交联硅氧烷型逆乳液制备“透湿防水”涂层的用途制造技术

本发明专利技术涉及在由合成聚合物（聚酰胺、聚酯等）制成的各种柔软载体如纺织品上的硅氧烷涂层的一般领域。本发明专利技术的目的之一是提供在柔软载体上制备防水透湿涂层的有效方法，所述方法可提高硅氧烷的透湿性，同时保持防水性。本发明专利技术方法主要包括：把硅氧烷基油包水逆乳液施涂到载体的至少一个面上，以形成薄膜；使硅氧烷相φｓ交联，并除去水，其中所述逆乳液包括：连续硅氧烷油相φｓ其可交联形成弹性体并包括通过加聚、阳离子法或自由基法交联的聚有机硅氧烷（ＰＯＳ）Ａ；任选的交联有机硅化合物Ｂ；和任选的至少一种催化剂Ｃ；水相φａ；至少一种稳定剂。本发明专利技术还涉及使用逆油包水硅氧烷乳液的防水透湿的柔软聚酰胺或聚酯载体。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在由合成聚合物(聚酰胺、聚酯等)制成的各种柔软载体如纺织品上的硅氧烷涂层的一般领域。更具体来说，本专利技术涉及利用包括一种或多种可通过加聚、缩聚、阳离子法或自由基法交联的聚有机硅氧烷(POS)的液体组合物涂布柔软(或柔性)材料，以形成尤其具有透湿防水(透湿汽但不透水)和/或疏水性质的保护膜或涂层。可用交联硅氧烷弹性体制成的薄膜涂布的柔软载体，尤其是纺织品例如可以是用于服装的织物。利用位于涂布头下游的用于激发交联反应的装置，卷状(web)柔软载体在其至少一个面上被涂布了可被交联的硅氧烷膜。这些用于激发交联反应的装置尤其可以是热、辐射(如UV)或电子束发射装置。在服装业、工业织物行业或家具业中，一直都需要不透水但只可透过湿汽的材料。实际上，防水(不论这种水来自外部如雨水，还是来自内部如排汗产生的快速冷凝的湿汽)是使得用户感到舒适的一个特别重要的因素。为了避免与水接触，纺织品的防渗层应当允许内部产生的水在其冷凝之前处于蒸气态时快速蒸发，并且应当阻止透过外部产生的水，即使这种水处于(轻微)压力下。除了对于液态水的“不渗透性”和对于湿汽的“透气性”这样的性质外，柔软载体，尤其是纺织品还需要具有其它性质，尤其是空气的渗透性、起珠(beading)效果等。为了可以“透湿防水”，柔软载体必须用数百万个足够小的孔穿透，以便不允许水滴通过，而只允许蒸气态水通过。两种技术被用于获得这种性能层压和涂布。层压法包括把多孔且非常薄的膜层压到衣服的外层上(2层)或者层压到外层和衬里之间(3层，如GORE)另外，涂布法包括把涂层涂布到衣服上，其上的微孔可允许湿汽透过。该涂膜例如可由微孔聚氨酯制成。有一些专利主要涉及由膨胀型聚四氟乙烯制成的(如US-B-5,948,707；US-B-4,187,390；US-B-3,953,566；US-B-4,194,041；WO-A-99/39038)或者以聚氨酯为主要成分的(如EP-A-0 503 826)防水并透过湿汽的微孔“透湿防水”的柔软载体(膜)。在这些包括微孔“透湿防水”膜的产品中使用硅氧烷。首先，可加入硅氧烷来形成使载体不透水的涂层。这在EP-A-0 503826中进行了描述，该专利描述了新型有机硅氧烷化合物——新戊硅氧烷Si(OSiR2Q)4，其中Q由氧杂环丁烷和/或环氧丙烷单元构成，该专利还描述了这些硅氧烷在形成防水透湿汽膜方面的用途。实际上，聚氨酯薄膜的缺点是耐磨性差，并且在透湿性增加时会丧失防水性。根据EP-A-0 503 826，在聚氨酯涂层中把这些有机硅氧烷化合物用作辅助组分可提高聚氨酯涂层的性能。如WO-A-01/26495所述，硅氧烷还可用于使缝隙不透水。根据US-B-5,948,707，硅氧烷可提高微孔“透湿防水”膜的机械性能。该专利更具体地涉及膨胀型PTFE膜，其中的一面被不连续弹性涂层覆盖，这样就由于明显提高磨擦系数而具有防滑性能。WO-A-91/17205公开了可交联或不可交联的弹性硅氧烷制备PTFE树脂和硅氧烷的互穿基质并由此提高材料物理性能的用途。这类结构是具有提高的物理特性和耐洗涤剂性的多孔防水透湿的结构。硅氧烷渗透到孔的内部，形成由原纤维互连的结点和原纤维本身构成的涂层。通过对现在技术的评述可以看出，使用硅氧烷弹性体是未知的，更不知把“硅氧烷油包水”乳液用作防水透湿的微孔柔软载体的主要组成原料。然而，包括硅氧烷的已知“透湿防水”成衣仍然可以提高其防水性和透湿性，同时满足经济上的限制。而且，一直都希望从经济的角度和工业操作条件方面有所改进易于实施/卫生和安全。