專利名稱：阻燃透濕防水產品的制造方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種阻燃透濕防水產品的制造方法，尤指一種應用于防水產品制程，及兼具以阻燃透濕微多孔產品配合阻燃性的親水型樹脂，貼合于織物或編物上，依透當制程所制成的具高阻燃、高透濕特性防水產品的制造方法。
PU樹脂(Polyurethanes聚氨基甲酸酯，俗稱發(fā)泡塑膠的熱固性塑膠)原料廣泛地應用于一般日常生活中的墊子、枕頭、沙發(fā)、大衣內襯、手提袋、緩沖材料、隔音材料及隔熱材料等產品上，而以一般PU樹脂材料特性而言，可視其用途，適當地配制其合成比例，而使該PU樹脂可制成可軟、可硬的形態(tài)應用，但一般的PU樹脂材料本身，并未具有阻燃的效果，間接地局限其應用的范圍與影響其使用上的安全性。
然而，一般產業(yè)界為使PU樹脂材料具有阻燃效果，則多于構造物中添加含囟素或含囟、含磷系的化合物;或者于樹脂中添加有機或無機阻燃化合物，但一般無機阻燃劑大都為水溶型，且與PU樹脂的相容性差，故于濕式加工過程或以后長期使用時，常會滲出于PU樹脂的表面，而使加工效果變差或沒有效果。
此外，由于一般阻燃劑本身屬酸性物質，經作用時會放出囟素或磷系等酸性物質，而促使PU樹脂產生顯著加水分解，同時亦會促進光劣化及熱劣化等現(xiàn)象，導致PU樹脂原料有脆化及劣化等缺陷，并使得產品的耐久性顯著降低。
再者，或有于構造物中添加含鹵素或含鹵、磷系的脲脂(urethane)化合物，如日本專利公報中「平4-151241號」專利所公開的技術手段，除了制造成本因此提高外，尚需添加較多量如上所述的阻燃劑方能達到阻燃的效果，并導致產品于制造上的經濟效益偏低，且使該PU樹脂產品物性變差，亦即無法制造出阻燃及兼具透濕防水性能的產品。
本發(fā)明人有鑒于此，乃致力研究改良，經再三試作修飾后，今終開發(fā)出一種阻燃透濕防水產品的制造方法，藉以使阻燃透濕防水產品具有高阻燃效果、高透濕效果、降低生產成本等產業(yè)上利用價值的優(yōu)點。
據此，本發(fā)明的主要目的是提供一種阻燃透濕防水產品的制造方法，尤其是于PU樹脂組成中添加水不溶型的鹵素系列阻燃劑及無機系列阻燃劑，再以適當的制程將鹵素系列阻燃劑與銻系列阻燃劑依適當比例添加，并藉該鹵素系列阻燃劑及銻系列阻燃劑具有協(xié)同作用，而使其添加量降至最低，并再用三輥筒研磨機將一般呈粉體狀的銻系列阻燃劑或鹵素系列阻燃劑充分研磨，使該粉體狀的阻燃劑與PU樹脂原粒充分混合，并再依適當的制程添加以適當陰離子表面活性劑，而使上述研磨后的粉體細度化、提升表面積及阻燃劑與PU樹脂原料的相容性、安定性，同時，亦不會影響濕式加工制程或以后阻燃劑于應用時滲出于薄膜的表面，而再于上述囟素系列及銻系列的PU樹脂阻燃混合液中，適度地添加輔助系列阻燃劑及添加劑，俾以產生高阻燃效果的阻燃透濕微多孔薄膜產品;并再于親水型無黃變PU樹脂組成過程中，以適當的添加程序，依序添加囟素系列阻燃劑、銻系列阻燃劑、無機系列畏助阻燃劑、特殊耐熱阻燃系列添加劑、架橋劑、架橋促進劑及陰離子表面活性劑等，經三輥筒研磨機充分摻合后制成具阻燃親水性能及接著性能的阻燃性親水型樹脂，并將上述的阻燃透濕微多孔薄膜產品，藉由該阻燃性的親水型樹脂，貼合于織物或編物上，而據以制得具高阻燃及高透濕特性的防水產品，藉以降低于防止產品整體制程中，阻燃劑的用量，及大幅提升本發(fā)明的防水產品的阻燃效果及產品生產的經濟效益。
