[发明专利]具有光催化自清洁功能的无氟防水透湿纤维膜的制备方法

说明书

本发明提供了一种具有光催化自清洁功能的无氟防水透湿纤维膜的制备方法，其特征在于，包括：步骤1：静电纺纤维膜制备：将亲水但不溶于水的聚合物溶解在溶剂中配制成静电纺丝溶液，通过静电纺丝制备纤维膜基材；步骤2：将上述纤维膜基材于室温下浸渍于环境友好型无氟防水剂溶液或乳液中，随后对其进行预烘和焙烘；步骤3：使用具有光催化性能的纳米颗粒对所得纤维膜进行涂层整理并高温烘干，得到具有光催化自清洁功能的无氟防水透湿纤维膜。本发明制备的环境友好型无氟防水透湿纤维膜耐水压≥100kPa，透湿量≥15000g/m²/d，强度≥30MPa，同时可有效降解粘附在其表面的有机污染物。

技术领域

本发明涉及一种具有光催化自清洁功能的环境友好型无氟防水透湿纤维膜，尤其涉及一种具有光催化自清洁功能的环境友好型无氟防水透湿纤维膜的制备方法，属功能性防水透湿材料领域。

背景技术

防水透湿膜不仅可以阻止液态水的渗透，而且能够及时排出人体产生的汗蒸汽，是制造野战军服、冲锋衣等防护服装的核心材料。现有防水透湿膜主要包括两种：亲水无孔膜和疏水微孔膜。疏水微孔膜因其微孔结构而具有较高的透湿性，舒适性较好，受到更为广泛的关注。但疏水微孔膜制成的服装随着服用时间的延长、洗涤次数的增加，防水透湿效果会逐渐变差，其耐久性有待提升。另一方面，军队和医疗卫生领域在也亟需免清洗的防护织物满足野外作战或手术时的实际应用需求。

自清洁织物可直接去除或降解污染物，不需要洗涤，避免防水透湿服装因清洗造成的性能下降问题，有望满足军队作战服和医疗手术服的要求，同时还可以减少水消耗、有效缓解全球水资源短缺。目前，自清洁织物主要包括超疏水和光催化两种，前者的超疏水性能在实际使用过程中容易遭到破坏，失去自清洁能力。后者是通过在织物表面引入光催化纳米材料，利用光照条件下的氧化还原反应降解污染物，光催化活性高、成本低、对环境友好，具有广阔的实际应用前景。

专利“一种多功能处理剂”(CN200310100439.3)提供了一种包含纳米氧化物、甲壳素或其衍生物、氟树脂的多功能整理剂，可以赋予织物防水透湿、防油、光催化自清洁等功能。含氟树脂虽然可以使织物获得优良的拒水防污性能，但其普遍存在环境持久性、生物累积性和远距离迁移性，难以在环境和生物体内降解。因此，开发使用无氟防水剂制备环境友好型防水透湿织物已成为未来防水透湿领域发展的必然趋势。专利“一种光催化无氟超疏水自清洁纺织品的制备方法”(CN201710033374.7)制备了光催化超疏水复合粉体，将纺织品浸渍于复合粉体分散液中并经整理得到光催化型无氟超疏水自清洁纺织品。利用该专利所述方法制备的织物虽具有光催化自清洁功能和无氟超疏水特性，但由于织物本身的孔径较大、厚度较厚，导致其耐水压和透湿量较低，不能满足日常和极端环境中的防护性和舒适性需求。为进一步提高耐水压和透湿量，通常需要利用静电纺丝技术制备孔径较小、孔隙率较高的纳米纤维膜作为基材并对其进行后整理。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有光催化自清洁功能的无氟防水透湿纤维膜的制备方法，以有效解决防水透湿服装洗涤过程中造成的防水透湿性能下降问题、避免氟化微孔防水透湿膜造成的环境危害，同时满足军队和医疗卫生领域对高防护性和舒适性的自清洁防护服装的需求。

为了达到上述目的，本发明提供了一种具有光催化自清洁功能的无氟防水透湿纤维膜的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1：静电纺纤维膜制备：将亲水但不溶于水的聚合物溶解在溶剂中配制成静电纺丝溶液，通过静电纺丝制备纤维膜基材；

步骤2：配制环境友好型无氟防水剂溶液或乳液，将上述纤维膜基材于室温下浸渍于所述的环境友好型无氟防水剂溶液或乳液中，随后对其进行预烘和焙烘；

步骤3：使用具有光催化性能的纳米颗粒对所得纤维膜进行涂层整理并高温烘干，得到具有光催化自清洁功能的无氟防水透湿纤维膜。

优选地，所述的亲水但不溶于水的聚合物为聚丙烯腈、纤维素、醋酸纤维素和尼龙6中的一种。