一种防水TPU复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种防水TPU复合材料，其特征在于，所述防水TPU复合材料包括两层结构，外层为防水TPU聚合物层，内层为TPU薄膜层。本发明专利技术采用的防水TPU聚合物层，既有较强的防水性能以及阻隔性能，又具有高硬度、高抗拉强度，以及高的抗撕强度，且绿色环保、透气透湿性能好，手感舒适。

A waterproof TPU composite material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种防水TPU复合材料及其制备方法
本专利技术属于复合面料
，尤其涉及一种防水TPU复合材料及其制备方法。
技术介绍
纺织行业中，我们一般要求薄膜既能阻止液体通过，又能允许水蒸气散逸。要达到这两种功能的完美结合，就要使涂层或薄膜既能透水汽，又能阻隔液体，可以采用致密型薄膜和微孔型薄膜。目前，最受欢迎的防水透湿薄膜之一就是TPU薄膜。TPU，又称热塑性聚氨酯橡胶或热塑性聚氨酯弹性体，是一种线性嵌段共聚物，由低聚物多元醇软段和异氰酸酯硬段构成。大分子二元醇和异氰酸酯连接形成长链结构，因分子链长，表现出柔性，所以形成整个大分子链中的软段结构；小分子多元醇和异氰酸酯连接形成短链结构，因分子链短，从而呈现刚性，形成大分子链结构中的硬段结构。软段部分通常与刚性的硬段交替存在于TPU分子链中，以共价键尾尾连接。由于聚氨酯硬段间的相互作用，所以它具有良好的机械性能。CN105421088A公开了一种银纤维防水透湿面料，所述银纤维防水透湿面料包括TPU防水透气膜和面料主体组成，所述面料主体是由经纱和纬纱编织而成，所述经纱为银纤维，所述纬纱为锦纶和涤纶混纺而成，本专利技术虽然在一定程度上能够防水透湿，但是该TPU防水透气膜的硬度、抗拉强度、抗撕强度等机械强度较低，且对于高水压环境的防水透湿能力弱。因此，开发一种硬度高、抗拉强度高、抗撕强度高，且绿色环保、防水性能优异的TPU复合材料，是优化防水透气膜的关键。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种硬度高、抗拉强度高、抗撕强度高，且绿色环保、防水性能透湿性能优异的TPU复合材料及其制备方法。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种防水TPU复合材料，其特征在于，所述防水TPU复合材料包括两层结构，外层为防水TPU聚合物层，内层为TPU薄膜层。优选地，所述防水TPU聚合物层由经丝和纬丝交织而成，所述经丝为聚氨酯纤维和石墨烯纤维的混合物，所述纬丝为银纤维。在本专利技术中，所述经丝为聚氨酯纤维和石墨烯纤维的混合物，其中石墨烯不仅具有优良的物理、化学以及力学性能，还能够充分提高聚合物的防水性能和阻隔性能；将石墨烯加入TPU复合材料中，能够有效改善复合材料的宏观力学性能，如TPU复合材料的硬度、抗拉强度、抗撕强度等机械强度。在本专利技术中，所述纬丝为银纤维，银纤维自身具有防辐射性能，抗静电性抗静电，使产品具有无静电之舒适感，可保护人体免受电磁波侵害，银纤维表面的银离子能非常迅速将阿摩尼亚及变质的蛋白质吸附其上而降低或消除臭味，强力抗菌，是一种自然界形成的天然元素，完全无一般化学性产品之毒副作用，绿色环保，手感舒适。在本专利技术中，所述防水TPU聚合物层由经丝和纬丝交织而成，银纤维配合聚氨酯纤维和石墨烯纤维的混合物，二者协同增效，可以极大地提升防水性能和阻隔性能，使得面料具有优异的透湿性和耐用性，保证在高水压环境下仍具有防水透湿能力。优选地，所述聚氨酯纤维和石墨烯纤维的质量比为(1-3):1，例如可以是1:1、1.3:1、1.5:1、1.8:1、2:1、2.2:1、2.5:1、2.9:1或3:1。本专利技术进一步优选了合理的聚氨酯纤维和石墨烯纤维的质量比，不仅可以进一步提升产品的机械强度，如硬度、抗拉强度和抗撕强度，还可以帮助石墨烯很好地扩散在聚氨酯纤维内，避免石墨烯产生团聚现象。优选地，所述聚氨酯纤维和银纤维的质量比为(3-8):1，例如可以是3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1、5.5:1、6:1、6.5:1、7:1、7.5:1或8:1。本专利技术进一步优选了合理的聚氨酯纤维和银纤维的质量比，目的是进一步提升防水性能、阻隔性能以及透气透湿性能。优选地，所述防水TPU聚合物层的组织纹路为斜纹。本专利技术组织纹路优选为斜纹，是由于斜纹组织有浮长线出现，使织物表面的光泽较平纹亮，达到手感柔软、舒适的效果。