為使貴審查員進一步具體了解本發(fā)明的具體技術內容及發(fā)明內函，以下茲舉一較佳的操作例與若干實施例、比較例詳細說明之，俾便于貴審查員的審理。其中A.本發(fā)明的阻燃透濕防水產品的構成技術及其制程步驟(1)在PU樹脂組成過程中，適當地添加鹵、銻系列阻燃劑、無機系列阻燃劑及特殊耐熱阻燃系列添加劑，并經三輥筒研磨機充分摻和后，配置成涂布液，并將該涂布液以涂布方式涂布于支撐物上，再利用濕式凝固方式制造出柔軟及兼具阻燃透濕性能的阻燃透濕微多孔薄膜成品。
(2)將步驟(1)中所制得的阻燃兼具透濕性能的PU樹脂微多孔薄膜成品，以具阻燃效果的接著層，將阻燃透濕薄膜貼合于織物或編物上，而使該織物或編物具有優(yōu)良的阻燃及兼具透濕防水性能，而制成具有高阻燃及高透濕特性的防水產品。
(3)另在上述本發(fā)明操作步驟(1)中所使用的主要阻燃劑則以囟素系列阻燃劑，并用銻系列阻燃劑所構成，且該鹵素系列阻燃劑與銻系列阻燃劑的混合比例范圍則在1∶10～10∶1，較佳為1∶1～4∶1的比例。
(4)此外，在上述本發(fā)明中所使用的無機系列輔助阻燃劑，則包括Mg(OH)2·Al(OH)3、MoO3、P、CaCO3、CaOAl2O3·6H2O、MgCO3、CuO、Cu2O等無機化合物所構成，且該添加劑則為Zn、Mg、ZrO2、TiO2、SiO2、SnO、ZnO、BaB2O4等無機化合物所構成，且上述的無機系列輔助阻燃劑及添加劑于PU樹脂原料內的添加量分別為該PU樹脂的3～100%(重量)及1～30%(重量)。
(5)另為使上述的主要阻燃劑、無機系列輔助阻燃劑及添加劑等配料能均勻混合，及使該配料的料徑分布在5微米以下，故需再經三輥筒研磨機充分研磨，而使該配方液的粒徑分布于5微米以下，而其較佳的粒徑分布范圍為1微米以下，且于研磨時需使用陰離子系表面活性劑，藉以提升其乳化安定性。
(6)在本發(fā)明操作步驟(2)所使用的接著層，乃于親水型無黃變PU樹脂組成中，添加鹵素系列阻燃劑、銻系列阻燃劑、無機系列阻燃劑、特殊耐熱阻燃系列添加劑、架橋劑、架橋促進劑及陰離子表面活性劑，經三輥筒研磨機充分摻和后，所配制而成具阻燃效果的親水性接著層。
(7)在本發(fā)明的操作步驟(2)所使用的織物，則可為不具阻燃性的薄織物或編物、具阻燃性的織物或編物，及經適當的阻燃處理后的織物或編物。
(8)另在上述本發(fā)明中的操作步驟(2)中所使用的架橋劑則為TMP與TDI的加合物、TMP與HDI的加合物及TMP與IPDI的加合物或HDI的三合體化合物所構成。
(9)為使本發(fā)明所制成的防水產品獲得高性能的阻燃兼具透濕防水織物或編物，本發(fā)明在操作步驟(1)中則以離型布制作濕式阻燃微多孔薄膜，再配合操作步驟(2)及(3)所述具阻燃效果的親水性接著層，而使該貼合濕式阻燃微多孔薄膜的織物，成為具有高阻燃、高透濕及防水性能的產品。
(10)由上述本發(fā)明的阻燃透濕防水產品的各處理方法及操作步驟后，即可獲得兼具上述步驟各項特征的高阻燃及兼具高透濕特性的防水產品。
經以上本發(fā)明的阻燃透濕防水產品的制造方法的詳細制程及操作步驟說明后，已初步揭露本發(fā)明的技術內容與技術手段的構成，但為使貴審查員更進一步了解本發(fā)明的技術重點及產業(yè)上利用價值所在，以下茲舉數個較佳的實施例及比較例加以闡述說明之，其中B.總合實施例1.在本發(fā)明中所使用的PU樹脂原料，是由多元醇(polyol)、二異氰酸酯(diisocyanate)、鏈增長劑(chain extender)三部分所組成，且其中polyol種類以polyester polyol、polycarbonate polyol及polyca-prolactone polyol系列為主二異氰酸酯化合物則有黃變型與非黃變型兩類，且于本發(fā)明中則可使用黃變型PU樹脂原料或非黃變型PU樹脂原料;其中，黃變型PU樹脂中必須添加紫外線吸收劑及抗氧化劑，使其難以變黃;chain extender部分主要有二醇(diol)系及二胺(diamine)系列兩類;diol方面有EG、1，3PG、1，4B.D.