一种防水透湿复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种防水透湿复合膜及其制备方法，该防水透湿复合膜包括疏水膜和亲水膜，以聚酯类热塑性膜（TPEE膜）为接收基底，利用静电纺纳米技术将疏水型聚合物纺丝液将拉伸成纳米级/亚微米级纤维，并沉积于无孔膜上，形成“亲水膜+微孔膜”复合膜。采用静电纺丝一步成型法，大大缩短了复合膜的制备工艺，制备工艺简单易行，纺丝过程稳定，无污染。所制得的复合膜粘合牢度强，应用于消防防化服面料外，还可广泛应用于冶金、石油、军事、危险化学品、洗消等不同行业和领域的个体防护装备用面料。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，该防水透湿复合膜包括疏水膜和亲水膜，以聚酯类热塑性膜（TPEE膜）为接收基底，利用静电纺纳米技术将疏水型聚合物纺丝液将拉伸成纳米级/亚微米级纤维，并沉积于无孔膜上，形成“亲水膜+微孔膜”复合膜。采用静电纺丝一步成型法，大大缩短了复合膜的制备工艺，制备工艺简单易行，纺丝过程稳定，无污染。所制得的复合膜粘合牢度强，应用于消防防化服面料外，还可广泛应用于冶金、石油、军事、危险化学品、洗消等不同行业和领域的个体防护装备用面料。【专利说明】
本专利技术属于纺织
，具体涉及。
技术介绍
防水透湿复合膜是指以微孔膜为支撑层，在其表面覆盖一定厚度的亲水无孔膜作为选择分离层，这样的构成复合膜既可以透湿防水又能发挥其选择分离的优势。由该类复合膜所层压制成的复合面料具有使水滴(或液滴)不能渗入织物，而人体散发的汗气能通过织物扩散传递到外界，且能阻挡或隔离有毒的生化化学物质，使之不能侵入人体内。防水透湿膜自问世至今被广泛应用于各个领域，按照透湿机理，透湿薄膜分为两类:微孔膜和无孔亲水膜。微孔透湿薄膜防水透湿的机理是将薄膜表面孔径控制在一定范围(0.2?20Mm),而各类液态水直径通常都大于IOOMm,最小雾滴直径为20Mm,而水蒸汽分子直径为0.0004Mffl，因此即使最小的雨滴也不能透过。在穿着使用过程中，水蒸汽分子依靠服装内外两侧的水蒸汽压差可以自由通过微孔向外逸散。从而具备防水透湿功能。微孔膜，以多微孔结构为特征，具有较好的防水、透湿、透气性能，以及较好的手感。但加工过程较为复杂，对涂层剂和设备有一定要求。另外，在使用过程中极易吸附尘埃，造成微孔堵塞和玷污，导致织物防水透湿性能下降，而且微孔在受到外力作用时，微孔尺寸变大，在长时间雨淋或重负荷的条件下，水蒸汽会通过表面微孔结构渗入内部影响透湿性，同时，外力作用也会引起薄膜的破损缩短了织物的使用寿命。微孔膜的防风性也较差。与微孔防水透湿薄膜不同，无孔亲水膜的透湿原理是利用膜内部的亲水链段或亲水基团，首先将水蒸汽吸附并溶解在膜表面，然后在浓度差的推动下，溶解在膜上的汽体分子扩散到膜的另一侧表面，并不断得到解吸，即放湿过程。经过这样“吸湿一扩散一放湿”的过程将人体产生的汗汽从湿度高的一面输送到湿度低的一面，从而达到透湿目的。无孔亲水膜均匀致密结构，其防水性来自于膜自身的连续性和较大的膜面张力。无孔亲水膜不存在微孔，液态水不能通过，因此拥有较高的耐静水压，具有优异的防风性能以及对细菌污物阻隔性好的优点；而且无孔膜具有更广泛的耐化学、溶剂性能，由于膜轻薄柔软，使得层压织物的手感较接近于最初的单层纺织品。但与微孔膜透湿织物相t匕，产品的透湿性相对较差。另外，通过对无孔亲水膜的透湿机理分析不难发现，膜在导湿之前首先发生的是亲水基团对湿分的吸附蓄积过程，因而膜易发生润湿溶胀，易产生湿冷感，且当湿层压织物相互摩擦是会产生刺耳的噪声。微孔膜与无孔亲水膜各有利弊，在实际应用中，通常将二者结合起来，以获得良好的使用效果。有许多成功的案例，如戈尔公司的Gore-TEX第二代产品将PTFE膜层压与亲水PU涂层相结合，以实现防水透湿且在穿着使用过程中不堵塞微孔；比利时的UCB公司将Ucecoat 2000微孔PU涂层和NPU亲水涂层结合制成防水透湿雨衣等。现有技术公开了多种微孔/无孔复合膜及其制备方法。其中聚四氟乙烯微孔/亲水复合膜最主要的制备方法是涂层法、共拉伸法。