优选地，所述外层与内层的厚度比为1:(1-5)，例如可以是1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5或1:5。第二方面，本专利技术提供了一种如第一方面所述的防水TPU复合材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：将防水TPU聚合物层与TPU薄膜层采用热压合的方式进行压合，得到所述防水TPU复合材料。优选地，所述热压合的温度为85-120℃，例如85℃、88℃、90℃、95℃、98℃、100℃、105℃、110℃、115℃或120℃。优选地，所述防水TPU聚合物层通过如下方法制备得到：将聚氨酯纤维和石墨烯纤维混合均匀作为经丝，以银纤维为纬丝，以斜纹为组织纹路，编织成所述防水TPU聚合物层。在本专利技术中，采用聚氨酯纤维和石墨烯纤维先混和均匀的方式，从而促进其石墨烯在聚氨酯纤维中的分散，避免石墨烯团聚，从而进一步提高TPU复合材料的力学性能。优选地，所述方法包括以下步骤：(1)将聚氨酯纤维和石墨烯纤维混合均匀作为经丝，以银纤维为纬丝，以斜纹为组织纹路，编织成防水TPU聚合物层；(2)将防水TPU聚合物层与TPU薄膜层采用热压合的方式在85-120℃下进行压合，得到所述防水TPU复合材料。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术的防水TPU聚合物层，经丝为聚氨酯纤维和石墨烯纤维的混合物，具有绿色环保、透气透湿性能好的特点，TPU防水复合材料的机械强度得到很大提升。(2)本专利技术的防水TPU聚合物层，纬丝为银纤维，进一步加强了防水性能以及阻隔性能，而且具有绿色环保、透气透湿性能好、抗菌抗辐射、手感舒适的优点。(3)本专利技术所述经丝为聚氨酯纤维和石墨烯纤维的混合物，纬丝为银纤维，二者相互配合协同增效，使本专利技术所述TPU复合材料具有极强的防水性能、透湿性能，透湿量范围在7800-10000g/m2.24h之间，极大地提升了各种机械强度，如硬度范围在85-120A之间、抗拉强度范围在600-770kgf/cm2之间、抗撕强度范围在450-650kgf/cm2之间，且在较高水压环境5500-8000mmH2O内稳定仍可以使用。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本专利技术，不应视为对本专利技术的具体限制。实施例1一种防水TPU复合材料，包括两层结构，外层为防水TPU聚合物层，内层为TPU薄膜层，所述防水TPU聚合物层由经丝和纬丝交织而成，所述经丝为聚氨酯纤维和石墨烯纤维的混合物，所述纬丝为银纤维，所述聚氨酯纤维和石墨烯纤维的质量比为2:1，所述聚氨酯纤维和银纤维的质量比为5:1，所述防水TPU聚合物层的组织纹路为斜纹，所述外层与内层的厚度比为1:3。所述防水TPU复合材料具体方法包括以下步骤：(1)将聚氨酯纤维和石墨烯纤维质量比为2:1混合均匀作为经丝，以聚氨酯纤维和银纤维的质量比为5:1的银纤维为纬丝，以斜纹为组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防水TPU复合材料，其特征在于，所述防水TPU复合材料包括两层结构，外层为防水TPU聚合物层，内层为TPU薄膜层。/n

【技术特征摘要】
1.一种防水TPU复合材料，其特征在于，所述防水TPU复合材料包括两层结构，外层为防水TPU聚合物层，内层为TPU薄膜层。


2.根据权利要求1所述的防水TPU复合材料，其特征在于，所述防水TPU聚合物层由经丝和纬丝交织而成，所述经丝为聚氨酯纤维和石墨烯纤维的混合物，所述纬丝为银纤维。


3.根据权利要求1或2所述的防水TPU复合材料，其特征在于，所述聚氨酯纤维和石墨烯纤维的质量比为(1-3):1。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的防水TPU复合材料，其特征在于，所述聚氨酯纤维和银纤维的质量比为(3-8):1。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的防水TPU复合材料，其特征在于，所述防水TPU聚合物层的组织纹路为斜纹。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的防水TPU复合材料，其特征在于，所述外层与内层的厚度比为1:(1-5)。


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【专利技术属性】
技术研发人员：杨博，王一良，何建雄，
申请(专利权)人：东莞市雄林新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44