. 7g聚乙烯吡咯烷酮加入到18g水性涂層劑TF671B中，用磁力攪拌器攪拌40min，即得三元復(fù)合的涂層劑。b.將制得的三元復(fù)合涂層劑置于室溫下密封保存，待用。(2)防水透濕涂層織物的制備具體同實施例6中(2)防水透濕涂層織物的制備。實施例8a.在18g水性涂層劑TF677中加入2g合成增稠劑TF601A，用磁力攪拌器攪拌均勾，備用；b.將1.8g絲素粉體和0.7g聚乙烯吡咯烷酮加入到a中增稠好的涂層劑，用磁力攪拌器攪拌40min，即得三元復(fù)合的涂層劑。c.將制得的三元復(fù)合涂層劑置于室溫下密封保存，待用。(2)防水透濕涂層織物的制備具體同實施例6中(2)防水透濕涂層織物的制備。實施例9(I)三元復(fù)合涂層劑的制備a.在35g水性涂層劑TF677中加入0. 6g合成增稠劑TF601A，用磁力攪拌器攪拌均勾，備用；b.將3. 5g絲素粉體和0. 15g聚乙烯吡咯烷酮加入到a中增稠好的涂層劑，用磁力攪拌器攪拌30min，即得三元復(fù)合的涂層劑。c.將制得的三元復(fù)合涂層劑置于室溫下密封保存，待用。(2)防水透濕涂層織物的制備a.對滌綸基布的前拒水整理，采用工藝配方及條件一浸一軋(防水劑TG410HN10g/L,軋余率30%)—預(yù)烘(80°C，5 min)—焙烘(160°C，2min)，整理后基布沾水等級為4 5。b.將L 6g交聯(lián)劑TF677加入到(I)中制備好的三元復(fù)合涂層劑，用磁力攪拌器攪拌40min，使之混合均勻，得到涂層工作液。c.用步驟b配制的涂層工作液對經(jīng)過步驟a處理后的織物進(jìn)行單面涂層，涂層量控制在7 8g/m2。d.涂層后織物經(jīng)過130°C高溫焙烘，時間為5min，得到防水透濕涂層織物。實施例10、11(I)三元復(fù)合涂層劑的制備具體同實施例8中(I)三元復(fù)合涂層劑的制備。(2)防水透濕涂 層織物的制備具體同實施例8中(2)防水透濕涂層織物的制備。區(qū)別是高溫焙烘時，實施例10的焙烘溫度為145°C，焙烘時間為2. 5min ;而實施例11的焙烘溫度為170°C，焙烘時間為Imin0 說明實施例中所用藥品試劑均為市購，其中TF677、TF671B和328-1為不同結(jié)構(gòu)的水性聚氨酯涂層劑。實施效果將上述實施例得到的涂層織物與各對比樣(未改性常規(guī)聚氨酯涂層劑涂層整理的織物樣本)進(jìn)行防水性、透濕性、斷裂強(qiáng)力和硬挺度的對比測試分析，結(jié)果如表I 表4所
/Jn o涂層織物的防水性測試參照GB/T4744-1997《紡織織物抗?jié)B水性測定靜水壓試驗》，每個樣品測試5次，取平均值。涂層織物的透濕性測試參照GB/T 12704. 2-2009《紡織品織物透濕性試驗方法》中的吸濕法測試。涂層織物的強(qiáng)力測試參照GB/T3932. 1-1997《紡織品織物拉伸性能第I部分?jǐn)嗔褟?qiáng)力和斷裂伸長率的測試-條樣法》，測試5次，取平均值。涂層織物的硬挺度測試將涂層試樣剪成15cmX2. 5cm樣條，采用LLY-OlB型電子硬挺度儀進(jìn)行測試。每個試樣測試5次，取平均值。所測得的數(shù)值越大，表明涂層織物手感越差。表I三元復(fù)合涂層劑對涂層整理效果的影響
權(quán)利要求
1.一種三元復(fù)合防水透濕涂層劑，其特征在于該復(fù)合涂層劑包括水性聚氨酯涂層劑、有效量的絲素粉體和聚乙烯吡咯烷酮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元復(fù)合防水透濕涂層劑，其特征在于以重量份計包括如下組分水性聚氨酯涂層劑100份，絲素粉體5-20份，聚乙烯吡咯烷酮2-15份，將絲素粉體和聚乙烯吡咯烷酮加入到已增稠好的水性聚氨酯涂層劑中，攪拌均勻，調(diào)節(jié)至所需粘度，即得三元復(fù)合防水透濕涂層劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三元復(fù)合防水透濕涂層劑，其特征在于所述的絲素粉體是通過物理粉碎或化學(xué)降解方法得到的粒徑小于100微米，不溶或微溶于水的絲素粉體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三元復(fù)合防水透濕涂層劑，其特征在于所述的聚乙烯吡咯烷酮為非離子型，平均分子量在1000 130000。
5.一種如權(quán)利要求1所述的三元復(fù)合防水透濕涂層劑的應(yīng)用，其特征在于所述的三元復(fù)合防水透濕涂層劑，通過涂層的方式，涂覆在織物基布上，制備防水透濕涂層織物，其制備方法包括以下步驟 a.前拒水整理用氟系拒水劑對涂層織物的基布進(jìn)行前拒水整理，整理后基布沾水等級大于4級； b.在所述的三元復(fù)合涂層劑中加入2 8%以水性聚氨酯涂層劑重量計的交聯(lián)劑，混合均勻，得到涂層工作液； c.用步驟b配制的涂層工作液對經(jīng)過步驟a處理后的基布進(jìn)行涂層整理，涂層量控制在 5 15g/m2 ； d.涂層后織物經(jīng)過130 170°C高溫焙烘，時間為I 5min，得到防水透濕涂層織物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于所述的織物基布是滌綸、棉或滌棉混紡織物。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的應(yīng)用，其特征在于所述的前拒水整理具體步驟如下用氟系拒水劑對待涂層織物基布進(jìn)行一浸一軋的拒水整理，控制軋液率在30%-70%，然后在80-100°C溫度下預(yù)烘 2-5min，再在 150-180°C下焙烘 l_2min。
全文摘要
本發(fā)明屬于紡織技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防水透濕涂層劑及其應(yīng)用，主要是將絲素粉體和水溶性高分子聚乙烯吡咯烷酮加入到常規(guī)涂層劑中制成三元復(fù)合的涂層劑，并通過涂覆制成具有防水透濕性能的涂層織物。該三元復(fù)合防水透濕涂層劑是在常規(guī)涂層劑中添加一定量的絲素粉體和水溶性高分子聚乙烯吡咯烷酮，組成三元協(xié)同的組合涂層劑。所述的三元復(fù)合防水透濕涂層劑，通過干法涂層的方式，涂覆在織物基布上，制備出具有優(yōu)異性能的防水透濕涂層織物。
文檔編號D06M15/564GK103061139SQ201210584599
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者邵建中, 周金麗, 劉今強(qiáng), 鄭今歡, 單將 申請人:浙江理工大學(xué)