、1，5P.D.、16，H.D及芳香環(huán)的短鏈diol(如 ……等等)，而diamine類則有HH、EDA、H2N CH2 NH2……等等，并再經一段聚合或二段聚合方式合成該PU樹脂，合成后以DMF稀釋至30%PU樹脂溶液。
2.為使上述PU樹脂溶液賦予優(yōu)良的阻燃效果，乃于配方中添加主要阻燃劑、輔助系列阻燃劑及各種添加劑，并將該所添加的各種阻燃劑及添加劑的相關種類及組成詳述如后a.主要阻燃劑方面包含有鹵素系列阻燃劑及銻系列阻燃劑兩種，且于鹵素系列阻燃劑方面則有氯代鏈烷烴(Paraffine chlorinated)、十溴二苯醚(Decabromodiphenyl oxide)、六氯代苯(Hexachloro benzene)、六溴代苯(Hexabromo benzene)、五溴乙基苯(Pentabromo ethyl benzene)、五溴二苯醚(Pentabromo diphenyl oxide)、八溴二苯醚(Octabromo diphenyl ether)等的鹵化物;銻系列阻燃劑則有Sb2O3、Sb2O5等兩種銻系化合物。
b.輔助系列阻燃劑及添加劑方面關于輔助系列阻燃劑及添加劑則有CaCO3、CaIAl2O3·6H2O、Al(OH)3、Mg(OH)2、MgCO3、SiO2、CuO、Cu2O、Zn、ZnO、2ZnO·3B2O3·3.5H2O、BaB2O4、TiO2、SnO等元機化合物類所構成。
C.實施例一1.以經退漿、精練、染色、預定型的耐龍平織布，組織為70D/24F，210條，且以2%的氟碳樹脂壓吸處理，壓吸率為40%，并再進行烘干定型制成離型布。
2.將配置完成的表面層涂布液以刮刀方式涂布于以上述步驟1所制成的離型布上，該涂布量約為100～300g/m2，并再經攝氏20℃×10分的濕式凝固浴成型后，經水洗、熱水洗等步驟處理后，再于攝氏120～140℃溫度的烘箱中烘干約三分鐘后，即得柔軟且兼具阻燃透濕微多孔薄膜成品。
3.上述步驟2的表面層涂布液組成成分如下a.聚酯型PU樹脂(DU-1030W) 100gb.鹵素系列阻燃劑 20gc.銻系列阻燃劑 5gd.Mg(OH)210ge.Al(OH)310gf.MoO36gg.陰離子表面活性劑 6g4.將配置完成的接著層涂布液以刮刀方式涂布于上述步驟2所制成的阻燃透濕微多孔薄膜表面，其涂布量約為100～300g/m2，并再以10Kg/cm2的壓力，與不具阻燃性的薄織物進行貼合處理，最后再于攝氏170℃溫度的烘箱中作熱處理二分鐘后，即可得阻燃及兼具透濕防水的產品。
5.上述步驟4的接著層涂布液組成成分如下a.親水型無黃變PU樹脂 100gb.HDI三合體架橋劑 5gc.架橋促進劑(胺系化合物) 2gd.鹵素系列阻燃劑 20ge.銻系列阻燃劑 5gf.Mg(OH)210gg.Al(OH)310gh.MoO310gi.ZnO 15gj.陰離子表面活性劑 6gD.實施例二1.加工方法同于實施例一中的步驟1、步驟2及步驟3，但織物采用經阻燃處理的棉平織布。
