专利名称：：聚氨酯/丝肽/纳米SiO<sub>2</sub>复合涂层织物的制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种织物的制备方法，尤其涉及一种聚氨酯/丝肽/纳米Si02复合涂层织物的制备方法。
背景技术：
：现有市场化的防水透湿织物主要有高密织物、层压织物、涂层织物三类，其中聚氨酯涂层织物因加工方便、价格实惠、手感柔软、易于实现功能化等优点而成为防水透湿面料市场的主流产品，广泛用于运动服、羽绒服、滑雪服、帐篷和睡袋等多项服装及体育用品上。由于聚氨酯涂层织物也存在着吸湿透气量低、舒适性差等缺点，提高聚氨酯涂层织物的吸湿透汽性一直是该类产品开发的重点。目前研究的防水透湿型聚氨酯涂层织物主要有两种形式一种是微孔型，该类产品使用富含微孔的聚氨酯涂层膜，膜微孔的直径很小，只有0.5—20pm，能透过水蒸汽，却不能透过水滴(直径约为100-300pm)。专利US5,650,225公开了一种采用相分离法制备微孔型聚氨酯膜的方法；专利CN1554822A提出了一种用湿法涂层工艺制备微孔型聚氨酯膜及涂层织物的方法；专利CN1940174A介绍了一种采用混合溶剂(包含水、极性与非极性有机溶剂、其它助剂等)，并通过控制干燥及定型工艺参数而制备微孔型聚氨酯涂层织物的方法；专利CN101381962A介绍了在聚氨酯分子链上嵌入亲水性多元醇链段(含聚乙二醇、聚四氢呋喃二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇三种组分)，采用湿法凝固浴涂层工艺，制备微孔型高透湿人造革的方法，且产品透湿率随环境温度的升高而增加。另一种是亲水性非微孔型，该类产品的防水性来自薄膜的连续性和较小的膜表面张力，而透湿性则由聚合物中含亲水基团的分子链段所赋予，水分子沿着密集的分子链间隙向外迁移，并通过亲水性基团的吸附和解吸向外传递。如专利US5,908，690以及US4,367,327介绍了以聚乙二醇为软链段的防水透汽型聚氨酯非孔膜的制备及应用；专利CN101381448A以及CN101424045A介绍了在聚氨酯中嵌段较高分子量的聚酯或聚醚多元醇，制备兼顾高透湿性及耐水压性的聚氨酯基材料及其涂层织物的方法；CN101333282A介绍了在聚氨酯中嵌段亲水性聚醚多元醇和脂肪族聚酯多元醇，制备热塑性防水透湿聚氨酯材料、薄膜及相应织物的方法，该防水透湿性薄膜由90—99wtQ/。的聚氨酯及l一10wtQ/。的聚乙烯组成。微孔型聚氨酯膜及涂层织物存在加工工艺复杂，溶剂价格贵，容易造成环境污染，且微孔形成后比表面积增大，易吸附尘埃或其它杂质而玷污，并造成微孔堵塞，透气性下降等缺点；而采用亲水基团嵌段聚氨酯非微孔膜的虽透气性良好，但存在合成工艺复杂，表面黏附性大等缺点。近年来，陆续有专利提出采用超细粉体改性聚氨酯材料，制备防水透湿型聚氨酯膜及涂层织物的方法，如CN101096450A、CN101481579A、CN101481580A、CN101135115A和CN101270196A等公开了在基体中添加改性纤维素微粉或其它天然植物粉以及改性羊毛、蚕丝、羽绒等天然蛋白质粉体来提高聚氨酯膜及涂层织物透湿性的方法。但是这些粉体材料存在与基体的相容性差、均匀分散困难、易发生团聚等问题，涂层时易黏附刮刀及其它部件，加工困难。对粉体材料进行有机化改性可在一定程度上弥补这些缺陷，但是在粉体含量较高时，材料的力学性能仍然较差。丝肽是蚕丝丝素蛋白经水解后的产物，分子量一般在500—2,000g/mo1之间，水溶性良好，丝肽中含有大量的18种人体所需的氨基酸活性成分，具有天然保湿和滋养皮肤、活化细胞、抗过敏以及消除皮肤黑色素等护肤美肤的功效，广泛用于生物技术、医药、精细化工等诸多领域。纺织品经丝肽蛋白整理剂改性处理后，贴身穿着吸湿快干、柔软滑爽、触感舒适，并具有保健护肤等功效，但是单纯采用丝肽蛋白整理织物，其耐久性较差。
