專利名稱：具有涂層的紡織織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有涂層的紡織織物，更具體地說(shuō)，涉及一種涂覆有在兩個(gè)區(qū)域的不同壓差下能夠起到壓力阻擋層作用的基于硅氧烷的涂層組合物的織物。本發(fā)明還涉及制備該紡織織物的工藝和由具有涂層的織物制成的充氣安全袋。
用基于硅氧烷的涂層組合物涂覆的紡織織物已為人們所知。這些組合物可賦予該具有涂層的織物各種優(yōu)點(diǎn)。例如在歐洲專利EP553840中描述了一種用于汽車的充氣安全袋的液體硅氧烷橡膠涂層組合物，其中含有一種具有鏈烯基的某種聚二有機(jī)硅氧烷、聚有機(jī)硅氧烷樹脂、無(wú)機(jī)填料、某種聚有機(jī)氫化硅氧烷、鉑族金屬催化劑和含有環(huán)氧基的有機(jī)硅化合物。在歐洲專利EP646672中描述了一種用硅氧烷組合物浸漬過(guò)的織物，該硅氧烷組合物中含有具有脂族不飽和的某種線形聚有機(jī)硅氧烷、某種聚有機(jī)氫化硅氧烷、促進(jìn)加成反應(yīng)的催化劑、疏水的二氧化硅、阻燃劑和可選擇地加入的粘合促進(jìn)劑。后一專利的說(shuō)明書中建議將該織物的組合物應(yīng)用于制造充氣安全袋。應(yīng)用硅氧烷涂層組合物比應(yīng)用其它組合物如有機(jī)涂層組合物的優(yōu)點(diǎn)在于例如硅氧烷組合物的提高的耐候性、保持柔韌性和耐熱性等方面。
雖然具有此種組合物的織物涂層可滿足充氣安全袋的使用，但是它們不能滿足當(dāng)具有壓力的液體在織物氣囊中殘留相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間時(shí)的需要。在例如將該涂層應(yīng)用于汽車工業(yè)中的側(cè)屏充氣安全袋(side curtain airbags)時(shí)有這種需要。這種側(cè)屏充氣安全袋與普通充氣安全袋一樣用于在沖擊時(shí)膨脹。該側(cè)屏展開以形成在乘客和汽車車身側(cè)壁如車窗之間的緩沖屏。由于不僅僅用于普通司機(jī)和乘客充氣安全袋在自身碰撞時(shí)的緩沖，而是例如在汽車翻滾時(shí)保護(hù)乘客，重要的是在此種翻滾情況下該側(cè)屏充氣安全袋的充分地加壓。普通司機(jī)和乘客充氣安全袋僅需要保持壓力幾分之一秒，而希望此種側(cè)屏充氣安全袋能夠維持適合的壓力幾秒鐘。類似的是在例如飛機(jī)的緊急滑道和可膨脹浮箱等中應(yīng)用，此種情況下希望壓縮的織物結(jié)構(gòu)能夠在一定的流體壓力下維持相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間。
我們發(fā)現(xiàn)某種硅氧烷基涂層組合物的結(jié)合可以提供這些優(yōu)點(diǎn)。更具體地，我們發(fā)現(xiàn)涂多層基于硅氧烷的涂層組合物，其中含有具有不同特性的至少兩層涂層，對(duì)于達(dá)到上述目的非常有利。
應(yīng)用多于一層基于硅氧烷的涂層已為人們所知，并在美國(guó)專利US4587159中公開，其中描述了一種透明的或半透明的硅氧烷涂層玻璃織物，包括第一層聚二有機(jī)硅氧烷，其中的有機(jī)官能團(tuán)為甲基和苯基官能團(tuán)的比例為0.25至3.7，這層涂層浸漬和涂覆該玻璃織物紗線但不填充該玻璃織物的間隙；第二層硅氧烷彈性體覆蓋第一層并填充于該玻璃織物的間隙中；以及第三層彈塑性聚有機(jī)硅氧烷樹脂用于提供一個(gè)平滑、干燥的表面。根據(jù)該發(fā)明的具有涂層的玻璃織物處于透明或半透明狀態(tài)并且可用于建造例如氣承和拉力支承結(jié)構(gòu)例如溫室和太陽(yáng)能加熱建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)。然而該種材料不適于用作側(cè)屏充氣安全袋的涂層。
我們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)在紡織織物上涂覆具有高斷裂伸長(zhǎng)率的基于硅氧烷的彈性體的第一層，和具有高撕裂強(qiáng)度的基于硅氧烷的彈性體的第二層，即可獲得適用于汽車側(cè)屏充氣安全袋的織物。
根據(jù)本發(fā)明提供了一種具有涂層的紡織織物，它包括紡織織物和至少兩層基于聚有機(jī)硅氧烷的彈性材料，即在該織物上涂覆具有至少400％斷裂伸長(zhǎng)率的第一層和具有至少30kN/m的撕裂強(qiáng)度的第二層。
