【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功能复合材料领域，具体涉及一种抗静电高阻隔tpu薄膜层压复合织物的制备方法。
技术介绍
1、热塑性聚氨酯(tpu)是一类用途广泛的弹性嵌段共聚物，由硬段和软段共同组成，其中硬段极性强，相互间吸引力大，硬段和软段在热力学上有自发分离的倾向，即形成微相分离结构，这种特殊的结构组成使得其在较宽的硬度范围内仍能保持良好的弹性、优异的耐磨性、延展性和加工成型性。基于上述性能优势，目前tpu已广泛应用于医疗器件、汽车行业、建筑行业和体育制品等领域，成为了新时期极具发展前景的功能性材料。然而，tpu与其他高分子材料一样具有电绝缘性，其体积电阻率一般处于1012-1015ω·cm，在使用过程中会由于磨擦而产生很高的静电压，当表面静电荷累积到一定程度后，会带来严重的危险，比如吸尘、放电、击穿，甚至燃烧或爆炸。同时在一些特定领域，如tpu医疗床垫、tpu沼气储存袋、页岩气等非常规气态能源输送管道内衬用tpu膜材和tpu涉水类产品等，除了对材料的抗静电性能有很高的要求外，对材料的阻隔性能也有较高的需求。然而氧气和水蒸气等小分子物质能够较为容易地渗透通过tpu薄膜，这极大地限制了tpu膜材在阻隔方面的应用。基于此，人们对tpu类产品提出了抗静电和高阻隔的要求。目前一般通过在tpu基体中添加炭黑、金属氧化物、多壁碳纳米管、聚苯胺、纳米微纤或者与其它电阻值较低的阻隔性聚合物熔融共混等方法来改善
2、tpu薄膜的抗静电和/阻隔性能，但是需要指出的是，上述填料的加入很难同时起到提高材料抗静电及阻隔性能的目的，并且要达到所要求的改性效果
技术实现思路
1、要解决的技术问题：本专利技术的目的是提供一种抗静电高阻隔tpu薄膜层压复合织物，将填料加在三维阻隔层中，再通过层压复合的方式，提高织物的抗静电和阻隔性能。
2、技术方案：一种抗静电高阻隔tpu薄膜层压复合织物，所述复合织物包括织物层，三维阻隔层和tpu层，所述三维阻隔层包括静电纺丝层和微纳米片状层复合而成。
3、优选的，所述三维阻隔层的制备方法包括以下步骤：
4、s11.含银聚乙烯醇静电纺丝膜的制备：将硝酸银溶解于水中，得到硝酸银溶液，将聚乙烯醇加入至硝酸银溶液中，溶解搅拌均匀得到静电纺丝液，采用静电纺丝制备含银聚乙烯醇静电纺丝膜；
5、s12.含铝离子吸附层的静电纺丝膜的制备：配置硝酸铝溶液，将步骤s11制备的含银聚乙烯醇静电纺丝膜通过真空浸渍与硝酸铝溶液中，在静电纺丝膜的表面形成铝离子吸附层；
6、s13.负载层状双氢氧化物静电纺丝膜的制备：将氯化镍和尿素加入水中，配置混合溶液，然后将步骤s12制备的静电纺丝膜加入至混合溶液中，通过水热反应，在静电纺丝膜表面沉积层状双氢氧化物；
7、s14.三维阻隔层的制备：将剥层的氧化石墨烯加入至乙二醇溶液中，超声分散均匀，得到氧化石墨烯溶液，将步骤s13制备的静电纺丝膜加入至氧化石墨烯溶液中，首先加入偏硅酸钠，搅拌反应后，后加入硼氢化钠，先在冰浴下反应，然后加入氨水，加热继续反应，得到三维阻隔层。
8、优选的，所述步骤s11中硝酸银溶液的浓度为0.3-0.8mol/l，所述静电纺丝液中聚乙烯醇的浓度为7-9wt％，所述聚乙烯醇的分子量为10000-32000。
9、优选的，所述步骤s11中含银pvp静电纺丝膜的孔隙率为85-90％。
10、优选的，所述步骤s13中氯化镍的浓度为0.2-0.3mol/l，尿素的浓度为0.8-1.1mol/l。
11、优选的，所述步骤s14中氧化石墨烯溶液的浓度为2-5mg/ml，静电纺丝膜和氧化石墨烯溶液的浴比为1:10-20，偏硅酸钠在石墨烯溶液中的浓度为0.08-0.15mol/l，加入偏硅酸钠的反应时间为20-60min，硼氢化钠在石墨烯溶液中的浓度为0.2-0.3mol/l，冰浴反应的时间为40-80min，氨水的加入量为10-20ml/l，加热反应的温度为80-100℃，时间为50-90min。
12、上述的抗静电高阻隔tpu薄膜层压复合织物的制备方法，具体制备步骤如下：
13、s1.取织物层，将织物层平铺后，将三维阻隔层平铺于织物层的一侧；
14、s2.在tpu膜一侧涂覆聚氨酯热熔胶；
15、s3.将涂覆有聚氨酯热熔胶的一侧与三维阻隔层和织物层进行压合，得到抗静电高阻隔tpu薄膜层压复合织物。
16、优选的，所述织物层为针织物，机织物或非织造织物中的任意一种。
17、优选的，所述三维阻隔层的厚度为0.3-1mm。