专利CN1566204 A公开了一种制备透湿型病毒阻隔聚四氟乙烯复合膜的方法，该方法采用聚四氟乙烯双向拉伸微孔膜附着在离型纸或织物上，使用涂层机将透湿型聚氨酯或嵌段聚醚酯溶液均匀地涂覆在聚四氟乙烯微孔膜上，然后在一定温度下烘干，最后剥离制成透湿型复合膜，该方法制备的复合膜具有良好的病毒阻隔性；专利CN 1291828 C公开了一种聚氨酯-聚四氟乙烯共同拉伸复合膜的制备方法，该方法通过刮涂热塑性聚氨酯溶液，或通过挤出熔涂聚氨酯溶液在聚四氟乙烯基带上。然后于50?300°C的温度下进行共同拉伸，并在200?400°C的条件下定型，最后得到共拉伸复合膜。制备的复合膜可广泛应用于保暖内衣、运动服、防寒服、鞋靴、帐篷等。上述两项专利中采用涂层聚氨酯方法所提供制备复合膜的方法，经常出现聚氨酯和聚四氟乙烯基带粘合性差，降低复合膜的粘合牢度。专利CN100377864C公开了一种PTFE与热塑性聚氨酯复合膜制方法，是将热塑性聚氨酯挤出熔涂覆于经过水蒸汽汽蒸的PTFE脱脂基带上，然后进行在扩幅机上进行共同拉伸、定型制备PTFE/聚氨酯共同拉伸复合膜。虽然本专利技术所制备复合膜的制备方法克服了这一缺陷，但是拉伸法制备复合膜的方法工艺复杂，制备的复合膜微孔分布不均匀。静电纺丝技术的基本原理是带电聚合物溶液或者熔融物，在自身重力、自身黏度、和表面张力的协同作用下形成悬挂的液滴，带电液滴在静电场中受到电场力的拉伸作用，喷射成细流，在拉伸过程中固化，最终在接收端得到以无纺布的形式出现纤维制品。电纺丝基本装置由高压静电发生部分、溶液注射部分、接收部分几个主要部分组成。静电纺丝方法简便易行，设备和实验成本较低；制备的维膜具有比表面积高、孔径尺寸小的优良性能及纳米效应，能满足多种特殊功能性用途的需要；静电纺丝原料种类多，溶剂选择范围广，产品应用广泛，如在电学和光学材料、组织功能性材料、仿生材料、药物释放材料、创伤敷料、复合增强材料、防化防护材料及过滤材料等都有较广阔的应用前景。聚酯类热塑性弹性体(TPEE)，是线性嵌段共聚物，分子链中的聚酯基团具有一定的亲水能力，因此由聚酯类热塑性弹性体形成的TPEE膜具有良好的透湿性。由于聚酯类热塑性弹性膜优良的弹性和易加工性以及良好的耐高温性，被广泛应用于汽车工业等许多领域。TPEE薄膜类产品，透湿性能突出，在纺织服装行业的应用也有良好的应用价值。聚偏氟乙烯(PVDF)由于具有机械强度高、热稳定性好、化学惰性强等特点是工业上使用较多且性能较好的制膜材料之一。PVDF的表面能低，有极强的疏水性。在设研发新一代消防、化学防护服用防水透湿膜复合面料时，应需要综合考虑防护服的防水透湿等穿着舒适性的同时，还应满足对化学品、生物毒气的防护要求，并适用于各种恶劣的气候的条件下使用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对拉伸法制备复合膜的方法工艺复杂，制备的复合膜微孔分布不均匀的问题，提供一种防水透湿复合膜，该防水透湿复合膜利用静电纺丝的方法制备而成。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案: 一种防水透湿复合膜，包括疏水膜和亲水膜，所述疏水膜是在亲水膜表面进行静电纺丝制成；所述疏水膜由聚偏氟乙烯和占聚偏氟乙烯质量2.4%-9.6%的丙烯酸酯橡胶组成，或由聚四氟乙烯和占聚四氟乙烯质量2.4%-9.6%的丙烯酸酯橡胶组成。所述亲水膜为热塑性聚酯制成的光滑致密膜。所述亲水膜的厚度为I μL?~150μL?，优选为5μL?~20 μ m，进一步优选为15 μ m。所述疏水膜的厚度为5 μ m~260 μ m ;优选为50 μ m~150 μ m。所述静电纺丝制备疏水膜即纳米纤维膜的纳米纤维直径为50nm~5000nm，优选为 1000nm ~4000nm。防水透湿复合膜的制备方法步骤如下:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防水透湿复合膜，包括疏水膜和亲水膜，其特征在于：所述疏水膜是在亲水膜表面进行静电纺丝制成；所述疏水膜由聚偏氟乙烯和占聚偏氟乙烯质量2.4%‑9.6%的丙烯酸酯橡胶组成，或聚四氟乙烯和占聚四氟乙烯质量2.4%‑9.6%的丙烯酸酯橡胶组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱方龙，周宇，李克兢，刘让同，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：发明
国别省市：河南;41