[发明专利]一种具有光敏变色功能的TPU纤维基防水透湿薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有光敏变色功能的TPU纤维基防水透湿薄膜及其制备方法，涉及静电纺丝技术领域。制备方法：首先，配制一定浓度的TPU/DMF基底溶液；然后将光敏变色性能稳定且抗疲劳性能优异的光敏变色微胶囊粉体1,3‑二苯基‑4‑(3‑氯苯甲酰基)‑5‑吡唑啉酮缩N(4)‑苯基氨基脲(DP3ClBP‑PSC)添加到基底溶液中，充分搅拌均匀得到纺前躯体溶液，避光静置脱泡；采用气流辅助静电纺丝技术进行制备，所得纳米纤维膜其接触角≥130°，耐静水压≥1kPa，透湿量≥19000g/m²/d，强度≥20MPa。本发明制备的防水透湿薄膜，具有孔径小、孔隙率高、制备过程简单且成本较低等特点。该薄膜不仅能在紫外线的照射下迅速实现从无色到有色的转变且该过程可逆，而且防水、透湿和透气等性能优异，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及静电纺丝技术领域，具体涉及一种TPU薄膜及其制备方法，尤其涉及一种将光敏变色微胶囊粉体添加到高分子聚合物中混纺制备而成的具有光敏变色功能的TPU纤维基防水透湿薄膜及其制备方法。

背景技术

防水透湿性能是防护织物的基本性能，不仅能够防止水滴/液滴渗入织物，而且可以使湿气/汗气通过织物扩散传递到外界，使织物具有呼吸性能，保持穿着的舒适性。

防水透湿薄膜是集防水、透湿、透气、防风和保暖性能于一体的特色功能薄膜，也是防水透湿功能服装的核心功能层，要求材料具有较小的孔径(小于水滴分子直径，大于水分子直径)和较高的孔隙率。其兼具的防水和透湿功能，不仅能满足人们在户外环境中抵御暴雨、严寒等恶劣天气的需要，也适用于军用、医用及特种职业服装等领域,具有广阔的发展前景。目前制造防水透湿薄膜的主要技术存在加工工艺复杂、技术及设备要求高、孔隙结构难以调控等问题，从而限制了防水透湿面料的应用及发展。

静电纺丝技术利用高压电场使导电流体形成喷射流，最终溶剂挥发使其在接收装置上干燥、固化形成纤维，是制备纳米级纤维的重要方法。静电纺纳米纤维具有较高的比表面积和吸附特性，有利于水蒸汽/湿气的转移，其薄膜具有更高的各向同性、纤维间孔径小、孔隙率高且分布均匀等特点。该技术可以根据织物产品需要调整工艺参数、获取不同孔隙结构和厚度的薄膜，在高性能防水透湿薄膜加工领域具有巨大的应用潜力。目前公开的静电纺纤维基防水透湿薄膜的制备方法包括：一种高透湿通量的纤维基防水透湿膜的静电纺丝方法及其装置(CN104452109B)、一种防水透湿复合膜及其制备方法(CN103963393A)、一种透气不透水聚氨酯纳米纤维膜的制备方法(CN102517794A)、一种超耐磨的纤维基防水透湿膜的静电纺丝方法及其装置(CN104480639B、)防水透湿织膜的制备方法、防水透湿织物及其制备方法(CN103437072A)、一种高效防水透湿面料及其制备方法(CN102632648A)、一种防水透湿多功能复合微/纳米面料及其制备方法(CN103388265A)等。

热塑性聚氨酯弹性体橡胶(Thermoplastic polyurethanes，TPU，)是一种高抗张强度且柔软性好的弹性体合成树脂，主要分为聚酯型和聚醚型。其制备过程中不使用溶剂且具有可分解性，符合绿色环保的理念。由TPU制成的薄膜，不仅具有耐磨、柔韧性好以及高弹特性，而且透湿和防水性能优异。在日用品、玩具和装饰材料等方面得到广泛应用，尤其适用于纺织品及成衣加工贴合领域。

随着科学技术的不断发展，人们对产品的个性化和智能化给与了高度的关注。因此，功能薄膜向颜色多元化和智能化的方向发展，对着色的要求也在日益提高。