在这种情况下，本专利技术的主要目的是提供在柔软载体上制备防水透湿涂层的有效方法，该方法可提高硅氧烷的透湿性，同时保持防水性。本专利技术的另一个主要目的是提供在柔软载体上制备防水透湿涂层的经济、易于实施且安全的方法。本专利技术的另一个主要目的是提供在用于在柔软载体上制备防水透湿涂层的方法中使用的新型硅氧烷原料，这种新型原料具有有效性(防水性/透湿性)，并且可以经济、容易且无害地进行处理。本专利技术的另一个主要目的是提供非常有效且不太贵的，并且可在工业条件下生产的“防水透湿”的硅氧烷织物。这些目的以及其它目的可通过本专利技术来实现，本专利技术首先涉及在柔软载体上制备防水透湿涂层的方法，其特征在于它主要包括以下步骤◆把硅氧烷型油包水逆乳液施涂到载体的至少一个面上，以形成薄膜，所述逆乳液包括●连续硅氧烷油相s○其可交联形成弹性体○并包括→-A-至少一种可通过加聚、缩聚、阳离子法或自由基法交联的聚有机硅氧烷(POS)；→-B-任选地，至少一种交联有机硅化合物；→-C-任选地，至少一种交联反应催化剂；●水相a，包括至少20重量％的水，●至少一种稳定剂，◆使硅氧烷相s交联，并除去生成的水。因而，重要的是采用活性成膜的硅氧烷油包水逆乳液来涂布柔软载体(如微孔膜)，以在交联之后形成其本身也是微孔的硅氧烷弹性体涂层。硅氧烷型逆乳液是由水滴分散在连续的硅氧烷油相中构成的。本专利技术的硅氧烷油包水乳液不包括通过硅氧烷弹性体在有机溶剂中的溶液获得的硅氧烷油包水乳液。它们可通过本领域普通技术人员熟知的乳化方法来制备，包括将水相a和油相s混合，不进行研磨，或进行研磨，即用高剪切。不愿受到理论的限制，本专利技术的原理因此如下所述在待处理载体上涂布逆乳液，形成薄膜。随后，乳液的油相交联形成涂层，而水相通过蒸发除去(或者在交联时，或者通过加热除去)。水的消失随即导致在硅氧烷膜中形成微孔。因此必须使用活性硅氧烷油。而且，除去乳液中所含的水给织物带来了“透气性”。如果涂层厚度为粒径，则水的蒸发可有效地形成孔，也就是织物的外部和内部直接接触。另一方面，如果涂层比水滴厚，则必然不会有这种接触。但是，在蒸发时可能会发生渗滤作用并且产生“通道”，由此允许湿汽通过。优选地，硅氧烷相s在25℃下的粘度η小于2000mPa·s，优选为100-1400mPa·s，更优选为100-800mPa·s。优选地，水相a包括30-90重量％的水，更优选为40-80重量％的水。对于分散相(水)的平均粒度的选择要可以赋予逆乳液以一定的稳定性。该平均粒度分布并不是关键因素。优选地，所述水相a具有通过其平均粒径D50(μm)定义的粒度D50≤100优选地，0.001≤D50≤50。在本专利技术的范围内，参数D50是粒度分布的中值粒径。它可通过下述分析技术中的一种所获得的累积粒度分布图，通过确定与50％累积量的颗粒总数相对应的尺寸来确定。具体来说，该粒度参数D50对应于至少50％的相关颗粒的平均最大尺寸；D50为10μm表示50％的颗粒的尺寸小于10μm。粒度测量可通过常规技术来进行，如沉降技术、激光衍射(如COULTERLSI30前提是使用适合于这种测量的小槽)、与图像分析耦联的光学显微镜法等。稳定剂优选以下物质-非离子、阴离子、阳离子或者甚至是两性表面活性剂；-硅氧烷聚醚；-固体颗粒，优选任选地与至少一种共稳定剂结合的二氧化硅颗粒，所述共稳定剂优选非离子、阴离子、阳离子或者甚至是两性表面活性剂；-和它们的混合物；-任选地与至少一种共稳定剂结合的固体颗粒是特别优选的。表面活性剂更一般地是根据HLB来选择。术语“HLB”(亲水亲油平衡)是指表面活性剂分子中的极本文档来自技高网...

【技术保护点】
在柔软载体上制备防水透湿涂层的方法，其特征在于它主要包括以下步骤：◆把硅氧烷型油包水逆乳液施涂到载体的至少一个面上，以形成薄膜，所述逆乳液包括：●连续硅氧烷油相φｓ：＊其可交联形成弹性体＊并包括：→－ Ａ－至少一种可通过加聚、缩聚、阳离子法或自由基法交联的聚有机硅氧烷（ＰＯＳ）；→－Ｂ－任选地，至少一种交联有机硅化合物；→－Ｃ－任选地，至少一种交联反应催化剂；●水相φａ，包括至少２０重量％的水，●至少一种稳 定剂，◆使硅氧烷相φｓ交联，并除去水。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P布兰拉德，M德鲁勒，Y吉劳德，N马丁，
申请(专利权)人：罗狄亚化学公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]