2.表面層涂布液組成成分如下a.polyester系列PU樹脂 100gb.鹵素系列阻燃劑 15gc.銻系列阻燃劑 8gd.Mg(OH)210ge.Al(OH)220gf.ZnO 15gg.陰離子表面活性劑 6gh.色料 10g3.接著層涂布液組成成分如下a.親水型無黃變PU樹脂 100gb.TMP與IPDI化合物 5gc.架橋促進劑 2gd.鹵素系列阻燃劑 15ge.銻系列阻燃劑 8gf.Mg(OH)210gg.Al(OH)220gh.ZnO 15gi.陰離子表面活性劑 6gE.實施例三1.加工方法同于實施例一中的步驟1、步驟2及步驟3，但織物采用具阻燃性的聚酯織物。
2.表面層涂布液組成成分如下a.一液型脂肪族PU樹脂 100gb.鹵素系列阻燃劑 15gc.銻系列阻燃劑 8gd.Mg(OH)210ge.ZrO210gf.陰離子表面活性劑 2gg.色料 10g3.接著層涂布液組成成分如下a.親水型無黃變PU樹脂 100gb.HDI三合體架橋劑 5gc.架橋促進劑 2gd.鹵素系列阻燃劑 15ge.銻系列阻燃劑 10gf.Mg(OH)210gg.ZrO210gh.陰離子表面活性劑 2gF.比較例一1.加工方法亦同于實施例一的步驟1、步驟2及步驟3，但貼合織物采用不具阻燃性的薄織物。
2.表面層涂布液組成成分如下a.一液型芳香族PU樹脂 100gb.鹵素系列阻燃劑 20gc.銻系列阻燃劑 10gd.陰離子表面活性劑 2ge.色料 10g3.接著層涂布液組成成分如下a.二液型脂肪族PU樹脂 100gb.三聚氰胺系架橋劑 5gc.架橋促進劑 2gd.鹵素系列阻燃劑 20ge.銻系列阻燃劑 10gf.陰離子表面活性劑 2gG.比較例二1.加工方法亦同于實施例一的步驟1、步驟2及步驟3，但貼合織物采用經阻燃處理后的棉平織布。
2.表面層涂布液組成成分如下a.一液型芳香族PU樹脂 100gb.陰離子表面活性劑 2gc.色料 10g3.接著層涂布液組成成分如下a.二液型脂肪族PU樹脂 100gb.三聚氰胺系架橋劑 5gc.架橋促進劑 2gd.陰離子表面活性劑 2g由以上本發(fā)明所述的各個實施例及比較例的特殊制造方法，并將該各個實施例及比較例依不同條件所制成本發(fā)明的阻燃兼具透濕防水織物產品，并依ASTM D2863-74法分別測試其限氧指數(L.O.I.)，及以CPAI-84型垂直燃燒試驗機測試其碳化長度，并依LYSSY法于攝氏40℃、95%RH的條件下測試其透濕性，俾使該測試結果與習知方法相為比較，并將其所測得的相關數據及比較結果(本發(fā)明實施例與比較例的效果比較)列表如下加工方式 限氧 碳化長度 余燃 透濕性 耐水壓指數 (g/m2/天) (mm H2O)實施例1 35 3.3英寸 0 6500 8000實施例2 41 3.0英寸 0 5500 8500實施例3 40 2.0英寸 0 5000 8000比較例1 22 完全燃燒 - 4000 5000比較例2 24 完全燃燒 - 4500 5000由以上的表列結果則可明顯看出由實施例一～三的限氧指數(L.O.I.)大于35的效果，實較如比較例之一般習用防水產水產品的限氧指數(L.O.I.)24高出許多，再者由上列其他的碳化長度、透濕性及耐水壓相關數據中亦可明顯比較出該本發(fā)明的實施例一～三結果，實遠優(yōu)于如比較例一～二所示的典型習用防水產品的實驗數據，故由此可知本發(fā)明的阻燃透濕防水產品的制造方法可獲得極優(yōu)良且兼具高阻燃高、透濕性能的防水產品。
綜上所述，本發(fā)明整體的技術內容與技術思想實為前所未見，且本發(fā)明的阻燃透濕防水產品的制造方法，無論在制作流程及降低產品生產成本方面，均可達預期的目的與功效，且亦合于產業(yè)上的利用價值。
權利要求