本發(fā)明所適用的織物是由合成纖維或者天然纖維和合成纖維的混合物制成的，例如聚酯、聚酰亞胺、聚乙烯、聚丙烯、聚酯-棉、玻璃纖維，最優(yōu)選的為聚酰胺纖維如尼龍66。它們需要具有柔韌性以作為可膨脹體使用。優(yōu)選是具有足夠的柔韌性使之可以折疊成相對(duì)小的體積，但也應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度以經(jīng)受高速展開，例如在爆發(fā)性充氣的影響下和在膨脹時(shí)乘客的撞擊或其它影響。
該有機(jī)硅氧烷彈性材料可以是基于通過(guò)固化形成彈性體的許多有機(jī)硅氧烷體系。許多此種有機(jī)硅氧烷體系是已知的和可商購(gòu)的并且已經(jīng)記載在文獻(xiàn)中的。適合的形成彈性體的有機(jī)硅氧烷體系包括至少一種硅氧烷聚合物和一種有機(jī)硅交聯(lián)劑。有用的硅氧烷聚合物單元具有通式RaR’bSiO4-a-b/2(1)，其中R是具有不超過(guò)18個(gè)碳原子的一價(jià)烴基，R’是一價(jià)的烴基或烴氧基、氫原子或羥基，a和b為0至3,a+b的總和為不超過(guò)3。該硅氧烷聚合物優(yōu)選為一般線形的聚有機(jī)硅氧烷，其通式為(Ⅱ)
其中R和R’的含義同上，且其中x是一個(gè)整數(shù)，其值優(yōu)選為10-1500。尤為優(yōu)選的是R代表具有1-8個(gè)碳原子的烷基或芳基，例如甲基、乙基、丙基、異丁基、己基、苯基或辛基。更優(yōu)選至少50％或全部R基為甲基，最優(yōu)選所有R基均為甲基。R’優(yōu)選為選自羥基、烷氧基、脂族不飽和烴基或氫原子。更優(yōu)選的R’代表適合于縮合反應(yīng)的羥基或具有不超過(guò)3個(gè)碳原子烷氧基，或適于加成反應(yīng)的具有不超過(guò)6個(gè)碳原子鏈烯基，更優(yōu)選為乙烯基、烯丙基或己烯基。
有機(jī)硅交聯(lián)劑優(yōu)選為選自硅烷、低分子量有機(jī)硅樹脂和短鏈有機(jī)硅氧烷聚合物。該交聯(lián)劑化合物具有至少3個(gè)硅鍵合的取代基，這些取代基能與上述聚合物中的硅鍵合的R’基團(tuán)反應(yīng)。其中R’為羥基或烷氧基，優(yōu)選交聯(lián)有機(jī)硅化合物上的活性取代基為烷氧基或羥基，根據(jù)一般反應(yīng)方案(Ⅲ)或(Ⅳ)，可在兩個(gè)組分間發(fā)生縮合作用，其中R*代表烷基(Ⅲ)(Ⅳ)其中聚合物中的R’是一個(gè)鏈烯基，優(yōu)選的在交聯(lián)劑有機(jī)硅化合物中的活性取代基R*為氫原子，根據(jù)一般反應(yīng)方案(Ⅴ)，可發(fā)生該交聯(lián)有機(jī)硅化合物與聚有機(jī)硅氧烷之間的加成反應(yīng)，其中R”是二價(jià)烴基并且b是0或一個(gè)整數(shù)，優(yōu)選值為1。
(Ⅴ)可作為交聯(lián)有機(jī)硅化合物的適合的硅烷包括烷基三烷氧基硅烷如甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷或甲基三氫硅烷。適合的有機(jī)硅樹脂化合物包括主要由通式為SiO4/2的四官能的硅氧烷單元和通式為RvRowSi1/2的單官能單元組成的有機(jī)硅樹脂，其中R定義同上，Ro代表如上述討論的可與R’反應(yīng)的硅鍵合的取代基，v和w的值各為0至3,v+w的總和為3。適合的短鏈有機(jī)硅氧烷聚合物包括每分子至少具有3個(gè)硅鍵合烷氧基、硅鍵合的羥基或硅鍵合的氫原子的短鏈聚有機(jī)硅氧烷，如具有不超過(guò)20個(gè)碳原子的三甲基硅氧烷封端的聚甲基氫硅氧烷，四甲基環(huán)四硅氧烷和硅醇封端的二甲基硅氧烷-甲基硅醇共聚物。
除了硅氧烷聚合物和有機(jī)硅交聯(lián)的化合物外，形成彈性體的組合物優(yōu)選地還包括適合的催化劑，該催化劑根據(jù)固化或交聯(lián)機(jī)理進(jìn)行選擇。對(duì)于基于由縮合導(dǎo)致固化的優(yōu)選的基于硅氧烷的形成彈性體的組合物來(lái)說(shuō)，適合的縮合催化劑包括基于錫或鈦的組分例如二烷基錫二羧酸和四烷基鈦酸酯。對(duì)于通過(guò)加成反應(yīng)達(dá)到固化的那些基于硅氧烷的形成彈性體的組合物來(lái)說(shuō)，優(yōu)選用基于第Ⅷ族金屬的催化劑如氯化鉑或鉑或銠的化合物或配合物。