18、有益效果：本专利技术抗静电高阻隔tpu薄膜层压复合织物具有以下优点：
19、1.本专利技术中制备以聚乙烯醇为基材的静电纺丝膜，聚乙烯醇含有大量的羟基，可以通过氢键的作用与极性大的物质相互作用，并控制静电纺丝膜的孔隙率在85-90％，有利于层状氢氧化物的吸附以及剥层氧化石墨烯的吸附；
20、2.本专利技术中通过真空浸渍将铝离子吸附在静电纺丝膜表面，形成铝离子的吸附层，接着加入镍离子以及尿素，通过水热法，在静电纺丝膜表面原位水解生成层状氢氧化物，在静电纺丝膜表面覆盖片状层，具有较好的屏蔽效果；
21、3.本专利技术中在聚乙烯醇的纺丝液中加入较高浓度的硝酸银，在后续的反应溶液中虽然有部分析出，但是在纺丝液中加入高浓度的硝酸银，仍可在纺丝膜中保留较高含量的银离子，在和偏硅酸钠，硼氢化钠反应后生成纳米银，在静电纺丝膜表面及内部形成导电通路；
22、4.本专利技术中首先在静电纺丝膜表面生成层状氢氧化物，然后在层状氢氧化物表面附着石墨烯，形成类似层叠状功能层，通过静电纺丝膜负载层状氢氧化物和石墨烯可以有效避免其在tpu中的团聚，提高材料的阻隔和导电性能。
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1.一种抗静电高阻隔TPU薄膜层压复合织物，其特征在于：所述复合织物包括织物层，三维阻隔层和TPU层，所述三维阻隔层包括静电纺丝层和微纳米片状层复合而成。
2.根据权利要求1所述的抗静电高阻隔TPU薄膜层压复合织物，其特征在于，所述三维阻隔层的制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的抗静电高阻隔TPU薄膜层压复合织物，其特征在于：所述步骤S11中硝酸银溶液的浓度为0.3-0.8mol/L，所述静电纺丝液中聚乙烯醇的浓度为7-9wt％，所述聚乙烯醇的分子量为10000-32000。
4.根据权利要求1所述的抗静电高阻隔TPU薄膜层压复合织物，其特征在于：所述步骤S11中含银PVP静电纺丝膜的孔隙率为85-90％。
5.根据权利要求1所述的抗静电高阻隔TPU薄膜层压复合织物，其特征在于：所述步骤S13中氯化镍的浓度为0.2-0.3mol/L，尿素的浓度为0.8-1.1mol/L。
6.根据权利要求1所述的抗静电高阻隔TPU薄膜层压复合织物，其特征在于：所述步骤S14中氧化石墨烯溶液的浓度为2-5mg/mL，静电纺丝膜
7.如权利要求1-6所述的抗静电高阻隔TPU薄膜层压复合织物的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：
8.根据权利要求7所述的抗静电高阻隔TPU薄膜层压复合织物的制备方法，其特征在于：所述织物层为针织物，机织物或非织造织物中的任意一种。
9.根据权利要求7所述的抗静电高阻隔TPU薄膜层压复合织物的制备方法，其特征在于：所述三维阻隔层的厚度为0.3-1mm。
...【技术特征摘要】
1.一种抗静电高阻隔tpu薄膜层压复合织物，其特征在于：所述复合织物包括织物层，三维阻隔层和tpu层，所述三维阻隔层包括静电纺丝层和微纳米片状层复合而成。
2.根据权利要求1所述的抗静电高阻隔tpu薄膜层压复合织物，其特征在于，所述三维阻隔层的制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的抗静电高阻隔tpu薄膜层压复合织物，其特征在于：所述步骤s11中硝酸银溶液的浓度为0.3-0.8mol/l，所述静电纺丝液中聚乙烯醇的浓度为7-9wt％，所述聚乙烯醇的分子量为10000-32000。
4.根据权利要求1所述的抗静电高阻隔tpu薄膜层压复合织物，其特征在于：所述步骤s11中含银pvp静电纺丝膜的孔隙率为85-90％。
5.根据权利要求1所述的抗静电高阻隔tpu薄膜层压复合织物，其特征在于：所述步骤s13中氯化镍的浓度为0.2-0.3mol/l，尿素的浓度为0.8-1.1mol/l。
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘彦平，蔡姗姗，刘聪惠，
申请(专利权)人：苏州羽燕特种材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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