ePTFE-TPU复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及ePTFE

【技术实现步骤摘要】
ePTFE
‑
TPU复合膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及ePTFE
‑
TPU复合膜
，具体而言，涉及ePTFE
‑
TPU复合膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚四氟乙烯(PTFE)由于其独特的分子结构而具有极其良好的化学稳定性、耐化学腐蚀、耐气候、高润滑、不粘附、优异的生物相容性、无毒害、电绝缘性、无尘性等众多优异性能，同时它还具有极其宽广的耐温性能，在
‑
180℃至260℃温度范围内可以长期使用。这是任何别的高分子材料难以达到的，所以产业界称之为“塑料王”。PTFE微孔膜(ePTFE)最初是由美国戈尔公司开发，是以PTFE分散树脂通过挤出、压延、拉伸等一系列机械拉伸操作使结晶分子从粉状颗粒拉出形成纤维，并交织成网状结构而形成，即ePTFE通过固相膨化成型法制备得到。ePTFE除了保留上述PTFE所有的性能外，还具有孔径小、孔径分布均匀、孔隙率高、薄膜强度高、防水、透气、防尘、防风保暖的效果。因此，ePTFE在纺织面料、电缆及电缆组件、电子元件与电化学材料、纤维产品、过滤产品、医疗产品、密封产品等领域有着广泛的应用。
[0003]ePTFE膜受外力变形(特别是大变形情况下)后，形变主要以塑性变形的形式保留，蠕变大、弹性回复率很低，特别是在纺织面料领域，如套头衫的领口变大，袖子肘部、裤腿膝部隆起等，从而导致其原有的孔隙结构和形状被破坏，影响薄膜的使用寿命，因此，有必要在保持ePTFE膜原有性能的基础上赋予薄膜高的弹性回复率。
[0004]热塑性聚氨酯(TPU)是指分子结构中含有氨基甲酸酯基、性能介于橡胶和塑料之间的一类高分子合成材料。TPU不仅具有耐磨、柔韧性好以及高弹特性，且具有高度的选择透过性。如果将ePTFE膜与富有弹性的TPU复合，所得到的复合材料具备了二者共同的优点，既可以防水透湿透气防尘，又可以使复合材料具有良好的弹性。美国戈尔公司在80年代公开专利技术在ePTFE薄膜的一面涂上亲水型聚氨酯，可改进其一面的耐油污性，但薄膜的透空气性被牺牲了，其防水透气性还需再提升，尤其是将其应用于功能服装时，其性能仍有改进空间。
[0005]现有诸多专利采用了很多方法制备ePTFE/TPU弹性复合膜，例如，中国专利(申请号：201310053567.0)采用聚四氟乙烯树脂和润滑油通过混合、预成型、糊状挤出、压延、干燥、拉伸、烧结等过程制备ePTFE膜，然后在加聚氨酯涂层复合制备ePTFE/TPU弹性复合膜。所得复合膜虽然具有好的防水性能，但由于TPU侧没有微孔，导致其没有透气性，没有疏油性(只耐1号油)，其复合面料透湿性差，穿着不舒适。中国专利(申请号：201510181965.X)将氯化锌溶解于含有二甲基甲酰胺与乙酸乙酯的聚氨酯涂料液中，将涂料液涂覆在聚四氟乙烯微孔膜的一面，溶剂挥发后氯化锌形成粉粒并滞留在聚氨酯薄膜中，收卷后将复合薄膜以一定速度浸渍通过装有自来水的水槽中，氯化锌逐步溶解在水中，形成涂层微孔复合膜。但由于该TPU微孔孔径小、孔隙率低，虽然透湿性有所提高，但透气性不高。
[0006]上述专利技术虽然都能够制备出具有弹性和防水透湿透气性能的ePTFE复合薄膜，但
由于TPU膜和ePTFE膜之间的表面能相差极大，存在较大的粘结问题，即使采用涂覆的方式制备的复合膜，也不能良好的解决上述TPU膜和ePTFE膜之间的表面能相差大导致的问题，同时，形成的复合膜中TPU测没有微孔(或孔径太小、孔隙率太低)，导致复合膜的透湿透气性能较差，性能有待进一步提高。
[0007]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供ePTFE
‑
TPU复合膜及其制备方法。该制备方法能够在不需要胶粘过程的基础上，改善了ePTFE膜和TPU膜表面能相差极大的材料的界面粘接问题，同时，该复合膜还具有很好的粘结性、耐蠕变性、高的弹性回复率，以及防水透湿、透气性好的优势。
[0009]本专利技术是这样实现的：
[0010]第一方面，本专利技术提供一种ePTFE
‑
TPU复合膜的制备方法，包括：利用静电纺丝工艺对TPU纺丝液进行纺丝，以在ePTFE膜上纺丝形成TPU膜。
[0011]在可选的实施方式中，包括：在采用静电纺丝工艺进行纺丝之前，对所述ePTFE膜进行改性处理。
[0012]在可选的实施方式中，改性处理的步骤包括：利用低能等离子体对所述ePTFE膜进行处理；
[0013]优选地，改性处理的步骤包括：对所述ePTFE膜依次进行冲洗、干燥和低能等离子体处理；
[0014]优选地，干燥的温度为40
‑
120℃；
[0015]优选地，低能等离子体处理采用的气体包括氮气、空气、氦气和氧气中的至少一种；
[0016]优选地，低能等离子体处理的条件包括：气压5