在適用的形成彈性體的組合物中其他可添加的組分可包括填料、增鏈劑、染料、粘合促進(jìn)劑、著色劑、顏料、粘度改性劑、浴液壽命增長(zhǎng)劑、抑制劑和增韌劑。適合的填料包括二氧化硅例如發(fā)煙二氧化硅、沉淀二氧化硅、膠凝二氧化硅、高分散的硅膠、二氧化鈦、粉狀石英、粉狀的固化硅氧烷橡膠顆粒、碳酸鈣和玻璃微珠。優(yōu)選的是在需要時(shí)對(duì)填料進(jìn)行處理以使其表面疏水，例如用適合的硅烷、短鏈硅氧烷、脂肪酸或樹脂硅氧烷材料進(jìn)行這種處理。文獻(xiàn)中已描述了使填料的表面具有疏水性所用的適合的材料和工藝，并且已被本領(lǐng)域技術(shù)熟練人員所公知。粘合促進(jìn)劑包括環(huán)氧官能團(tuán)、有機(jī)鈦酸酯類或氨基官能的有機(jī)硅化合物。增鏈劑是有機(jī)硅氧烷材料，主要為線形的并在每個(gè)聚合物末端具有一個(gè)硅鍵合的Ro基團(tuán)以使其可與兩種硅氧烷聚合物的R’基團(tuán)反應(yīng)，這樣即可使硅氧烷聚合物的長(zhǎng)度增長(zhǎng)。
優(yōu)選的形成彈性體的組合物是基于通過(guò)加成反應(yīng)固化的有機(jī)硅化合物。尤為優(yōu)選的組合物含有一種聚有機(jī)硅氧烷，它具有每分子至少2個(gè)硅鍵合的鏈烯基，優(yōu)選為乙烯基；一種有機(jī)氫交聯(lián)的有機(jī)硅化合物，一種基于第Ⅷ族元素的催化劑和一種填料。在形成彈性體的組合物中的這些組分的比例并不嚴(yán)格，盡管優(yōu)選的鏈烯基官能的聚有機(jī)硅氧烷聚合物和具有硅鍵合的氫原子的有機(jī)硅交聯(lián)劑的比例是確保每一個(gè)鏈烯基對(duì)至少一個(gè)硅鍵合的氫原子，更優(yōu)選該比例為1.1/1至5/1，最優(yōu)選為2/1至4/1。
第一層(A)優(yōu)選從形成彈性體的組合物獲得，該組合物包括(a)100份(重量)聚有機(jī)硅氧烷材料，每分子具有平均兩個(gè)硅鍵合的鏈烯基，優(yōu)選為鏈烯基與分子中的每個(gè)末端硅原子連接；(b)一種有機(jī)硅化合物，每分子具有至少三個(gè)硅鍵合氫原子，其量值足以使(b)中的Si-H基與(a)中的鏈烯基的摩爾比為1.1/1至4/1；(c)1-25份(重量)的增鏈劑，包括一種具有兩個(gè)硅鍵合氫原子的聚有機(jī)硅氧烷；(d)基于第Ⅷ族元素的催化劑組分，其量足以催化一方為(a)而另一方為(b)、(c)的加成反應(yīng)；(e)5-40份(重量)的疏水填料。
第二層(B)優(yōu)選從形成彈性體的組合物獲得，該組合物包括(a)100份(重量)的聚有機(jī)硅氧烷材料，每分子具有平均兩個(gè)硅鍵合的鏈烯基，優(yōu)選為鏈烯基與分子中的每個(gè)末端硅原子連接；(b)一種有機(jī)硅化合物，每分子具有至少三個(gè)硅鍵合氫原子，其量值足以使(b)中的Si-H基與(a)中的鏈烯基的摩爾比為1.1/1至3/1；(c)1-25份(重量)的聚有機(jī)硅氧烷材料，具有與分子中的每個(gè)末端硅原子連接的硅鍵合的鏈烯基，此外至少一個(gè)鏈烯基與該聚有機(jī)硅氧烷鏈上的非末端硅原子相連接；(d)基于第Ⅷ族元素的催化劑組分，其用量足以催化一方為(a)而另一方為(b)、(c)的加成反應(yīng)；(e)5-40份(重量)的疏水填料。
更優(yōu)選的聚有機(jī)硅氧烷(A)(a)和(B)(a)為一種具有通式(Ⅳ)的聚二有機(jī)硅氧烷，
其中，R2代表具有不超過(guò)16個(gè)碳原子的一價(jià)烴基，優(yōu)選具有不超過(guò)8個(gè)碳原子的烷基或芳基，更優(yōu)選為具有不超過(guò)6個(gè)碳原子的低級(jí)烷基，最優(yōu)選為甲基，R3代表具有脂族不飽和部分的基團(tuán)和通式-R4y-CH=CH2的基團(tuán)，其中R4代表具有不超過(guò)6個(gè)碳原子的二價(jià)烴基，優(yōu)選為具有不超過(guò)4個(gè)碳原子的亞烷基，v值為0或1,x為0-1500，優(yōu)選為50-1200，最優(yōu)選為70-800。最優(yōu)選的聚二有機(jī)硅氧烷(A)(a)和(B)(a)是α,ω-乙烯基二甲基甲硅烷氧基聚二甲基硅氧烷聚合物，在25℃溫度下其粘度為50-250000mPa.s，更優(yōu)選為100-100000mPa.s，最優(yōu)選為250-55000mPa.s。
有機(jī)硅組分(A)(b)和(B)(b)優(yōu)選為具有至少三個(gè)硅鍵合氫原子的短鏈聚有機(jī)硅氧烷，優(yōu)選為分子中的大部分硅原子都帶有硅鍵合氫原子。尤為優(yōu)選的是基本為線形或環(huán)狀化合物的有機(jī)硅化合物。然而也可存在少量的三官能或四官能的硅氧烷單元。