1.一種阻燃透濕防水產品的制造方法，此方法是于PU樹脂組成中添加非水溶性的高性能阻燃劑，經三輥筒研磨機充分摻和后，用離型布進行濕式成型，而先行制成阻燃透濕微多孔薄膜成品；并再于親水型無黃變PU樹脂組成過程中，以適當的添加程序，依序添加鹵素系列阻燃劑、銻系列阻燃劑、無機系列輔助阻燃劑、特殊耐熱阻燃系列添加劑、架橋劑、架橋促進劑及陰離子表面活性劑等，經三輥簡研磨機充分摻合后制成具阻燃親水性能及接著性能的阻燃性親水型樹脂，并再將該阻燃透濕微多孔薄膜成品，藉由該阻燃性的親水型樹脂，形成一具阻燃效果的接著層，而貼合于織物或編物上，從而制得具高阻燃及高透濕特性的防水產品。
2.根據權利要求1所述的阻燃透濕防水產品的制造方法，其中，于該阻燃透濕微多孔薄膜成品的制程中，該PU樹脂、囟素系列及銻系列阻燃劑、無機系列阻燃劑及特殊耐熱阻燃系列添加劑等配料需再經三輥筒研磨機充分研磨，并使其研磨后的配方液的粒徑分布在5微米以下，而使該研磨后的配料得以均勻混合。
3.根據權利要求2所述的阻燃透濕防水產品的制造方法，其中，該配料研磨后的粒徑在2微米以下。
4.根據權利要求1所述的阻燃透濕防水產品的制造方法，其中，該主要的阻燃劑是以囟素系列阻燃劑并用銻系列阻燃劑，且該囟素系列阻燃劑與銻系列阻燃劑的混合比例范圍在1∶10～10∶1之內。
5.根據權利要求3所述的阻燃透濕防水產品的制造方法，其中，該囟素系列阻燃劑與銻系列阻燃劑的混合比例，在1∶1～4∶1范圍內。
6.根據權利要求1所述的阻燃透濕防水產品的制造方法，其中，該無機系列輔助阻燃劑包括由Mg(OH)2、MoO3、Al(OH)3、P、CaCO3、CaOAl2O3·6H2O、MgCO3、CuO、Cu2O等所構成的無機化合物類。
7.根據權利要求1所述的阻燃透濕防水產品的制造方法，其中，該添加劑為Zn、Mg、ZrO2、TiO2、SiO2、SnO、ZnO、BaB2O4等無機化合物。
8.根據權利要求6或7所述的阻燃透濕防水產品的制造方法，其中，該無機系列輔助阻燃劑及添加劑于PU樹脂原料的添加量分別為該PU樹脂的3～100(重量)和1～30(重量)。
9.根據權利要求1所述的阻燃透濕防水產品的制造方法，其中，該親水性的接著層組成中的架橋為TMP與TDI的加合物、TMP與HDI的加合物、TMP與IPDI的加合物或HDI的三合體化合物。
10.根據權利要求1所述的阻燃透濕防水產品的制造方法，其中，該織物可為不具阻燃性的薄織物或編物、具阻燃性的織物或編物及經阻燃處理后的織物或編物。
11.根據權利要求10所述的阻燃透濕防水產品的制造方法，其中，該具阻燃性的織物為阻燃聚酯織物。
12.根據權利要求1所述的阻燃透濕防水產品的制造方法，其中，該阻燃透濕薄膜產品的制程中，是以離型布制作濕式的阻燃透濕微多孔薄膜成品，俾以配合具阻燃效果的親水性接著層，從而獲得高性能具阻燃及透濕防水的織物或編物。
全文摘要
阻燃透濕防水產品的制造方法，于PU樹脂組成中添加非水溶性的高性能阻燃劑，經三輥筒研磨機充分摻和后，用離型布進行濕式成型，先制成阻燃透濕微多孔薄膜成品；并再于親水型無黃變PU樹脂組成過程中，以適當的添加程序，依序添加鹵素系列阻燃劑、銻系列阻燃劑、無機系列輔助阻燃劑、特殊耐熱阻燃系列添加劑、架橋劑、架橋促進劑及陰離子表面活性劑等，經三輥筒研磨機充分摻合后制成具阻燃親水性能及接著性能的阻燃性親水型樹脂，并將前項的阻燃透濕微多孔薄膜成品，藉由該阻燃性的親水型樹脂，貼合于織物或編物上，從而制得具高阻燃及高透濕特性的防水產品。
文檔編號D06M15/564GK1107192SQ94102420
公開日1995年8月23日 申請日期1994年2月7日 優(yōu)先權日1994年2月7日
發(fā)明者吳忠夫, 鄭琨琳, 蔡秋雄, 孔繁平, 莊坤龍, 姚淑蘭, 劉金柳 申請人:財團法人中國紡織工業(yè)研究中心