建筑墙体用防水透湿薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子材料技术领域，具体的涉及一种建筑墙体用防水透湿薄膜及其制备方法。原料由聚醚型二醇、二异氰酸酯、扩链剂、抗氧剂、光稳定剂、催化剂和无机填料组成。该防水透湿薄膜借助双螺杆挤出机，通过一步法合成TPU，进而通过流延方式进行加工，从而实现薄膜产品的防水透湿功能，透湿效果优于目前使用的聚乙烯产品。另外，通过在体系内引入无机填料，可以在薄膜表面产生微孔结构，进一步提升透湿效果，此材料应用于建筑外墙的幕墙中，可以实现墙体的“可呼吸性”，同时该TPU材料属于绿色环保材料。

Waterproof and moisture permeable membrane for building wall and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
建筑墙体用防水透湿薄膜及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，具体的涉及一种建筑墙体用防水透湿薄膜及其制备方法。
技术介绍
建筑幕墙一直是公共建筑和中高档住宅建筑外墙的主要装饰手段，幕墙进行设计和施工过程中需要充分考虑其防水和透湿的功能，尤其当建筑幕墙内部填充易吸水的保温材料时，其防水透湿效果直接关系着幕墙保温材料的使用效果。对于建筑外墙设计有保温层的干挂幕墙饰面外墙，在保温层与饰面板之间紧贴保温层的位置设置防水透湿薄膜，既可以防止雨水浸入保温层，影响保温效果；又能够排出保温层内的湿气，使得保温层始终处于干燥的状态，保持良好的保温效果，使得幕墙具有可呼吸性。目前该领域使用的防水透湿产品是聚乙烯无纺布，由于聚乙烯产品降解速度极慢，对于环境产生一定的影响。此外，根据世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，聚乙烯在3类致癌物清单中，因此聚乙烯的应用在未来将会受到较大的限制。热塑性聚氨酯弹性体(TPU)因其具有高强度、高耐磨、硬度范围广、加工温度宽等特点已在众多领域得到广泛的应用。TPU防水透湿薄膜具有透湿率高、力学性能好等优势，广泛应用于高档服饰、家纺、医疗领域。且TPU产品可降解，无毒，属于环保材料。另外，TPU薄膜可以通过流延或者吹塑的方式进行加工，加工方式多样，且加工简便。防水透湿的实现主要有两种方式：微孔水汽传输和分子水汽传导。微孔水汽传输主要通过薄膜材料表面的孔隙进行水汽传输，由于水滴的直径约200微米，而水汽的分子直径为0.004微米，通过调整孔隙的直径可以实现防水透湿的作用。分子水汽传导主要通过薄膜材质中的亲水性基团将水汽从蒸汽压高的一侧传导到蒸汽压低的一侧，由于薄膜本身材质防水，从而实现防水透湿的作用。专利CN108587116A公开了一种防水透湿聚氨酯超细粉体复合薄膜及其制备方法，公开了聚氨酯与超细粉体的组合物，专利中提到使用超细粉体改善表面结构从而实现透湿效果。由于仅通过单一方式进行水汽传输，导致透湿率低的缺陷。且制备过程中需要大量使用有机溶剂，对环境造成很大的影响。专利CN105111724B公开了一种高防水透湿TPU薄膜及其制备方法。专利中提到通过挤出制备薄膜过程中，引入聚乙二醇和聚酰胺改善表面结构从而达到透汽效果。该方法可能造成聚乙二醇不能充分地分布在软段结构中，造成透汽不均匀。另外，整个制备过程相对复杂，挤出过程中使用甲苯等溶剂，造成环境影响。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种建筑墙体用防水透湿薄膜。该防水透湿薄膜通过薄膜微孔和亲水基团同时进行水汽的输送，具有透湿率高、收缩率低、透明度高的特点；本专利技术同时提供了其制备方法。本专利技术所述的建筑墙体用防水透湿薄膜，以质量分数计，原料组成如下：其中：聚醚型二醇的重均分子量为1000-2000。优选的，聚醚型二醇为聚乙二醇。更优选的，聚醚型二醇为聚氧化乙烯二元醇、聚氧化丙烯二元醇或聚四氢呋喃二元醇中的一种或几种与聚乙二醇的混合物，最优选的为聚四氢呋喃二元醇与聚乙二醇的混合物。其中，聚乙二醇的质量分数至少占比50％。二异氰酸酯为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或亚苯基-1,4-二异氰酸酯的一种，优选为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI-100)。扩链剂为1,4-丁二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇或2-甲基-1,3-丙二醇(MPO)中的一种或其几种以任意比例混合，优选为1,4-丁二醇(BDO)。抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或其几种任意比例混合，优选为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯(626)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)或硫代二丙酸双十二醇酯(DLTDP)中的一种或几种的混合物，优选为抗氧剂1010。光稳定剂为Tinuvin783、Tinuvin123或Tinuvin328中的一种或其几种任意比例混合，优选为巴斯夫汽巴精化Tinuvin783。催化剂为有机铋类、有机锡类或钛酸酯类催化剂中的一种，优选有机铋类催化剂DY-20。填料为无机填料，无机填料是二氧化硅、硅藻土或纤维素中的一种或几种以任意比例混合，优选为二氧化硅(微米级)。本专利技术所述的建筑墙体用防水透湿薄膜的制备方法，由以下步骤组成：(1)将聚醚型二醇、抗氧剂、催化剂、光稳定剂混合加热至130-150℃，充分混合均匀；(2)二异氰酸酯与扩链剂分别加热至45-55℃；(3)将加热后的原料经过精准计量后经高速搅拌头注入到挤出机中，在挤出机后段加入计量的无机填料，混合物料在螺杆中进行充分的反应塑化，并经过水下切系统造粒后得到最终TPU颗粒制品，利用流延加工方式制备防水透湿薄膜。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：(1)常用的建筑墙体用防水透湿膜采用聚乙烯无纺布，该材料主要通过微孔水汽传输机理实现透湿效果，由于表面存在微孔，不连续，造成耐水压性能受到影响；本专利技术所述的建筑墙体用防水透湿薄膜，通过在体系中引入亲水基团，实现分子水汽传导；同时引入微量填料，在不影响材料耐水压性能的同时进一步提升透湿率，通过薄膜微孔和亲水基团同时进行水汽的输送，该薄膜具有透湿率高的优点。(2)本专利技术所述的建筑墙体用防水透湿薄膜的制备方法，通过流延和吹塑方式进行加工，整个加工过程不使用溶剂，对环境无影响；而现有技术，墙体透湿薄膜广泛应用聚乙烯无纺布材料，聚乙烯无纺布纤维生产加工中，需要使用溶剂，造成一定的环境影响。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步描述。实施例1本实施例1所述的建筑墙体用防水透湿薄膜，以质量分数计，原料组成如下：其中：聚醚型二醇为聚乙二醇，分子量为2000。本实施例1所述的建筑墙体用防水透湿薄膜的制备方法，由以下步骤组成：(1)将聚醚型二醇、抗氧剂、催化剂、光稳定剂混合加热至145℃，充分混合均匀；(2)二异氰酸酯加热至55℃；扩链剂加热至45℃；(3)将加热后的原料经过精准计量后经高速搅拌头注入到挤出机中，在挤出机后段加入计量的无机填料，混合物料在螺杆中进行充分的反应塑化，并经过水下切系统造粒后得到最终TPU颗粒制品，利用流延加工方式制备防水透湿薄膜。实施例2本实施例2所述的建筑墙体用防水透湿薄膜，以质量分数计，原料组成如下：其中：聚醚型二醇为聚四氢呋喃二元醇和聚乙二醇的混合物，质量比为1：1。聚四氢呋喃二元醇与聚乙二醇分子量均为2000。本实施例2所述的建筑墙体用防水透湿薄膜的制备方法，由以下步骤组成：(1)将聚醚型二醇、抗氧剂、催化剂、光稳定剂混合加热至145℃，充分混合均匀；(2)二异氰酸酯加热至55℃；扩链剂加热至45℃；(3)将加热后的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种建筑墙体用防水透湿薄膜，其特征在于：以质量分数计，原料组成如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种建筑墙体用防水透湿薄膜，其特征在于：以质量分数计，原料组成如下：





2.根据权利要求1所述的建筑墙体用防水透湿薄膜，其特征在于：聚醚型二醇的重均分子量为1000-2000。


3.根据权利要求2所述的建筑墙体用防水透湿薄膜，其特征在于：聚醚型二醇为聚乙二醇。


4.根据权利要求2所述的建筑墙体用防水透湿薄膜，其特征在于：聚醚型二醇为聚氧化乙烯二元醇、聚氧化丙烯二元醇或聚四氢呋喃二元醇中的一种或几种与聚乙二醇的混合物，聚乙二醇的质量分数至少≥50％。


5.根据权利要求1所述的建筑墙体用防水透湿薄膜，其特征在于：二异氰酸酯为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或亚苯基-1,4-二异氰酸酯的一种。


6.根据权利要求1所述的建筑墙体用防水透湿薄膜，其特征在于：扩链剂为1,4-丁二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇或2-甲基-1,3-丙二醇中的一种或其几种以任意比例混合。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉瑞，陈淑海，李龙飞，张丽，王真，
申请(专利权)人：山东一诺威聚氨酯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37