優(yōu)選用于(A)(b)和(B)(b)的化合物具有通式R6R52SiO(R62SiO)p(R5HSiO)qSiR52R6或
的有機(jī)硅化合物，其中R5代表具有不超過(guò)10個(gè)碳原子的烷基或芳基，R6是一個(gè)R5基團(tuán)或一個(gè)氫原子，p的值為0-20,q的值為1-70，并且每分子中至少有三個(gè)硅鍵合氫原子。硅鍵合氫原子是否在線形硅氧烷化合物的末端硅原子上并不重要。優(yōu)選的是R5代表不超過(guò)3個(gè)碳原子的低級(jí)烷基，最優(yōu)選為甲基。R6優(yōu)選代表一個(gè)R5基團(tuán)。優(yōu)選為p=0,q的值為6-70，更優(yōu)選為20-60，或當(dāng)使用環(huán)狀有機(jī)硅材料時(shí)該值為3-8。該交聯(lián)組分可包括幾種上述有機(jī)硅化合物的混和物。
用于組合物的交聯(lián)組分(A)(b)或(B)(b)的量?jī)?yōu)選為足以使組合物中硅鍵合氫原子數(shù)與鏈烯基數(shù)的比例至少為1/1，即以化學(xué)計(jì)量計(jì)算。然而，為了確保使組合物完全交聯(lián)，更優(yōu)選為化學(xué)計(jì)量超過(guò)存在的SiH基團(tuán)。優(yōu)選的SiH/鏈烯基比為1.1/1至5/1，更優(yōu)選為2/1至4/1。
組分(A)(d)和(B)(d)是催化劑適用于促進(jìn)鏈烯基與硅鍵合氫原子的加成反應(yīng)。因此適合的催化劑為那些基于貴金屬，特別是基于第Ⅷ族金屬(包括釕、銠、鈀、鋨、銥和鉑)的那些催化劑。該催化劑優(yōu)選為公知的鉑化合物或配合物。適合的鉑化合物和配合物包括氯鉑酸、乙酰丙酮鉑、鹵化亞鉑與不飽和化合物如乙烯、丙烯、有機(jī)乙烯基硅氧烷和苯乙烯的配合物、六甲基二鉑、PtCl2、PtCl3、PtCl4和Pt(CN)3。優(yōu)選的鉑催化劑為氯鉑酸型，通?？傻玫降臑榱衔镄突蚱錈o(wú)水型的，如美國(guó)專利US2823218所述。另一種特別有用的催化劑是氯鉑酸與一種脂族不飽和有機(jī)硅化合物如二乙烯基四甲基二硅氧烷相互反應(yīng)時(shí)所獲得的組合物，如美國(guó)專利US3419593所公開的。優(yōu)選為催化劑(A)(d)或(B)(d)的用量為鉑金屬占組合物總重量的2-100ppm，更優(yōu)選為5-50ppm 。
疏水填料(A)(e)和(B)(e)優(yōu)選為一種增強(qiáng)填料。適合的填料的實(shí)例包括二氧化硅、二氧化鈦、粉狀石英、碳酸鈣和硅鋁酸鹽。優(yōu)選為二氧化硅填料，最優(yōu)選為發(fā)煙二氧化硅填料，因?yàn)樗鼈兙哂凶詈玫脑鰪?qiáng)性能。這些填料的平均顆粒尺寸可以是直徑為0.1-20Tm，優(yōu)選為0.2-5Tm，更優(yōu)選為0.4-2.5Tm。
該填料顆粒的表面具有疏水性以使該填料與本發(fā)明所使用的組合物更相容?？梢栽趯⒃撎盍项w粒分散于該硅氧烷組分中之前或之后賦予該填料顆粒以疏水性。可以用脂肪酸、活性硅烷或活性硅氧烷預(yù)處理該填料顆粒以賦予該填料顆粒以疏水性。適用的疏水劑的實(shí)例包括硬脂酸、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、羥基封端的或甲基封端的聚二甲基硅氧烷、硅氧烷樹脂或其中兩種或更多種混和物。還可應(yīng)用其他疏水劑，但是上述列出的物質(zhì)是最有效的。已經(jīng)用上述化合物處理過(guò)的填料有許多商業(yè)來(lái)源。另一方面，該填料的表面可就地即在填料分散于該硅氧烷材料之后被賦予疏水性。可以在該填料分散之前、之中或之后將適量的上述活性硅烷或硅氧烷型疏水劑加入到該聚硅氧烷組分中，并且充分加熱該混和物使其反應(yīng)，例如至少加熱到40℃溫度，由此進(jìn)行這種操作。所用的疏水劑的量依賴于例如該疏水劑和該填料的性質(zhì)，并且對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)熟練人員而言這是顯而易見的或可確定的。足量的疏水劑應(yīng)能賦予該填料至少是可識(shí)別的疏水性。
組分(A)(c)為一種聚有機(jī)硅氧烷，優(yōu)選為具有二有機(jī)硅氧烷單元和氫化二有機(jī)硅氧烷封端的單元。由于這些聚合物的特性，它們被用作增鏈劑，在固化時(shí)加入到(A)(a)的鏈烯基中。優(yōu)選的這些聚合物的粘度在25℃溫度下為5-100mPa.s。
