CN103242646B - 一种防水透湿性薄膜及其制备方法和应用 - Google Patents
一种防水透湿性薄膜及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103242646B CN103242646B CN201210027710.4A CN201210027710A CN103242646B CN 103242646 B CN103242646 B CN 103242646B CN 201210027710 A CN201210027710 A CN 201210027710A CN 103242646 B CN103242646 B CN 103242646B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- film
- mass parts
- added
- organic solvent
- parts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
本发明属于高分子材料领域，涉及一种薄膜及其制备方法和应用。该薄膜由包含以下质量份的组分制成：聚乙二醇8‑50份，二苯基甲烷4，4’‑二异氰酸酯10‑40份，成盐剂0.5‑2份，扩链剂1‑5份。与现有技术相比，本发明的薄膜具有较好的透湿性能，在25‑40℃温度范围内，接近人体的活动温度范围，具有较好的透湿性能；还可根据需要调节软硬段分子量的比例，进而改变薄膜的柔软度与透湿性能，另外本发明与传统的棉、毛等保暖材料相比，具有防水、透湿、防风、保暖等优点，可进行涂层或者层压之后用作高档服装，防护服，帐篷，防潮垫等产品。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，涉及一种薄膜及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，随着登山，滑雪，航海等户外运动的蓬勃发展，以及一些强力部门对服装面料的特殊需要，对具有较好防水透湿功能的服装材料的需求十分强烈，此类服装材料能集防水、透湿、防风、保暖于一体，它既能抵御雨雪和寒风的入侵，又能让人体的汗气及时排出，保持干爽和温暖，从而实现织物防水功能和舒适性的统一。而传统的织物不透气，穿着时感觉发闷，人体产生的汗液无法排到服装外面，在服装内表面聚积冷凝，使人感觉到不舒适且有湿冷感，甚至有冻伤，冻死的情况发生。
目前对防水透湿材料的研究主要有以下几种：TPU(热塑性聚氨酯弹性体)防水透湿膜，这种膜是一种均质无孔的薄膜，它采用具有亲水基团的聚氨酯弹性体TPU为主材料，透湿性好，价格低廉，但是不足之处在于这种薄膜熔点低，复合后泼水加工性能不好。
共聚多醚多酯薄膜，这种膜是均质无孔薄膜，通过聚酯的变性处理，引入聚醚基团，赋予薄膜亲水性及控制膨润性、该膜耐水压高，但是薄膜生产价格高，并且由于无孔，薄膜不透气。
PTFE(聚四氟乙烯)薄膜，最初是由美国杜邦R.W.Gore开发的PTFE薄膜，经过将PTFE与润滑剂混炼后，压制成毛坯，经过挤出，压延后再除去润滑剂，拉伸得到的薄膜。它透湿性高，透气性好，但是该薄膜生产价格高，长期穿着以及水洗后，薄膜很快就会失去防水性，并且PTFE难分解，关于它的环保问题一直有争论。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷，而提供一种防水透湿薄膜及其制备方法和应用。该薄膜具有表面强度好，高透湿，透气，防水，成本低等优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种薄膜，由包含以下质量份的组分制成：
聚乙二醇 8-50份，
二苯基甲烷4，4’-二异氰酸酯 10-40份，
成盐剂 0.5-2份，
扩链剂 1-5份。
所述的聚乙二醇的分子量为2000，为白色固体蜡状薄片。
所述的成盐剂为三乙胺。
所述的扩链剂为1，4-丁二醇和二羟甲基丙酸的混合物，两者的质量份比为1∶1。
所述的薄膜的厚度为0.05-1.0mm。
一种上述薄膜的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将8-50质量份的聚乙二醇加热到100℃并抽真空至-0.1MPa后，在110-120℃下脱水2h，然后通入氮气，冷却至70℃，加入17-80质量份有机溶剂，搅拌均匀；
(2)预聚反应：向步骤(1)所得的混合物中，加入10-40质量份的二苯基甲烷4，4’-二异氰酸酯，在50-80℃下反应2-6h；
(3)扩链反应：继续向步骤(2)中所得的混合物加入1-3质量份的扩链剂，搅拌均匀，反应1.5-2.5h后，再加入成盐剂，在50-60℃下，中和反应0.5-1.0h，最后用有机溶剂控制体系的固含量为20-40％；
(4)将得到的产物抽真空除去有机溶剂后，倒入到培养皿中，流平成膜，再放到真空干燥箱中进行干燥。
所述的步骤(1)的搅拌速率为280-350转/分。
所述的步骤(1)、(3)和(4)中的有机溶剂为干燥的N，N-二甲基甲酰胺。其使用前需干燥。具体步骤为：将200g的4A分子筛在400℃的马弗炉中焙烧8h，冷却至常温(25℃)后，将处理过的分子筛倒入到N，N-二甲基甲酰胺中，除去其中水分。
所述的步骤(3)中搅拌速率为250-300转/分。