发明内容本发明的目的是提供一种聚氨酯/丝肽/纳米Si02复合涂层织物的制备方法。该方法不仅能使织物具有防水透湿的功能，而且制备过程简单易行。本发明所述的聚氨酯/丝肽/纳米Si02复合涂层织物的制备方法，包括如下步骤(1)基布超泼水定型常温浸轧拒水拒油整理液，带液率50—60%，140一16(TC烘燥及定型。(2)轧光二次轧光，温度160士5。C，速度20士lm/min，压力70kg/cm。(3)涂底胶涂胶后烘焙，上胶量14一20g/m2(基布干增重)，上胶速度25±lm/min，烘焙温度90—140°C。(4)涂面胶涂胶后烘焙，上胶量6—10g/m2(基布干增重)，上胶速度20±lm/min,烘焙温度90—140°C。经步骤(1)处理后的织物拒水拒油性应在4级以上，如使用纳米双疏整理剂，整理液浓度为50g/L。其中步骤(3)中的底胶配方，按重量计为60份聚酯二元醇(含固量45%)、40份二异氰酸酯(含固量45%)、37—64份丝肽/Si02纳米复合溶胶、4份架桥剂、1份催化剂。需要加丁酮(MEK)以调整胶料粘度在24000—26000mPa-s之间。所用聚酯二元醇、二异氰酸酯、架桥剂和催化剂如高鼎精细化工(昆山)有限公司生产的系列配套产品，牌号分别NC-5000C、NC-5005F、CA-805M和AC掘。其中步骤(4)中的面胶配方，按重量计为100份聚氨酯树脂(含固量30°/。)、25—43份丝肽/Si02纳米复合溶胶。需要加二甲基甲酰氨(DMF)若干份，调整胶料粘度在8000—10000mPa's之间。丝肽/Si02纳米复合溶胶的制备方法如下(1)将丝肽粉溶于水，制成丝肽水溶液。5(2)将正硅酸乙酯(TEOS)溶于乙醇。(3)将上述两种溶液混合搅拌，并滴加酸，pH值控制在3—4，继续搅拌陈化，得丝肽/Si02纳米复合溶胶。(4)加少量水，调整丝肽的浓度为30%，后搅拌混合均匀。搅拌速度为800—1100转/分钟，陈化时间为1.5—2小时。优选的，丝肽水溶液浓度为30wt%;丝肽与TEOS的质量比为16:7;TEOS与乙醇的质量比为1:1。丝肽分子量在500—2,000g/mol之间。采用以上技术方案，本发明聚氨酯/丝肽/纳米Si02复合涂层胶中含天然蚕丝蛋白透湿保湿因子和Si02纳米粒子，涂覆基布后即具有防水透湿作用。经检测，这种防水透湿织物透湿量比同类产品增加800—1200g/n^24h左右，耐水压在2000mmH2O以上。织物手感细致柔软、触感舒适、丝质感强、亲肤性好且具有天然保湿和滋养皮肤、活化细胞、抗过敏、抗紫外以及消除皮肤黑色素等护肤保健的功效。本发明实现的有益效果本发明聚氨酯/丝肽/纳米Si02复合涂层织物的制备方法，制备过程简单易行，适用面广。制得织物能显著提高涂层织物的透湿性，而防水性及物理机械性能与同类织物相当。本发明所使用的丝肽/Si02纳米复合溶胶以水为溶剂，加工过程无污染，并能显著降低涂层加工过程中有机溶剂的使用量及挥发量，提高材料的可生物降解性能，有利于实现清洁化生产及环境保护。本发明制备方法制得的涂层织物具有亲肤性好，以及持久的天然保湿、滋养皮肤和抗紫外等功效。具体实施方式以下详细描述本发明的技术方案。本发明实施例仅供说明具体方法，该料均为l/20D/12f锦纶长丝；经讳密为132x110根/厘米；原布透湿量9800g/m2x24h。加工工艺步骤如下(1)基布超泼水定型常温浸轧纳米双疏整理剂，整理剂浓度为50g/L，带液率60%，烘燥及定型温度140-160°C。要求整理后织物拒水拒油性均在4级以上。(2)轧光二次轧光，温度160±3°C，速度20士1m/min，压力70kg/cm。(3)涂底胶刮刀涂胶后烘焙；上胶量18±2g/m2(基布干增重)，速度25±1m/min，烘焙温度90—140°C。底胶配方聚酯二元醇60份；二异氰酸酯40份；丝肽水溶液(丝肽浓度为30°/。)37份；架桥剂4份；催化剂l份；加丁酮调整胶料粘度在25000±2000mPa's之间。所用聚酯二元醇、二异氰酸酯、架桥挤和催化剂购自于高鼎精细化工(昆山)有限公司生产的系列配套产品，牌号分别为NC-5000C、NC-5005F、CA-805M和AC掘。(4)涂面胶刮刀涂胶后烘焙；上胶量8±lg/m2(干增重)，速度20±lm/min，烘焙温度卯—140。C。面胶配方聚氨酯树脂(含固量30%)100份；丝肽水溶液(丝肽浓度为30%)25份；根据需要加二甲基甲酰氨(DMF)若干份，调整胶料粘度在9000±1000mPa.s之间。上述加工工艺及配方，底涂及面涂材料中丝肽的实际含量均为20%左右(干重)。产品性能指标见表l。表1丝肽水溶液涂层加工后的织物性能项目测试标准洗涤前IS0811洗涤5次IS0811洗涤20次透湿量(g/m2X24h)GB/T12704-1991516056206540拒水性(级)ISO4920-1981(E)443-4级耐静水压(mmH20)ISO1420-87300028002300拒油性(级)ZBW04015-19894紫外线透过率(%)GB/T17032-19979.8%11.6%13.2%水洗失重率(%)")08.5%18.6%手感柔软柔软柔软(。