組分(B)(c)是一種聚有機(jī)硅氧烷材料，它具有與分子中的每個(gè)末端硅原子連接的硅鍵合鏈烯基，另外至少一個(gè)鏈烯基與該聚有機(jī)硅氧烷鏈上的非末端的硅原子連接。此種材料與上述該硅氧烷材料(B)(a)相似。除了與分子末端的硅氧烷單元相連的鏈烯基外，該優(yōu)選材料的主要區(qū)別在于至少又一個(gè)鏈烯基與硅氧烷鏈上的硅原子相連接。優(yōu)選的該聚有機(jī)硅氧烷為二烷基硅氧烷單元和鏈烯基烷基硅氧烷單元的共聚物，并由鏈烯基二烷基硅氧烷單元封端。更優(yōu)選的該共聚物是一種具有每分子約1-5(摩爾)％乙烯基的乙烯基二甲基硅氧烷封端的二甲基硅氧烷乙烯基甲基硅氧烷共聚物。最優(yōu)選的共聚物(B)(c)的粘度在25℃溫度下為150-600mPa.s。
組合物(A)和(B)可以僅僅是通過(guò)使各成分以所希望的比例相混合來(lái)制備的。然而，由于考慮到將組合物用于該紡織織物之前或之中的儲(chǔ)存穩(wěn)定性和浴液壽命(bath life)的原因，優(yōu)選為將每種組合物分成兩部分，即將催化劑(d)與Si-H官能物質(zhì)〔即(A)(b)、(A)(c)和(B)(c)〕分開。該組合物中的其他組分經(jīng)常按比例散布于該兩部分中，其比例為可使該兩部分在應(yīng)用前易于混合。該易于混合的比例可為例如1/10或1/1。
當(dāng)將其作為自承彈性材料進(jìn)行測(cè)試時(shí)，組合物(A)必須具有非常好的斷裂伸長(zhǎng)性能。對(duì)于彈性材料而言這是個(gè)公知的性能并且本領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以通過(guò)公知技術(shù)確定此項(xiàng)性能，如用DIN標(biāo)準(zhǔn)53409。該斷裂伸長(zhǎng)率優(yōu)選為600-1000％。優(yōu)選的組合物具有50-90％(重量)的組分(A)(a)、0.5-10％(重量)的組分(A)(b)、0.5-10％(重量)的組分(A)(c)、5-40％(重量)的組分(A)(e)和其量足以保證(A)(a)與(A)(b)和(A)(c)之間在一般固化條件下的加成反應(yīng)的組分(A)(d)。
當(dāng)將其作為自承彈性材料進(jìn)行測(cè)試時(shí)，組分(B)必須具有非常好的撕裂強(qiáng)度性能。對(duì)于彈性材料而言這是個(gè)公知的性能并且本領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以通過(guò)公知技術(shù)確定此項(xiàng)性能，如用ASTM D624B。優(yōu)選的撕裂強(qiáng)度為35-60kN/m。優(yōu)選的組合物含有50-90％(重量)的組分(B)(a)、0.5-10％(重量)的組分(B)(b)、0.5-10％(重量)的組分(B)(c)、5-40％(重量)的組分(B)(e)和其量足以保證(B)(a)和(B)(c)與(B)(b)之間在一般固化條件下的加成反應(yīng)的組分(B)(d)。
該組合物可以用現(xiàn)有技術(shù)的方法涂在紡織織物的基材上。這些方法包括噴涂、用輥襯刮刀涂布、氣刀刮涂、橡膠片涂布和絲網(wǎng)印刷。在固化前優(yōu)選每種組合物的涂層重量至少為20g/m2。優(yōu)選的第一層涂層的厚度為25-70g/m2，更優(yōu)選為30-50g/m2。第二層的厚度優(yōu)選為35-150g/m2，更優(yōu)選為50-100g/m2。為使該組合物易于涂覆在該紡織織物上，優(yōu)選的組合物(A)的粘度為50000-200000mPa.s，并且組合物(B)的粘度為80000-300000mPa.s。
可在常規(guī)條件下將組合物(A)施加到該紡織織物上，當(dāng)然優(yōu)選為在足夠清潔的條件下進(jìn)行以免操作過(guò)程中夾帶異物。在操作前優(yōu)選將該紡織織物進(jìn)行洗滌，以達(dá)到與組合物之間良好的粘附性?？梢栽诮M合物(A)固化前或隨著其固化將組合物(B)涂覆在組合物(A)的上面。優(yōu)選為組合物(A)在組合物(B)施加于其上之前進(jìn)行固化，組合物(B)在其后進(jìn)行固化。然而，在組合物(A)和(B)之間可以涂一種或多種另加的有機(jī)硅基彈性組合物，優(yōu)選為在組合物(A)和(B)之間加入具有斷裂伸長(zhǎng)性能和撕裂強(qiáng)度性能的組合物。而且，最優(yōu)選為將組合物(B)直接涂覆到組合物(A)上。也可在組合物(B)上再加一層涂層，例如具有低摩擦性能的材料，或更優(yōu)選為外加一層織造的或非織造的紡織織物以提高強(qiáng)度和/或該織物的手感。