所述的步骤(4)中的抽真空除去溶剂的真空度为-0.05MPa，真空干燥的温度为65-80℃，真空度为-0.1-0.08MPa，干燥时间为20-28h。
一种上述的防水透湿性薄膜用作服装、鞋靴、帐篷类、防潮垫、防护服产品材料的应用。聚乙二醇具有特殊的透湿和热调节双重性能，分子中的醚键是典型的非离子亲水性基团，与水分子形成氢键，具有很好的导湿性，因此采用共混聚合的方法可以有效提高防水透湿织物的透湿性。在本发明中，所得到的薄膜是由软硬段所组成的，二苯基甲烷4，4’-二异氰酸酯提供的硬段，起到物理交联点的作用，增大聚合物的强度，聚乙二醇提供了软段，软段随着温度的升高而运动加剧，产生空隙，增大透湿率，因此将两种材料进行共混聚合，所得到的薄膜具有较好的防水透湿性能，并且厚度薄，质量轻，柔软等特点。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)薄膜具有较好的透湿性能，在25-40℃温度范围内，接近人体的活动温度范围，具有较好的透湿性能。
(2)薄膜由软硬段组成，可根据需要调节软硬段分子量的比例，进而改变薄膜的柔软度与透湿性能。
(3)本发明与传统的棉、毛等保暖材料相比，具有防水、透湿、防风、保暖等优点，可进行涂层或者层压之后用作高档服装，防护服，帐篷，防潮垫等产品。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
(1)将8质量份的聚乙二醇(分子量为2000)加入到三口烧瓶中至100℃并抽真空至-0.1MPa后，在110℃下脱水2h，然后通入氮气，冷却至70℃，加入17质量份的溶剂N，N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀，搅拌速率为280转/分；
(2)然后往三口烧瓶中加入40质量份的二苯基甲烷4，4’-二异氰酸酯，在50℃温度下反应2h；
(3)加入0.5质量份的1，4-丁二醇和0.5质量份的二羟甲基丙酸，搅拌均匀，搅拌速率为250转/分，扩链反应1.5h后，加入0.5质量份的三乙胺，在50℃下中和反应0.5h，最后用溶剂N，N-二甲基甲酰胺控制体系的固含量为20％；
(4)将得到的薄膜抽真空除去溶剂N，N-二甲基甲酰胺后，真空度为-0.05MPa，然后倒入到培养皿中，流平成膜，再放到真空干燥箱中进行干燥，干燥温度为65℃，真空度为-0.08MPa干燥时间为20h，干燥后的薄膜厚度为0.05mm，其透湿效果如下表1。
实施例2
(1)将30质量份的聚乙二醇加入到三口烧瓶中至100℃并抽真空至-0.1MPa后，在115℃下脱水2h，然后通入氮气，冷却至70℃，加入50质量份的溶剂N，N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀，搅拌速率为300转/分；
(2)然后往三口烧瓶中加入30质量份的二苯基甲烷4，4’-二异氰酸酯，在80℃温度下反应4h；
(3)加入1.0质量份的1，4-丁二醇和1.0质量份的二羟甲基丙酸，搅拌均匀，搅拌速率为280转/分，扩链反应2h后；加入1质量份的三乙胺，在55℃下中和反应1h，最后用溶剂N，N-二甲基甲酰胺控制体系的固含量为30％；
(4)将得到的薄膜抽真空除去溶剂N，N-二甲基甲酰胺后，真空度为-0.05MPa，然后倒入到培养皿中，流平成膜，再放到真空干燥箱中进行干燥，干燥温度为70℃，真空度为-0.09MPa，干燥时间为24h，干燥后的薄膜厚度为0.5mm。
实施例3
(1)将50质量份的聚乙二醇加入到三口烧瓶中至100℃并抽真空至-0.1MPa后，在120℃下脱水2h，然后通入氮气，冷却至70℃，加入80质量份的溶剂N，N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀，搅拌速率为350转/分；
(2)然后往三口烧瓶中加入10质量份的二苯基甲烷4，4’-二异氰酸酯，在80℃温度下反应6h；
(3)加入1.5质量份的1，4-丁二醇和1.5质量份的二羟甲基丙酸，搅拌均匀，搅拌速率为300转/分，扩链反应2.5h后；加入2质量份的三乙胺，在60℃下中和反应1.0h，最后用溶剂N，N-二甲基甲酰胺控制体系的固含量为40％；
(4)将得到的薄膜抽真空除去溶剂N，N-二甲基甲酰胺后，真空度为-0.05MPa，然后倒入到培养皿中，流平成膜，再放到真空干燥箱中进行干燥，干燥温度为80℃，真空度为-0.1MPa，干燥时间为28h，干燥后的薄膜厚度为1.0mm。
表1
注：透湿量测定方法为透湿杯法(ASTME96-80B)
由表1可知，本发明所制备的薄膜具有较好的透湿性能，随着湿度的增加，透湿性能表现出增加的趋势，在相对湿度为90％时，透湿性能最优效果可达到3325g·day-1·m-2。其中软段的含量是影响膜的透湿性能的重要因素，聚乙二醇提供的软段随着温度的升高而运动加剧，产生空隙，自由体积增加，透湿性能也随着增加；其次，膜的厚度也是对透湿性能具有重要的影响，其影响已经覆盖了软段含量对透湿性能的影响。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种薄膜，其特征在于：该薄膜由以下质量份的组分组成：
所述的扩链剂为1，4-丁二醇和二羟甲基丙酸的混合物，两者的质量份比为1:1；
