[发明专利]一种具有聚氨酯涂层的多层织物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有聚氨酯涂层的多层织物及其制备方法，所述聚氨酯涂层织物包括织物层和聚氨酯涂层；所述聚氨酯涂层溶液中各组分的质量百分比为：聚氨酯20～27％、无机金属氧化物粉体3～10％、有机溶剂70％。本发明通过采用N，N‑二甲基甲酰胺、极性小于N，N‑二甲基甲酰胺的聚氨酯良溶剂与甲苯的三元混合溶剂作为聚氨酯的溶剂，将聚氨酯材料与无机金属氧化物粉体共混，并通过HIPSE法将聚氨酯混合溶液均匀地涂覆于织物基体的表面，能够制备出与织物具有高粘结强度的聚氨酯涂层，并能够通过无机金属氧化物粉体的协同作用进一步提升聚氨酯粘结层的力学性能及韧性，从而赋予织物以聚氨酯的优良特性并扩展其应用范围。

技术领域

本发明涉及聚酯纤维技术领域，尤其涉及一种具有聚氨酯涂层的多层织物及其制备方法。

背景技术

棉纤维是由基原纤、微原纤和巨原纤等多层级微细结构组成的天然材料。棉纱和棉织物都具有优良的吸湿排汗性能，但同时棉织物易发霉、疏水性差等限制了其在纺织服装领域的广泛应用。如何有效改善多层级、多孔隙棉织物的不足，已成为目前纺织服装领域开发和研究功能性棉织物的热点和重点。其中，涂层整理法是在织物表面均匀涂一层高分子薄膜，使织物具有功能性特点的方法。该方法的优点在于简单方便，但存在的问题是高分子与织物之间结合牢度差，易脱落。因此，选择合适的高分子材料，探究高分子涂层对纺织纤维结构、性能的影响是当前纺织纤维改性和功能化的研究关键。

聚氨酯(也即polyurethane，以下简称PU)涂层具有抗张强度高、弹性好和两亲性等性能，是一种高品质的涂层材料。PU是一种软、硬段结构交替组成的嵌段共聚物，其中软段中亲水性等极性官能团使得PU膜具有透湿性和高弹性，而硬段又具有疏水性，具有阻水、防水的作用。因此，系统地研究PU作为涂层材料对纺织纤维结构、疏水性、透气性以及耐磨性的影响，对其在纺织领域的应用具有重要价值。

目前，主要常用的制备聚氨酯膜的方法有溶剂蒸发法和浸没沉淀法。其中浸没沉淀制膜的原理是通过溶剂与非溶剂的双扩散作用，使得聚合物固化成型；溶剂蒸发法制膜的原理是通过溶剂的挥发，使得聚合物发生相分离，待溶剂全部挥发后，固化成型，影响浸没沉淀法制备聚氨酯膜的结构和力学性能的因素主要有溶剂的种类，非溶剂凝固浴的组成，聚合物溶液的浓度，聚合物溶液的添加物和成型条件，此方法所制备的聚氨酯膜的结构较为疏松，应力较差，应变适中。影响溶剂蒸发法制备聚氨酯膜的结构和力学性能的因素主要有溶剂的种类、聚合物溶液的添加物和成型条件，此方法所制备的聚氨酯膜结构较为致密，应力较好，应变适中。但这两种方法所制备的聚氨酯膜均存在韧性不足的问题。

为了克服上述缺点，大量研究者将聚氨酯材料与其他填料粒子共混，通过结合聚氨酯材料的优点和填料粒子的优点以改善聚氨酯的性能并赋予其一定的功能性。良好的聚氨酯复合材料，不仅需要力学性能优良的聚氨酯基体，同时也需要良好的界面形态结构和界面作用力。基于大量学者对聚氨酯及其复合材料力学性能的研究可知，聚氨酯基复合材料的制备存在如下两个问题：(1)填料粒子的表面改性易损伤填料粒子优良的表面特性；(2)高填充高比例填料粒子复合材料的力学性能下降极其严重。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种具有聚氨酯涂层的多层织物及其制备方法，以N，N-二甲基甲酰胺、极性小于N，N-二甲基甲酰胺的聚氨酯良溶剂与甲苯的三元混合溶剂作为聚氨酯的溶剂，将聚氨酯材料与无机金属氧化物粉体共混，并通过HIPSE法将聚氨酯混合溶液均匀地涂覆于织物基体的贴合面，以提高聚氨酯涂层织物的粘接强度，并通过无机金属氧化物粉体的协同作用以提升聚氨酯粘贴层的力学性能及韧性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种具有聚氨酯涂层的多层织物，所述聚氨酯涂层织物包括织物层和聚氨酯涂层；所述聚氨酯涂层溶液中各组分的质量百分比为：聚氨酯20～27％、无机金属氧化物粉体3～10％、有机溶剂70％。

作为上述技术方案的进一步限定，所述聚氨酯涂层占所述聚氨酯涂层织物总质量的5～15％。