組合物(A)和(B)的固化條件，優(yōu)選為根據(jù)實(shí)際情況下所用的溫度升溫一段時(shí)間。優(yōu)選的組合物的適合的固化條件為在不超過(guò)5分鐘時(shí)間內(nèi)，溫度從120℃升至200℃。
根據(jù)本發(fā)明還要求保護(hù)一種方法，該方法用一種具有斷裂伸長(zhǎng)率至少為400％的有機(jī)硅氧烷基彈性材料的第一層和具有撕裂強(qiáng)度至少為30kN/m的第二層涂覆紡織織物，并使該第一層與第二層固化以在該織物上形成一種彈性涂層。
盡管可以將第二層涂覆于第一層上并且使兩層同時(shí)固化，但優(yōu)選為先涂覆第一層并使其固化而后再將第二層涂覆于第一層上。
涂覆于紡織織物表面上的該兩層涂層的結(jié)合，其優(yōu)點(diǎn)在于該織物變得更適于形成一種不同壓力區(qū)域間的阻擋層。根據(jù)本發(fā)明涂覆的紡織織物的特別有用的用途是將織物制成氣囊并向氣囊中施加壓力，例如將氣體引入氣囊并因此使其膨脹的那些用途。尤為有用的用途包括汽車充氣安全袋、飛機(jī)緊急滑道和熱氣球。根據(jù)本發(fā)明的織物的最具價(jià)值的應(yīng)用為汽車用側(cè)屏充氣安全袋，該氣囊內(nèi)部的壓力需要保持相對(duì)長(zhǎng)的一段時(shí)間例如1-5秒。
下述實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，其中如未特別指出則所述份數(shù)和百分?jǐn)?shù)均以重量計(jì)，粘度為25℃溫度下的動(dòng)態(tài)粘度。
實(shí)施例第一組合物(Ⅰ)由下述方法制備將70份粘度約為2Pa.s的Ⅰ,ω-乙烯基二甲基硅氧烷封端的聚二甲基硅氧烷、30份表面疏水的發(fā)煙二氧化硅和0.002份(重量)基于鉑的催化劑相混合。組合物(Ⅰ)的粘度為100Pa.s。
制備的第二組合物(Ⅱ)含有64份(重量)粘度約為2Pa.s的Ⅰ,ω-乙烯基二甲基硅氧烷封端的聚二甲基硅氧烷、26份(重量)表面疏水的火成二氧化硅、4份(重量)每分子具有至少3個(gè)硅鍵合氫原子且粘度約為5mPa.s的具有三甲基硅氧烷封端單元的甲基氫硅氧烷二甲基硅氧烷共聚物和5份(重量)粘度為約10mPa.s的具有二甲基氫硅氧烷封端單元的二甲基硅氧烷。組合物(Ⅱ)的粘度為100Pa.s。
制備的第三組合物(Ⅲ)含有64份粘度約為55Pa.s的Ⅰ,ω-乙烯基二甲基硅氧烷封端的聚二甲基硅氧烷、25份表面疏水的火成二氧化硅、0.002份(重量)基于鉑的催化劑和9份粘度約為350mPa.s的具有乙烯基二甲基硅氧烷封端單元的二甲基硅氧烷甲基乙烯基硅氧烷共聚物。組合物(Ⅲ)的粘度為175Pa.s。
第四組合物(Ⅳ)的制備方法將61份粘度約為55Pa.s的Ⅰ,ω-乙烯基二甲基硅氧烷封端的聚二甲基硅氧烷、25份表面疏水的火成二氧化硅、3份(重量)每分子具有至少3個(gè)硅鍵合氫原子且粘度約為5mPa.s的具有三甲基硅氧烷封端單元的甲基氫硅氧烷二甲基硅氧烷共聚物和9份粘度約為350mPa.s的具有乙烯基二甲基硅氧烷封端單元的二甲基硅氧烷甲基乙烯基硅氧烷共聚物相混合。組合物(Ⅳ)的粘度為175Pa.s。
用于對(duì)比的形成彈性體的組合物(C)的制備是混合5份第一組合物，該組合物含有64份70/30的二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷和疏水二氧化硅的混合物、26份粉狀石英、4份碳酸鈣和催化劑量基于鉑的催化劑，以及1份第二組合物，該組合物含有50份70/30的二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷和疏水二氧化硅的混合物、46份二甲基硅氧烷甲基氫硅氧烷共聚物，該共聚物的約50％的硅原子上具有硅鍵合氫原子。