水洗失鮮％=样品原重。—f，条后干重x綱样品原干重量实施例2尼丝纺基布规格同实施例1。加工工艺步骤如下(1)同实施例1。(2)同实施例1。(3)涂底胶与实施例l相比，其不同仅在于使用丝肽/Si02纳米复合溶胶。丝肽/Si02纳米复合溶胶配方丝肽浓度为30%;丝肽与TEOS的质量比为16:7;TEOS与乙醇的质量比为1:1。(4)涂面胶与实施例一相比，其不同仅在于使用丝肽/Si02纳米复合溶胶。丝肽/Si02纳米复合溶胶配方同步骤(3)。上述加工工艺及配方，底涂及面涂材料中丝肽的实际含量均为20%左右(干重)。产品性能指标见表2。表2丝肽/Si02纳米复合溶胶涂层加工后的织物性能<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>与实施例一相比可以看出纳米Si02的加入显著提高了产品的耐洗涤性能及抗紫外性能。TEOS经水解縮聚过程所形成的纳米Si02粒子具有一定的抗紫外性功能，并且TEOS水解縮聚时，能与丝肽、聚氨酯及锦纶基布分子链上大量的-CONH、-COOH、-OH、-NH2等形成氢键。溶胶一凝胶反应后形成的Si02纳米粒子作为物理锚固点和结晶成核剂，促进了丝肽、聚氨酯大分子的交联和结晶，同时也促进了涂层材料与锦纶基布的物理交联。实施例3尼丝纺基布规格同实施例l、实施例2。加工工艺步骤如下U)同实施例1、实施例2。(2)同实施例1、实施例2。(3)涂底胶与实施例2相比，其不同仅在于使用丝肽/Si02纳米复合溶胶64份。(4)涂面胶与实施例2相比，其不同仅在于使用丝肽/Si02纳米复合溶胶43份。上述加工工艺及配方，底涂及面涂材料中丝肽的实际含量均为30%左右(干重)。产品性能指标见表3。表3丝肽/Si02纳米复合溶胶涂层加工后的织物性能项目测试标准洗涤前IS0811洗涤5次ISO811洗涤20次透湿量(g/m2X24h)GB/T12704-1991560056805720拒水性(级)ISO4920-1981(E)444耐静水压(mmH20)ISO1420-87300029502940拒油性(级)ZBW04015-19894-5紫外线透过率(%)GB/T17032-19972.7%3.40/03.8%水洗失重率(%)01.2%1.9%手感柔软柔软柔软权利要求1.一种聚氨酯/丝肽/纳米SiO2复合涂层织物的制备方法，包括下列步骤I.基布超泼水定型常温浸轧拒水拒油整理液，带液率50-60％，140-160℃烘燥及定型；II.轧光二次轧光，温度160±5℃，速度20±1m/min，压力70kg/cm；III.涂底胶涂胶后烘焙，上胶量为基布干增重14-20g/m2，上胶速度25±1m/min，烘焙温度90-140℃；IV.涂面胶涂胶后烘焙，上胶量基布干增重6-10g/m2，速度20±1m/min，烘焙温度90-140℃。2.根据权利要求1所述的聚氨酯/丝肽/纳米Si02复合涂层织物的制备方法，其特征是所述的拒水拒油整理液为50g/L的纳米双疏整理剂。3.根据权利要求1所述的聚氨酯/丝肽/纳米Si02复合涂层织物的制备方法，其特征是所述的底胶含有37—64份丝肽/Si02纳米复合溶胶。4.根据权利要求1所述的聚氨酯/丝肽/纳米Si02复合涂层织物的制备方法，其特征是所述的面胶含有25—43份丝肽/Si02纳米复合溶胶。5.根据权利要求3或4所述的聚氨酯/丝肽/纳米Si02复合涂层织物的制备方法，其特征是所述的丝肽/Si02纳米复合溶胶包括30wt。/。丝肽水溶液、TEOS和乙醇；其中，丝肽与TEOS的质量比为16:7;TEOS与乙醇的质量比为1:1。6.根据权利要求3或4所述的聚氨酯/丝肽/纳米Si02复合涂层织物的制备方法，其特征是丝肽分子量在500—2,000g/mo1之间。全文摘要一种聚氨酯/丝肽/纳米SiO<sub>2</sub>复合涂层织物的制备方法，包括基布超泼水定型、轧光、涂底胶和涂面胶等步骤。制备过程简单易行，适用面广。所制备的涂层织物，其透湿性显著提高，而防水性及物理机械性能与同类织物相当。此外，所制备的涂层织物还具有亲肤性好，以及持久的天然保湿、滋养皮肤和抗紫外等功效。文档编号D06M13/342GK101671957SQ20091015330公开日2010年3月17日申请日期2009年10月15日优先权日2009年10月15日发明者何艳芬,曹建达,曹斯通,蔚汪,陈国成申请人:嘉兴学院