[发明专利]一种聚氨酯涂层织物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属聚酯改性技术领域，涉及一种聚氨酯涂层织物及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维自问世以来，因其优异的性能而得到了迅猛地发展，其产量已经成为世界合成纤维之冠。聚酯纤维具有断裂强度和弹性模量高，回弹性适中，热定型优异，耐热耐光性好以及耐酸耐碱耐腐蚀性等一系列优良性能，且织物具有抗皱、挺括性好等优点，所以，聚酯纤维广泛应用于服装、工业丝等领域。

涤纶–TPU(热塑性聚氨酯)涂层织物是以涤纶织物为布基，TPU为涂层的复合材料，因具有轻质、高强、卫生、环保等系列优点，在运动服、雨衣、皮划艇、帐篷、软体贮水容器、软体贮油容器等领域广泛应用。

PET属于对称性的直链大分子，分子链不含有侧链基团，规整性非常好，结晶度较高，结构中缺乏高极性基团；因此其亲水性很差，回潮率只有0.4％，给涤纶织物的涂层(复膜)带来困难。界面改性是改善涤纶织物涂层性能，提高涂层织物界面复合牢度的有效措施

涂层材料TPU，分子通式为—[R1NHCOOR2—]n，由于其分子结构中存在—NH—、—COO—活性基团，给涂层织物的良好界面结合提供了可能。涤纶–TPU涂层织物的基质组成中涤纶织物的惰性表面是制约该类涂层织物界面结合的瓶颈，因此涤纶织物表面活化改性是改善该类涂层织物界面结合的关键。

涂层制备工艺过程是形成纤维/涂层界面的基础，因此，在纤维、涂层既定的情况下，涂层制备过程的工艺控制是涤纶–TPU涂层织物界面形成、获得良好界面结合的关键。

通过改变基布的表面状态来提高涂层织物的复合牢度，是一种非常实用且行之有效的技术措施。目前，用于涤纶–TPU涂层织物界面处理的方法主要有碱液处理、电晕放电及等离子体处理、浸胶处理等。

采用碱液处理涤纶织物，虽然在一定程度上可以改善涤纶织物的表面活性，但碱液对涤纶织物的表面刻蚀造成纤维损伤，机械强度降低，使得该方法推广应用受限。采用电晕放电及等离子体处理涤纶织物，其核心是利用等离子体的高能离子轰击涤纶织物，将涤纶织物表面层的高分子键打开，并在断键处形成活化中心，这种活化中心的寿命一般很短，并随着轰击后停放时间延长而衰弱，因此涤纶织物经电晕放电及等离子体处理后需及时进行后续工艺。浸胶处理是涤纶织物表面活化、涂层织物界面结合改善的技术措施，但浸胶处理过程复杂，成本将大幅度提高。

这种结构对玻璃化转变温度的影响是明显的，增加了分子链段运动的壁垄，PET的玻璃化转变温度较高，温度达到玻璃化温度以上时，纤维大分子链段发生剧烈运动，聚合物分子间空隙增大，自由体积增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚氨酯涂层织物及其制备方法，本发明利用氨基脂肪酸乙二醇酯在一定温度条件时，自由体积的增加幅度远远大于聚酯大分子链的特性，提高了聚氨酯与聚酯纤维的界面结合性能；同时由于氨基脂肪酸乙二醇酯分子中在首位氨基的存在，增加其与聚酯大分子链之间的氢键作用，增加了它与聚酯的相容性以及在聚酯中的分散，最大限度地减少了迁移。同时对聚酯结构规整性、结晶性没有破坏，保持了聚酯的优良性能。

本发明的一种聚氨酯涂层织物，所述聚氨酯涂层织物包括织物层和聚氨酯涂层，所述织物层的经纬线为聚氨酯涂层织物用聚酯工业丝，所述聚氨酯涂层织物用聚酯工业丝的材料为改性聚酯，所述改性聚酯由聚酯与氨基脂肪酸乙二醇酯构成，所述氨基脂肪酸乙二醇酯分散在所述聚酯的分子链间，且所述氨基脂肪酸乙二醇酯与所述聚酯的分子链间有氢键作用，使所述氨基脂肪酸乙二醇酯与所述聚酯的分子链的相对位置固定；所述聚氨酯涂层织物在温度为100～150℃条件下，纤维内部分子链间的自由体积空间增大20～40v/v％；所述聚氨酯涂层织物用聚酯工业丝在热处理过程中使部分活性基团扩散进入到纤维空隙中，提高了活性基团的使用效率，使聚氨酯在聚酯工业丝织物表面形成牢固的树脂状的涂层，因而获得良好界面结合；所述聚氨酯涂层织物耐水压≥90KPa，剥离强度≥8.5N/cm；耐磨性为摩擦≥3000次，涂膜无变化；耐寒性≤-30℃，涂膜无裂纹；

所述氨基脂肪酸乙二醇酯的分子结构为：

H₂N(CH₂)_nCOOCH₂CH₂OOC(CH₂)_n NH₂；

其中，n＝10-50。

作为优选的技术方案：