實(shí)施例1將一種470 Dtex的雙層聚酰胺織物制成側(cè)屏母料(在該織物結(jié)構(gòu)中含有氣囊的紡織織物)用輥襯刮刀涂布法在該織物的兩側(cè)涂覆50/50的組合物(Ⅰ)和(Ⅱ)的形成彈性體的混合物至涂層重量為50-60g/m2，而后在150-170℃溫度下將該具有涂層的織物加熱2分鐘。當(dāng)該具有涂層的織物冷卻至室溫后，在第一涂層上用50/50的組合物(Ⅲ)和(Ⅳ)的形成彈性體的混合物涂覆直至涂層重量為100g/m2，形成第二涂層，并如上述方法對(duì)該具有涂層的織物進(jìn)行再加熱。這樣即可獲得具有兩層硅氧烷基涂層的涂層織物，第一層具有高于600％的斷裂伸長(zhǎng)率(當(dāng)作為自承彈性材料進(jìn)行測(cè)試時(shí))，而第二層具有45-50kN/m的撕裂強(qiáng)度(當(dāng)作為自承彈性材料進(jìn)行測(cè)試時(shí))。
而后切割該織物以制成尺寸為2m×0.5m的氣囊側(cè)屏充氣安全袋，它具有一個(gè)入口，當(dāng)發(fā)生爆發(fā)性充氣時(shí)空氣從入口進(jìn)入該氣囊使之膨脹達(dá)到250kPa的壓力。其后在3秒和5秒后測(cè)量該密封氣囊的壓力。另外，其泄漏率由隨著時(shí)間的壓力變化來(lái)獲得，并以kPa/s/bar計(jì)。較好的性能由較低的泄漏率和較高的殘余壓力表征。在下表Ⅰ中給出了具體的測(cè)試結(jié)果。
對(duì)比例C1-C5所有實(shí)例都根據(jù)實(shí)施例1的方法進(jìn)行，所不同的是在一些情況下僅在該織物上涂覆了一層硅氧烷材料的涂層。在對(duì)比例C1中，組合物C以涂層重量為70g/m2的量涂布；在對(duì)比例C2中，以涂層重量為50-70g/m2的量涂覆組合物(Ⅲ)和(Ⅳ)的混合物；在對(duì)比例C3中，涂覆了兩層對(duì)比例C2中的涂層；在對(duì)比例C4中是將對(duì)比例C1的涂層作為底層而將對(duì)比例C2中的涂層作為上層；在對(duì)比例C5中是將實(shí)施例1中的涂層作為底層而將對(duì)比例C1中的涂層作為上層。測(cè)試結(jié)果也列于表Ⅰ中。表
其中N/D表示量值低至無(wú)法測(cè)量，N/A表示未進(jìn)行計(jì)算。
實(shí)施例2-5在聚酰胺織物上涂覆與實(shí)施例1相同的組合物，所不同的是該氣囊的尺寸僅為A4尺寸。實(shí)施例2的組合物和涂層重量與實(shí)施例1相同，在實(shí)施例3中第二層的涂層重量?jī)H為50g/m2，在實(shí)施例4中第一層的重量為100g/m2而第二層的涂層重量為50g/m2并且在實(shí)施例5中兩層的涂層重量均為100g/m2。而后用與實(shí)施例1相同的方法測(cè)試該氣囊，所不同的是不計(jì)算泄漏率。測(cè)試結(jié)果列于下表Ⅱ中，但是由于氣囊的尺寸不同該結(jié)果不能與表Ⅰ中的比較。
對(duì)比例6-7
用實(shí)施例2-4的方法涂覆聚酰胺織物，不同點(diǎn)在于，在對(duì)比例6中涂覆有涂層重量為100g/m2的對(duì)比例C1中的涂層而對(duì)比例7應(yīng)用了涂層重量為150g/m2的組合物C。用與實(shí)施例1相同的方法測(cè)試該氣囊，所不同的是不計(jì)算泄漏率。測(cè)試結(jié)果列于表Ⅱ中。表
。
權(quán)利要求
1.一種具有涂層的紡織織物含有一種具有至少兩層基于聚有機(jī)硅氧烷的彈性材料的紡織織物，其特征在于，涂覆于該織物上的第一層具有至少400％的斷裂伸長(zhǎng)率并且第二層具有至少30kN/m的撕裂強(qiáng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的具有涂層的紡織織物，其特征還在于，該紡織織物由聚酰胺纖維制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的具有涂層的紡織織物，其特征還在于，該第一層具有600-1000％的斷裂伸長(zhǎng)率并且該第二層具有35-60kN/m的撕裂強(qiáng)度。
4.一種涂覆紡織織物的方法，該方法包括向該紡織織物涂覆一種基于聚有機(jī)硅氧烷的形成彈性體的組合物作為第一層，涂覆一種基于聚有機(jī)硅氧烷的形成彈性體的組合物作為第二層，并使該第一和第二層固化以在該織物上形成一種彈性涂層，其特征在于，該第一層在固化時(shí)形成一種具有至少400％斷裂伸長(zhǎng)率的彈性材料，并且該第二層在固化時(shí)形成一種具有至少30kN/m撕裂強(qiáng)度的彈性材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征還在于，用于形成該第一層的組合物(A)包括(a)100份(重量)聚有機(jī)硅氧烷材料，每分子具有平均兩個(gè)硅鍵合的鏈烯基，優(yōu)選