所述的薄膜的厚度为0.05-1.0mm；
所述的薄膜的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将8-50质量份的聚乙二醇加热到100℃并抽真空至-0.1MPa后，在110-120℃下脱水2h，然后通入氮气，冷却至70℃，加入17-80质量份有机溶剂，搅拌均匀；
(2)预聚反应：向步骤(1)所得的混合物中，加入10-40质量份的二苯基甲烷4，4’-二异氰酸酯，在50-80℃下反应2-6h；
(3)扩链反应：继续向步骤(2)中所得的混合物加入1-5质量份的扩链剂，搅拌均匀，反应1.5-2.5h后，再加入0.5-2份成盐剂，在50-60℃下，中和反应0.5-1.0h，最后用有机溶剂控制体系的固含量为20-40％；
(4)将得到的产物抽真空除去有机溶剂后，倒入到培养皿中，流平成膜，再放到真空干燥箱中进行干燥；
所述的步骤(1)或(3)中的有机溶剂为干燥的N,N-二甲基甲酰胺。
2.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于：所述的聚乙二醇的分子量为2000。
3.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于：所述的成盐剂为三乙胺。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的薄膜的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)将8-50质量份的聚乙二醇加热到100℃并抽真空至-0.1MPa后，在110-120℃下脱水2h，然后通入氮气，冷却至70℃，加入17-80质量份有机溶剂，搅拌均匀；
(2)预聚反应：向步骤(1)所得的混合物中，加入10-40质量份的二苯基甲烷4，4’-二异氰酸酯，在50-80℃下反应2-6h；
(3)扩链反应：继续向步骤(2)中所得的混合物加入1-5质量份的扩链剂，搅拌均匀，反应1.5-2.5h后，再加入0.5-2份成盐剂，在50-60℃下，中和反应0.5-1.0h，最后用有机溶剂控制体系的固含量为20-40％；
(4)将得到的产物抽真空除去有机溶剂后，倒入到培养皿中，流平成膜，再放到真空干燥箱中进行干燥；
所述的步骤(1)或(3)中的有机溶剂为干燥的N,N-二甲基甲酰胺。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的步骤(1)的搅拌速率为280-350转/分。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的步骤(3)中搅拌速率为250-300转/分。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的步骤(4)中的抽真空除去溶剂的真空度为-0.05MPa，真空干燥的温度为65-80℃，真空度为-0.1-0.08MPa，干燥时间为20-28h。
8.一种如权利要求1-3任一项所述的薄膜的用作鞋靴、帐篷类、防潮垫材料的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210027710.4A CN103242646B (zh) | 2012-02-09 | 2012-02-09 | 一种防水透湿性薄膜及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210027710.4A CN103242646B (zh) | 2012-02-09 | 2012-02-09 | 一种防水透湿性薄膜及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103242646A CN103242646A (zh) | 2013-08-14 |
| CN103242646B true CN103242646B (zh) | 2018-01-09 |
Family
ID=48922541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210027710.4A Active CN103242646B (zh) | 2012-02-09 | 2012-02-09 | 一种防水透湿性薄膜及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103242646B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112048053B (zh) * | 2020-08-31 | 2022-05-06 | 山东一诺威聚氨酯股份有限公司 | 光敏变色的防水透湿薄膜用热塑性聚氨酯弹性体材料及其制备方法 |
| CN113087939A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-07-09 | 重庆中膜科技集团有限公司 | 一种具有保温性能的防水透气膜及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101182681A (zh) * | 2007-11-08 | 2008-05-21 | 华明扬 | 环境友好型水性聚氨酯纺织柔软整理剂的制备方法 |