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50Pa，功率为50
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400W，时间为0.5
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10min。
[0017]在可选的实施方式中，静电纺丝工艺的条件包括：静电纺丝的电压为10
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30KV；接收电压为1.5
‑
2KV，接收速度为80
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100r/min；接收距离为15
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25厘米；静电纺丝推注速度为0.1
‑
0.2mm/min；平移速度为400
‑
600mm/min，移动距离为100
‑
200mm。
[0018]在可选的实施方式中，所述TPU纺丝液中TPU的质量体积浓度为5
‑
20％。
[0019]在可选的实施方式中，所述TPU纺丝液的制备步骤包括：将TPU溶解在有机溶剂中；
[0020]优选地，所述有机溶剂为胺类溶剂和呋喃类溶剂的混合溶液；
[0021]优选地，所述有机溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺和四氢呋喃的混合溶液；
[0022]优选地，所述N,N
‑
二甲基甲酰胺和所述四氢呋喃的体积比为2:8
‑
7:3。
[0023]在可选的实施方式中，包括：在采用静电纺丝工艺进行纺丝之后进行后处理；
[0024]优选地，后处理包括：在采用静电纺丝工艺进行纺丝之后，依次进行干燥和热处理；
[0025]优选地，干燥的条件包括：温度为40
‑
80℃，时间为12
‑
36h；
[0026]优选地，热处理的条件包括：温度为150
‑
160℃，时间为1
‑
5min。
[0027]第二方面，本专利技术提供一种ePTFE
‑
TPU复合膜，其通过前述实施方式任一项所述的
ePTFE
‑
TPU复合膜的制备方法制备得到。
[0028]在可选的实施方式中，所述ePTFE<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种ePTFE
‑
TPU复合膜的制备方法，其特征在于，包括：利用静电纺丝工艺对TPU纺丝液进行纺丝，以在ePTFE膜上纺丝形成TPU膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括：在采用静电纺丝工艺进行纺丝之前，对所述ePTFE膜进行改性处理。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，改性处理的步骤包括：利用低能等离子体对所述ePTFE膜进行处理；优选地，改性处理的步骤包括：对所述ePTFE膜依次进行冲洗、干燥和低能等离子体处理；优选地，干燥的温度为40
‑
120℃；优选地，低能等离子体处理采用的气体包括氮气、空气、氦气和氧气中的至少一种；优选地，低能等离子体处理的条件包括：气压5
‑
50Pa，功率为50
‑
400W，时间为0.5
‑
10min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，静电纺丝工艺的条件包括：静电纺丝的电压为10
‑
30KV；接收电压为1.5
‑
2KV，接收速度为80
‑
100r/min；接收距离为15
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25厘米；静电纺丝推注速度为0.1
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0.2mm/min；平移速度为400
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600mm/min，移动距离为100
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200mm。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述TPU纺丝液中TPU的质量体积浓度为5
‑
20％。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述TPU纺丝液的制备步骤包括：将TPU溶解在有机溶剂中；优选地，所述有机溶剂为胺类溶剂和...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈佳斌，郭少云，石玉东，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：