為鏈烯基與分子中的每個(gè)末端硅原子連接；(b)一種有機(jī)硅化合物，每分子具有至少三個(gè)硅鍵合氫原子，其量值足以使(b)中的Si-H基團(tuán)與(a)中的鏈烯基的摩爾比為1.1/1至5/1；(c)1-25份(重量)的增鏈劑，包括一種具有兩個(gè)硅鍵合氫原子的聚有機(jī)硅氧烷；(d)基于第Ⅷ族元素的催化劑組分，其量足以催化一方為(a)而另一方為(b)和(c)之間的加成反應(yīng)；(e)5-40份(重量)的疏水填料，以及用于形成第二層的該形成彈性體的組合物(B)，組合物(B)包括(a)100份(重量)的聚有機(jī)硅氧烷材料，每分子具有平均兩個(gè)硅鍵合的鏈烯基，優(yōu)選為鏈烯基與分子中的每個(gè)末端硅原子連接；(b)一種有機(jī)硅化合物，每分子具有至少三個(gè)硅鍵合氫原子，其量值足以使(b)中的Si-H基團(tuán)與(a)中的鏈烯基的摩爾比為1.1/1至5/1；(c)1-25份(重量)的聚有機(jī)硅氧烷材料，具有與分子中的每個(gè)末端硅原子連接的硅鍵合的鏈烯基，并且另外至少一個(gè)鏈烯基與該聚有機(jī)硅氧烷鏈上的非末端硅原子相連接；(d)基于第Ⅷ族元素的催化劑組分，其量足以催化一方為(a)而另一方為(b)和(c)之間的加成反應(yīng)；和(e)5-40份(重量)的疏水填料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征還在于，聚有機(jī)硅氧烷(A)(a)和/或(B)(a)是一種聚二有機(jī)硅氧烷，具有通式
其中R2代表具有不超過(guò)16個(gè)碳原子的一價(jià)烴基，R3代表具有脂族不飽和基團(tuán)和通式-R4y-CH=CH2的基團(tuán)，其中R4代表具有不超過(guò)6個(gè)碳原子的二價(jià)烴基，y值為0或1，且x為0-1500。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，其特征還在于，有機(jī)硅化合物(A)(b)和/或(B)(b)具有通式R6R52SiO(R52SiO)p(R5HSiO)qSiR52R6或
其中R5代表具有不超過(guò)10個(gè)碳原子的烷基或芳基，R6是一個(gè)R5基團(tuán)或一個(gè)氫原子，p的值為0-20,q的值為1-70，并且每分子中有至少三個(gè)硅鍵合氫原子。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征還在于，疏水填料(A)(e)和/或(B)(e)包括一種發(fā)煙二氧化硅填料，用脂肪酸、活性硅烷或活性硅氧烷處理該填料顆粒使之具有表面疏水性。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征還在于，組分(A)(c)是一種具有二有機(jī)硅氧烷單元和氫化二有機(jī)硅氧烷封端單元的聚有機(jī)硅氧烷。
10.根據(jù)權(quán)利要求4-9中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征還在于，每種基于聚有機(jī)硅氧烷的形成彈性體的組合物均用下述方法涂覆到該紡織織物上，該方法選自噴涂、輥襯刮刀涂布、氣刀刮涂、橡膠片涂布或絲網(wǎng)印刷，以使第一層涂層的厚度為25-70g/m2，并且第二層的厚度為35-150g/m2。
11.一種能夠在壓力下儲(chǔ)存氣體一段時(shí)間的氣囊，其特征在于，它是由權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)所述的紡織織物制成。
12.一種汽車充氣安全袋，其特征在于，它是由根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)所述的有涂層的紡織織物制成。
全文摘要
一種具有涂層的紡織織物,含有至少兩層硅氧烷彈性體,第一層直接涂覆于該織物上,并且具有至少400%的斷裂伸長(zhǎng)率;和具有至少30kN/m的撕裂強(qiáng)度的第二層。還要求保護(hù)制造這些織物的方法和由這些織物制成的充氣安全袋。
文檔編號(hào)D06N3/12GK1210170SQ9810943
公開日1999年3月10日 申請(qǐng)日期1998年3月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月18日
發(fā)明者L·布魯克曼, D·W·勞森 申請(qǐng)人:陶氏康寧有限公司