[发明专利]防水透湿膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了防水透湿膜及其制备方法和应用。本发明的防水透湿膜，以纤维膜作为基材，具有可纺原料范围广、纤维膜孔径小、孔隙率高、结构可调性强等优点，与防水透湿织物相比，可获得更高的耐水压和透湿通量。利用封闭型溶剂性异氰酸酯交联剂，交联剂解封后与防水剂中的活性基团发生交联反应，将疏水链段稳定包覆在纤维表面，提高了防水剂涂层的耐久性。经过50次磨损循环后其接触角没有明显变化，水洗30次后耐水压和透湿通量基本保持不变，在冲锋衣、野战军服和医疗卫生领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及防水透湿膜及其制备方法和应用。

背景技术

防水透湿膜不仅可以阻止外界雨雪的渗透，还能有效排出人体产生的汗蒸汽，在户外运动服及防护服领域具有广阔的应用前景。

相关技术中，防水透湿膜主要包括两大类：疏水微孔膜和亲水无孔膜。疏水微孔膜因其多孔结构而具有较好的透湿性，舒适性较好，受到广泛的关注。静电纺纤维膜具有孔径小、孔隙率高等优势，是制备微孔型纤维膜的有效方法之一。利用静电纺丝技术制备微孔型防水透湿膜有两种途径，一种是直接纺丝法：将疏水性聚合物配制成纺丝溶液进行静电纺丝制备防水透湿膜；另一种是后整理涂层法：将亲水但不溶于水的聚合物进行纺丝，再将其浸泡在防水剂中通过烘干制备防水透湿膜。后者的可用原料范围更广。然而，目前后整理涂层法所制备的纤维膜因防水剂涂层与纤维膜之间为物理结合，防水剂涂层与纤维膜之间的结合力较差，疏水涂层的耐久性较差，难以满足实际使用需求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种防水透湿膜，该防水透湿膜防水剂涂层与纤维膜之间的结合力良好，疏水涂层耐久，可以满足实际使用需求。

本发明还提供了上述防水透湿膜的制备方法。

本发明还提供了上述防水透湿膜的应用。

本发明的第一方面提供了防水透湿膜，包括纤维基体，以及与所述纤维基体相交联的疏水层，所述防水透湿膜的接触角为110°～140°，耐水压为100kPa～150kPa，透湿通量为10kg/m²/d～15kg/m²/d。

本发明的防水透湿膜，至少具有以下有益效果：

本发明的防水透湿膜，以纤维膜作为基材，具有可纺原料范围广、纤维膜孔径小、孔隙率高、结构可调性强等优点，与防水透湿织物相比，可获得更高的耐水压和透湿通量。

本发明的防水透湿膜，利用封闭型溶剂性异氰酸酯交联剂，交联剂解封后与防水剂中的活性基团发生交联反应，将疏水链段稳定包覆在纤维表面，提高了防水剂涂层的耐久性。

本发明的防水透湿膜，经过50次磨损循环后其接触角没有明显变化，水洗30次后耐水压和透湿通量基本保持不变，在冲锋衣、野战军服和医疗卫生领域具有广阔的应用前景。

根据本发明的一些实施方式，所述防水透湿膜的厚度为10μm～30μm。

根据本发明的一些实施方式，所述纤维基体的制备原料包括亲水性聚合物、封闭型溶剂性异氰酸酯和溶剂。

根据本发明的一些实施方式，所述亲水性聚合物和封闭型溶剂性异氰酸酯的质量比为(3～4)：1。

根据本发明的一些实施方式，静电纺丝溶液中亲水性聚合物和封闭型溶剂性异氰酸酯的质量分数为5wt％～20wt％。

根据本发明的一些实施方式，所述亲水性聚合物包括聚丙烯腈、醋酸纤维素和尼龙6。

聚丙烯腈、醋酸纤维素和尼龙6均为亲水但不溶于水的聚合物，除了这三种以外，其他亲水但不溶于水的聚合物也可以使用。