| CN101333282A (zh) * | 2007-06-25 | 2008-12-31 | 财团法人工业技术研究院 | 防水透湿材料、薄膜及织品 |
| CN101709197A (zh) * | 2009-11-20 | 2010-05-19 | 广州市纺织工业研究所 | 一种温敏型的亲水性交联结晶型聚氨酯涂层剂及其制备方法与应用 |
-
2012
- 2012-02-09 CN CN201210027710.4A patent/CN103242646B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101333282A (zh) * | 2007-06-25 | 2008-12-31 | 财团法人工业技术研究院 | 防水透湿材料、薄膜及织品 |
| CN101182681A (zh) * | 2007-11-08 | 2008-05-21 | 华明扬 | 环境友好型水性聚氨酯纺织柔软整理剂的制备方法 |
| CN101709197A (zh) * | 2009-11-20 | 2010-05-19 | 广州市纺织工业研究所 | 一种温敏型的亲水性交联结晶型聚氨酯涂层剂及其制备方法与应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103242646A (zh) | 2013-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101381448B (zh) | 一种防水透气服装革用聚氨酯树脂 | |
| KR101822957B1 (ko) | 발수성 원단 및 이를 포함하는 발수 다운 제품 | |
| CN101914854A (zh) | 感温型防水透湿聚氨酯树脂及其制备方法 | |
| CN105199366A (zh) | 一种抗静电保暖的聚氨酯薄膜及其制备方法 | |
| CN101693414A (zh) | 一种鞋靴面料及其制作方法 | |
| CN101525844B (zh) | 一种防水透湿面料生产方法 | |
| CN106496456A (zh) | 一种体型温敏性水凝胶材料的制备方法 | |
| CN103242646B (zh) | 一种防水透湿性薄膜及其制备方法和应用 | |
| CN105670014A (zh) | 一种吸湿透气型聚氨酯膜的制备方法 | |
| CN104448789B (zh) | 一种可温控变色的tpu薄膜及其制备方法 | |
| CN106363926A (zh) | 一种高耐水压、高透气、高透湿服装膜的制备方法 | |
| CN103276598A (zh) | 一种阻燃防水透气透湿涂层及其制备方法 | |
| CN104231599A (zh) | 一种高柔软聚醚型tpu薄膜及其制备方法 | |
| CN102851973A (zh) | 防水透湿织物及其制造方法 | |
| CN109881497B (zh) | 一种防水面料及其制备方法 | |
| WO2015119037A1 (ja) | 防水布帛およびこれを用いた繊維製品 | |
| CN109971378A (zh) | 高低温贴合膜及其材料和工艺 | |
| CN102864642A (zh) | 透气性运动纺织品 | |
| CN106866911A (zh) | 一种鞋材整理剂及其制备方法 | |
| CN104193942B (zh) | 一种高柔软聚醚型热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法 | |
| CN104231220A (zh) | 一种高耐黄变型透明热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法 | |
| CN108385366A (zh) | 防尘、透气性良好的户外纺织布料的制备方法 | |
| CN208602004U (zh) | 一种透气防水面料 | |
| TWM609720U (zh) | 防水透氣型複合布料及其製品 | |
| CN102251399B (zh) | 一种防水透湿面料的生产方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180927 Address after: 850000 6-2-2, 2 New Sunshine City, 189 Jin Zhu Road, Lhasa, Tibet. Patentee after: Lhasa economic and Technological Development Zone Mei Di Yi outdoor products Co., Ltd. Address before: 201109 No. 800 North Song Road, Shanghai, Minhang District Patentee before: Shanghai Genius Advanced Material (Group) Co., Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |