CN103963393A - 一种防水透湿复合膜及其制备方法 - Google Patents
一种防水透湿复合膜及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103963393A CN103963393A CN201410148615.9A CN201410148615A CN103963393A CN 103963393 A CN103963393 A CN 103963393A CN 201410148615 A CN201410148615 A CN 201410148615A CN 103963393 A CN103963393 A CN 103963393A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- membrane
- composite membrane
- preparation
- waterproof breathable
- spinning
- 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.)
- Granted
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 140
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims abstract description 27
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 38
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 38
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 18
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 18
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims description 15
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 15
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 15
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 12
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 claims description 11
- WFKAJVHLWXSISD-UHFFFAOYSA-N isobutyramide Chemical compound CC(C)C(N)=O WFKAJVHLWXSISD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 claims description 10
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 30
- 239000004744 fabric Substances 0.000 abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 7
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 6
- 239000012982 microporous membrane Substances 0.000 abstract description 2
- 229920006346 thermoplastic polyester elastomer Polymers 0.000 abstract 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 abstract 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 abstract 1
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 abstract 1
- 210000004379 membrane Anatomy 0.000 description 103
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 37
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 8
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 7
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 7
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 7
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 7
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 6
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 5
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 5
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 5
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 description 5
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 4
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 3
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 3
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 3
- 230000002155 anti-virotic effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 210000004243 sweat Anatomy 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 206010009866 Cold sweat Diseases 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920000544 Gore-Tex Polymers 0.000 description 1
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002977 biomimetic material Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Abstract
本发明公开了一种防水透湿复合膜及其制备方法，该防水透湿复合膜包括疏水膜和亲水膜，以聚酯类热塑性膜（TPEE膜）为接收基底，利用静电纺纳米技术将疏水型聚合物纺丝液将拉伸成纳米级/亚微米级纤维，并沉积于无孔膜上，形成“亲水膜+微孔膜”复合膜。采用静电纺丝一步成型法，大大缩短了复合膜的制备工艺，制备工艺简单易行，纺丝过程稳定，无污染。所制得的复合膜粘合牢度强，应用于消防防化服面料外，还可广泛应用于冶金、石油、军事、危险化学品、洗消等不同行业和领域的个体防护装备用面料。
Description
技术领域
本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种防水透湿复合膜及其制备方法。
背景技术
防水透湿复合膜是指以微孔膜为支撑层，在其表面覆盖一定厚度的亲水无孔膜作为选择分离层，这样的构成复合膜既可以透湿防水又能发挥其选择分离的优势。由该类复合膜所层压制成的复合面料具有使水滴（或液滴）不能渗入织物，而人体散发的汗气能通过织物扩散传递到外界，且能阻挡或隔离有毒的生化化学物质，使之不能侵入人体内。
防水透湿膜自问世至今被广泛应用于各个领域，按照透湿机理，透湿薄膜分为两类：微孔膜和无孔亲水膜。微孔透湿薄膜防水透湿的机理是将薄膜表面孔径控制在一定范围（0.2~20μm），而各类液态水直径通常都大于100μm，最小雾滴直径为20μm，而水蒸汽分子直径为0.0004μm，因此即使最小的雨滴也不能透过。在穿着使用过程中，水蒸汽分子依靠服装内外两侧的水蒸汽压差可以自由通过微孔向外逸散。从而具备防水透湿功能。
微孔膜，以多微孔结构为特征，具有较好的防水、透湿、透气性能，以及较好的手感。但加工过程较为复杂，对涂层剂和设备有一定要求。另外，在使用过程中极易吸附尘埃，造成微孔堵塞和玷污，导致织物防水透湿性能下降，而且微孔在受到外力作用时，微孔尺寸变大，在长时间雨淋或重负荷的条件下，水蒸汽会通过表面微孔结构渗入内部影响透湿性，同时，外力作用也会引起薄膜的破损缩短了织物的使用寿命。微孔膜的防风性也较差。
与微孔防水透湿薄膜不同，无孔亲水膜的透湿原理是利用膜内部的亲水链段或亲水基团，首先将水蒸汽吸附并溶解在膜表面，然后在浓度差的推动下，溶解在膜上的汽体分子扩散到膜的另一侧表面，并不断得到解吸，即放湿过程。经过这样“吸湿—扩散—放湿”的过程将人体产生的汗汽从湿度高的一面输送到湿度低的一面，从而达到透湿目的。无孔亲水膜均匀致密结构，其防水性来自于膜自身的连续性和较大的膜面张力。
无孔亲水膜不存在微孔，液态水不能通过，因此拥有较高的耐静水压，具有优异的防风性能以及对细菌污物阻隔性好的优点；而且无孔膜具有更广泛的耐化学、溶剂性能，由于膜轻薄柔软，使得层压织物的手感较接近于最初的单层纺织品。但与微孔膜透湿织物相比，产品的透湿性相对较差。另外，通过对无孔亲水膜的透湿机理分析不难发现，膜在导湿之前首先发生的是亲水基团对湿分的吸附蓄积过程，因而膜易发生润湿溶胀，易产生湿冷感，且当湿层压织物相互摩擦是会产生刺耳的噪声。
微孔膜与无孔亲水膜各有利弊，在实际应用中，通常将二者结合起来，以获得良好的使用效果。有许多成功的案例，如戈尔公司的Gore-TEX第二代产品将PTFE膜层压与亲水PU涂层相结合，以实现防水透湿且在穿着使用过程中不堵塞微孔；比利时的UCB公司将Ucecoat 2000微孔PU涂层和NPU亲水涂层结合制成防水透湿雨衣等。
现有技术公开了多种微孔/无孔复合膜及其制备方法。其中聚四氟乙烯微孔/亲水复合膜最主要的制备方法是涂层法、共拉伸法[李登科，宋德亮，宋尚军等，防水透湿织物中PTFE复合膜的研究进展，有机氟工业，2011]。专利CN1566204 A公开了一种制备透湿型病毒阻隔聚四氟乙烯复合膜的方法，该方法采用聚四氟乙烯双向拉伸微孔膜附着在离型纸或织物上，使用涂层机将透湿型聚氨酯或嵌段聚醚酯溶液均匀地涂覆在聚四氟乙烯微孔膜上，然后在一定温度下烘干，最后剥离制成透湿型复合膜，该方法制备的复合膜具有良好的病毒阻隔性；专利CN 1291828 C 公开了一种聚氨酯-聚四氟乙烯共同拉伸复合膜的制备方法，该方法通过刮涂热塑性聚氨酯溶液，或通过挤出熔涂聚氨酯溶液在聚四氟乙烯基带上。然后于50～300oC的温度下进行共同拉伸，并在200～400oC的条件下定型，最后得到共拉伸复合膜。制备的复合膜可广泛应用于保暖内衣、运动服、防寒服、鞋靴、帐篷等。上述两项专利中采用涂层聚氨酯方法所提供制备复合膜的方法，经常出现聚氨酯和聚四氟乙烯基带粘合性差，降低复合膜的粘合牢度。专利CN100377864C公开了一种PTFE与热塑性聚氨酯复合膜制方法，是将热塑性聚氨酯挤出熔涂覆于经过水蒸汽汽蒸的PTFE脱脂基带上，然后进行在扩幅机上进行共同拉伸、定型制备PTFE/聚氨酯共同拉伸复合膜。虽然本发明所制备复合膜的制备方法克服了这一缺陷，但是拉伸法制备复合膜的方法工艺复杂，制备的复合膜微孔分布不均匀。
静电纺丝技术的基本原理是带电聚合物溶液或者熔融物，在自身重力、自身黏度、和表面张力的协同作用下形成悬挂的液滴，带电液滴在静电场中受到电场力的拉伸作用，喷射成细流，在拉伸过程中固化，最终在接收端得到以无纺布的形式出现纤维制品。电纺丝基本装置由高压静电发生部分、溶液注射部分、接收部分几个主要部分组成。
静电纺丝方法简便易行，设备和实验成本较低；制备的维膜具有比表面积高、孔径尺寸小的优良性能及纳米效应，能满足多种特殊功能性用途的需要；静电纺丝原料种类多，溶剂选择范围广，产品应用广泛，如在电学和光学材料、组织功能性材料、仿生材料、药物释放材料、创伤敷料、复合增强材料、防化防护材料及过滤材料等都有较广阔的应用前景。
聚酯类热塑性弹性体（TPEE），是线性嵌段共聚物，分子链中的聚酯基团具有一定的亲水能力，因此由聚酯类热塑性弹性体形成的TPEE膜具有良好的透湿性。由于聚酯类热塑性弹性膜优良的弹性和易加工性以及良好的耐高温性，被广泛应用于汽车工业等许多领域。TPEE薄膜类产品，透湿性能突出，在纺织服装行业的应用也有良好的应用价值。
聚偏氟乙烯（PVDF）由于具有机械强度高、热稳定性好、化学惰性强等特点是工业上使用较多且性能较好的制膜材料之一。PVDF的表面能低，有极强的疏水性。
在设研发新一代消防、化学防护服用防水透湿膜复合面料时，应需要综合考虑防护服的防水透湿等穿着舒适性的同时，还应满足对化学品、生物毒气的防护要求，并适用于各种恶劣的气候的条件下使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对拉伸法制备复合膜的方法工艺复杂，制备的复合膜微孔分布不均匀的问题，提供一种防水透湿复合膜，该防水透湿复合膜利用静电纺丝的方法制备而成。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种防水透湿复合膜，包括疏水膜和亲水膜，所述疏水膜是在亲水膜表面进行静电纺丝制成；所述疏水膜由聚偏氟乙烯和占聚偏氟乙烯质量2.4%-9.6%的丙烯酸酯橡胶组成，或由聚四氟乙烯和占聚四氟乙烯质量2.4%-9.6%的丙烯酸酯橡胶组成。
所述亲水膜为热塑性聚酯制成的光滑致密膜。
所述亲水膜的厚度为1μm ～150μm，优选为5μm ～ 20μm，进一步优选为15μm。
所述疏水膜的厚度为5μm ～260μm；优选为50μm ～150μm。
所述静电纺丝制备疏水膜即纳米纤维膜的纳米纤维直径为50nm ～5000nm，优选为1000nm ～ 4000nm。
防水透湿复合膜的制备方法步骤如下：
（1）把聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯溶于N，N- 二甲基乙酰胺和丙酮混合液中，制成浓度范围为11wt%～17wt%的溶液，在75~85℃的条件下，将丙烯酸酯橡胶加入该溶液中，其中丙烯酸酯橡胶占聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯质量的2.4%-9.6%；
（2）将配制好的溶液注入静电纺丝设备的注射器中，以热塑性聚酯为接受屏，通过静电纺丝仪器制备成微孔纳米纤维复合膜；
（3）将制备的微孔纳米纤维复合膜平铺晾干，待溶剂挥发完全，热压处理，热压温度为150 oC～160oC，处理时间10s。
所述步骤（1）中N，N- 二甲基乙酰胺和丙酮的体积比为1～4:1
所述步骤（1）中聚偏氟乙烯特性粘度为33.0～41.0mpa·S。
所述步骤（2）中纺丝液的推进速度为0.5～1.0ml/h，纺丝电压为6～12kV，纺丝针头到接收屏的距离为10～18cm；
本发明的有益效果：
（1）将化学工业用分离膜引入防水透湿面料中，本专利首次尝试将化学工业过滤分离用聚酯类热塑性膜（TPEE膜）应用于防水透湿面料中；TPEE膜具有优良的耐高低温性、高阻隔性、高防水性、废弃后易降解及回收；由TPEE膜所制作的透湿型面料穿着舒适；
（2）以亲水无孔膜为接收基底的“一步成型”法复合膜制作工艺
以亲水无孔膜为接收基底，利用静电纺纳米技术将PTFE乳液将拉伸成纳米级/亚微米级纤维，并沉积于无孔膜上，形成“亲水膜+微孔膜”复合膜；无论是涂层法或者共拉伸法制备防水透湿复合膜，工艺流程长，操作复杂，采用静电纺丝一步成型法，大大缩短了复合膜的制备工艺，制备工艺简单易行，纺丝过程稳定，无污染；
（3）所制备的静电纺纳米纤维膜孔隙率高达80%，纤维纤度细达1250nm、比表面积大，具有良好透湿及吸附微小化学毒气粒子性能；
（4）所得到的热塑性膜基聚偏氟乙烯防水透湿复合膜在纺织服装、环保、医学等领域都具有十分广阔的应用前景和经济价值，尤其是在消防防化服等多层热防护服上将得到广泛应用。
附图说明
图1是本发明的防水透湿复合膜的结构示意图。
图2是本发明的复合膜静电纺疏水膜形貌。
图3是本发明的防水透湿复合膜静电纺疏水膜的截面图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
本实施例的防水透湿复合膜，包括疏水膜2和亲水膜1，所述疏水膜2是在亲水膜1表面进行静电纺丝制成，疏水膜2的主要成分为聚偏氟乙烯，疏水膜2中掺杂有占聚偏氟乙烯质量2.4%的丙烯酸酯橡胶，疏水膜2的厚度为50μm；亲水膜1为热塑性聚酯，亲水膜1的厚度为15μm，静电纺丝的纳米纤维直径为1000nm。
本实施例的防水透湿复合膜的制备方法，步骤如下：
（1）把特性粘度为33.0mpa·S的聚偏氟乙烯溶于体积比为1:1的N，N- 二甲基乙酰胺和丙酮混合液中，制成浓度为11wt%的溶液，在75℃的条件下，将占聚偏氟乙烯质量2.4%的丙烯酸酯橡胶加入该溶液中，搅拌混合均匀；
（2）将配制好的溶液注入静电纺丝设备的注射器中，以热塑性聚酯为接受屏，通过静电纺丝仪器制备成微孔纳米纤维复合膜，其中纺丝液的推进速度为0.5ml/h，纺丝电压为6kV，纺丝针头到接收屏的距离为10cm；
（3）将制备的微孔纳米纤维复合膜平铺晾干，待溶剂挥发完全，热压处理，热压温度为150 oC，处理时间10s。
实施例2
本实施例的防水透湿复合膜，包括疏水膜和亲水膜，所述疏水膜是在亲水膜表面进行静电纺丝制成，疏水膜的主要成分为聚四氟乙烯，疏水膜中掺杂有占聚四氟乙烯质量9.6%的丙烯酸酯橡胶，疏水膜的厚度为150μm；亲水膜为热塑性聚酯，亲水膜的厚度为20μm，静电纺丝的纳米纤维直径为4000nm。
本实施例的防水透湿复合膜的制备方法，步骤如下：
（1）把特性粘度为41.0mpa·S的聚四氟乙烯溶于体积比为2:1的N，N- 二甲基乙酰胺和丙酮混合液中，制成浓度为17wt%的溶液，在85℃的条件下，将占聚四氟乙烯质量9.6%的丙烯酸酯橡胶加入该溶液中，搅拌混合均匀；
（2）将配制好的溶液注入静电纺丝设备的注射器中，以热塑性聚酯为接受屏，通过静电纺丝仪器制备成微孔纳米纤维复合膜，其中纺丝液的推进速度为1.0ml/h，纺丝电压为12kV，纺丝针头到接收屏的距离为18cm；
（3）将制备的微孔纳米纤维复合膜平铺晾干，待溶剂挥发完全，热压处理，热压温度为160oC，处理时间10s。
实施例3
本实施例的防水透湿复合膜，包括疏水膜和亲水膜，所述疏水膜是在亲水膜表面进行静电纺丝制成，疏水膜的主要成分为聚偏氟乙烯，疏水膜中掺杂有占聚偏氟乙烯质量7.8%的丙烯酸酯橡胶，疏水膜的厚度为100μm；亲水膜为热塑性聚酯，亲水膜的厚度为15μm，静电纺丝的纳米纤维直径为2000nm。
本实施例的防水透湿复合膜的制备方法，步骤如下：
（1）把特性粘度为35.0mpa·S的聚偏氟乙烯溶于体积比为4:1的N，N- 二甲基乙酰胺和丙酮混合液中，制成浓度为15wt%的溶液，在80℃的条件下，将占聚偏氟乙烯质量7.8%的丙烯酸酯橡胶加入该溶液中，搅拌混合均匀；
（2）将配制好的溶液注入静电纺丝设备的注射器中，以热塑性聚酯为接受屏，通过静电纺丝仪器制备成微孔纳米纤维复合膜，其中纺丝液的推进速度为0.8ml/h，纺丝电压为10kV，纺丝针头到接收屏的距离为15cm；
（3）将制备的微孔纳米纤维复合膜平铺晾干，待溶剂挥发完全，热压处理，热压温度为155 oC，处理时间10s。
实施例4
（1）溶液的配制：将PVDF颗粒（美国苏威,型号460-NC)、ACM（四川遂宁青龙丙烯酸酯橡胶厂，型号AR-100)溶解，在N，N-二甲基乙酰胺（DMAc）和丙酮的混合溶液中（体积比7：3），80oC水浴加热，电动搅拌器搅拌，直至固体全部溶解，ACM占聚偏氟乙烯质量的4.8%，聚偏氟乙烯浓度为13 wt %均匀混合溶液；
（2）复合膜的制备：将步骤（1）中的制备的溶液注入静电纺丝设备的注射器中，以厚度为15μm的热塑性聚酯膜TPEE为接收屏纺丝，纺丝液的推进速度为1.0ml/h，纺丝电压为12kV，纺丝针头到接收屏的距离为12cm，通过静电纺丝仪器一步成型制备防水透湿复合膜；
（3）将制备的复合膜静置，待溶剂挥发完全，温度为150 oC的条件下热压，处理时间10s。
（4）制备所得防水透湿复合膜纤维直径1250nm，厚度126μm，微孔层开孔率达80%，耐静水压6240Pa，透湿量为2636克/平方米·24小时（按照ASTM E96 干燥剂法测试）。
实施例5
（1）溶液的配制：将PVDF颗粒（美国苏威,型号460-NC)、ACM（四川遂宁青龙丙烯酸酯橡胶厂，型号AR-100)溶解，在N，N-二甲基乙酰胺（DMAc）和丙酮的混合溶液中（体积比1：1），80oC水浴加热，电动搅拌器搅拌，直至固体全部溶解，ACM占聚偏氟乙烯质量的8.5%，聚偏氟乙烯浓度为13 wt %均匀混合溶液；
（2）复合膜的制备：将步骤（1）中的制备的溶液注入静电纺丝设备的注射器中，以厚度为15μm的热塑性聚酯膜TPEE为接收屏纺丝，纺丝液的推进速度为1.0ml/h，纺丝电压为8kV，纺丝针头到接收屏的距离为16cm，通过静电纺丝仪器一步成型制备防水透湿复合膜；
（3）将制备的复合膜静止，待溶剂挥发完全，温度为160 oC的条件下热压，处理时间10s。
实施例6
（1）溶液的配制：将PVDF颗粒（美国苏威,型号460-NC)、ACM（四川遂宁青龙丙烯酸酯橡胶厂，型号AR-100)溶解在N，N-二甲基乙酰胺（DMAc）和丙酮的混合溶液中（体积比3：2），80oC水浴加热，电动搅拌器搅拌，直至固体全部溶解，ACM占聚偏氟乙烯质量的6.0%，聚偏氟乙烯浓度为11 wt %均匀混合溶液；
（2）复合膜的制备：将步骤（1）中的制备的溶液注入静电纺丝设备的注射器中，以厚度为15μm的热塑性聚酯膜TPEE为接收屏纺丝，纺丝液的推进速度为1.0ml/h，纺丝电压为8kV，纺丝针头到接收屏的距离为14cm，通过静电纺丝仪器一步成型制备防水透湿复合膜；
（3）将制备的复合膜静止，待溶剂挥发完全，温度为150 oC的条件下热压，处理时间10s。
实施例7
（1）溶液的配制：将PVDF颗粒（美国苏威,型号460-NC)、ACM（四川遂宁青龙丙烯酸酯橡胶厂，型号AR-100)溶解在N，N-二甲基乙酰胺（DMAc）和丙酮的混合溶液中（体积比7：3），80oC水浴加热，电动搅拌器搅拌，直至固体全部溶解，ACM占聚偏氟乙烯质量的7.0%，聚偏氟乙烯浓度为15 wt %均匀混合溶液；
（2）复合膜的制备：将步骤（1）中的制备的溶液注入静电纺丝设备的注射器中，以厚度为15μm的热塑性聚酯膜TPEE为接收屏纺丝，纺丝液的推进速度为1.0ml/h，纺丝电压为6kV，纺丝针头到接收屏的距离为14cm，通过静电纺丝仪器一步成型制备防水透湿复合膜；
（3）将制备的复合膜静止，待溶剂挥发完全，温度为160 oC的条件下热压，处理时间10s。
实施例8
（1）溶液的配制：将PVDF颗粒（美国苏威,型号460-NC)、ACM（四川遂宁青龙丙烯酸酯橡胶厂，型号AR-100)溶解，在N，N-二甲基乙酰胺（DMAc）和丙酮的混合溶液中（体积比7：3），80oC水浴加热，电动搅拌器搅拌，直至固体全部溶解，ACM占聚偏氟乙烯质量的2.4%，聚偏氟乙烯浓度为17 wt %均匀混合溶液；
（2）复合膜的制备：将步骤（1）中的制备的溶液注入静电纺丝设备的注射器中，以厚度为15μm的热塑性聚酯膜TPEE为接收屏纺丝，纺丝液的推进速度为1.0ml/h，纺丝电压为8kV，纺丝针头到接收屏的距离为18cm，通过静电纺丝仪器一步成型制备防水透湿复合膜；
（3）将制备的复合膜静止，待溶剂挥发完全，温度为150 oC的条件下热压，处理时间10s。
Claims (9)
1.一种防水透湿复合膜，包括疏水膜和亲水膜，其特征在于：所述疏水膜是在亲水膜表面进行静电纺丝制成；所述疏水膜由聚偏氟乙烯和占聚偏氟乙烯质量2.4%-9.6%的丙烯酸酯橡胶组成，或聚四氟乙烯和占聚四氟乙烯质量2.4%-9.6%的丙烯酸酯橡胶组成。
2.根据权利要求1所述的防水透湿复合膜，其特征在于：所述亲水膜为热塑性聚酯。
3.根据权利要求1所述的防水透湿复合膜，其特征在于：所述亲水膜的厚度为1μm ～150μm。
4.根据权利要求1所述的防水透湿复合膜，其特征在于：所述疏水膜的厚度为5μm ～260μm。
5.根据权利要求1所述的防水透湿复合膜，其特征在于：所述静电纺丝的纳米纤维直径为50nm ～5000nm。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述的防水透湿复合膜的制备方法，其特征在于：步骤如下：
（1）把聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯溶于N，N- 二甲基乙酰胺和丙酮混合液中，制成浓度范围为11wt%～17wt%的溶液，在75~85℃的条件下，将丙烯酸酯橡胶加入该溶液中，其中丙烯酸酯橡胶占聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯质量的2.4%-9.6%；
（2）将步骤（1）配制好的溶液注入静电纺丝设备的注射器中，以热塑性聚酯为接受屏，通过静电纺丝仪器制备成微孔纳米纤维复合膜；
（3）将制备的微孔纳米纤维复合膜平铺晾干，待溶剂挥发完全，热压处理，热压温度为150 oC～160oC，处理时间10s。
7.根据权利要求6所述的防水透湿复合膜的制备方法，其特征在于:所述步骤（1）中N，N- 二甲基乙酰胺和丙酮的体积比为1～4:1。
8.根据权利要求6所述的防水透湿复合膜的制备方法，其特征在于:所述步骤（1）中聚偏氟乙烯特性粘度为33.0～41.0mpa·S。
9.根据权利要求6所述的防水透湿复合膜的制备方法，其特征在于: 所述步骤（2）中纺丝液的推进速度为0.5～1.0ml/h，纺丝电压为6～12kV，纺丝针头到接收屏的距离为10～18cm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410148615.9A CN103963393B (zh) | 2014-04-14 | 2014-04-14 | 一种防水透湿复合膜及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410148615.9A CN103963393B (zh) | 2014-04-14 | 2014-04-14 | 一种防水透湿复合膜及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103963393A true CN103963393A (zh) | 2014-08-06 |
| CN103963393B CN103963393B (zh) | 2016-08-31 |
Family
ID=51233612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410148615.9A Expired - Fee Related CN103963393B (zh) | 2014-04-14 | 2014-04-14 | 一种防水透湿复合膜及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103963393B (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105603823A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-05-25 | 江苏宏远新材料科技有限公司 | 一种防水透气型薄膜 |
| CN106751719A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-31 | 江苏宏远新材料科技有限公司 | 温敏性防水透湿膜 |
| CN108286127A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-07-17 | 南京工业大学 | 一种疏水疏油纳米纤维膜的制备方法 |
| CN108479432A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-09-04 | 东华大学 | 一种亲水性酚酞聚醚砜复合纳米纤维超滤膜的制备方法 |
| CN109435358A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-03-08 | 江南大学 | 一种复合防水透湿面料及其制备方法 |
| WO2020134836A1 (zh) * | 2018-12-26 | 2020-07-02 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种多维度亲疏水结构复合纳米纤维膜及其制备方法 |
| CN111746057A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-10-09 | 东莞市天鸿纺织品有限公司 | 一种抗静电防护服面料及其制备方法 |
| JP2021160288A (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | 三菱ケミカル株式会社 | 積層ポリエステルフィルム |
| TWI816170B (zh) * | 2021-08-19 | 2023-09-21 | 三芳化學工業股份有限公司 | 防水透濕複合材 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994019178A1 (de) * | 1993-02-16 | 1994-09-01 | Akzo Nobel N.V. | Laminat aus einem textilen material und einem wasserdampfdurchlässigen film |
| JP2002013076A (ja) * | 2000-06-26 | 2002-01-18 | Unitica Fibers Ltd | 結露防止性に優れた透湿防水布帛 |
| JP2008213076A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Hidehiko Mabuchi | ラチエットレンチ |
| CN103290615A (zh) * | 2012-02-23 | 2013-09-11 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种防水透气膜及其制备方法 |
| CN103437072A (zh) * | 2013-08-16 | 2013-12-11 | 浙江伟星实业发展股份有限公司 | 防水透湿织膜的制备方法、防水透湿织物及其制备方法 |
-
2014
- 2014-04-14 CN CN201410148615.9A patent/CN103963393B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994019178A1 (de) * | 1993-02-16 | 1994-09-01 | Akzo Nobel N.V. | Laminat aus einem textilen material und einem wasserdampfdurchlässigen film |
| JP2002013076A (ja) * | 2000-06-26 | 2002-01-18 | Unitica Fibers Ltd | 結露防止性に優れた透湿防水布帛 |
| JP2008213076A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Hidehiko Mabuchi | ラチエットレンチ |
| CN103290615A (zh) * | 2012-02-23 | 2013-09-11 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种防水透气膜及其制备方法 |
| CN103437072A (zh) * | 2013-08-16 | 2013-12-11 | 浙江伟星实业发展股份有限公司 | 防水透湿织膜的制备方法、防水透湿织物及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 何亮: "丙烯酸酯橡胶增韧脆性聚合物的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 * |
| 周宇: "防水透湿复合膜的研究现状", 《中国个体防护装备》 * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105603823A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-05-25 | 江苏宏远新材料科技有限公司 | 一种防水透气型薄膜 |
| CN106751719A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-31 | 江苏宏远新材料科技有限公司 | 温敏性防水透湿膜 |
| CN108286127A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-07-17 | 南京工业大学 | 一种疏水疏油纳米纤维膜的制备方法 |
| CN108479432A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-09-04 | 东华大学 | 一种亲水性酚酞聚醚砜复合纳米纤维超滤膜的制备方法 |
| CN108479432B (zh) * | 2018-02-08 | 2020-10-27 | 东华大学 | 一种亲水性酚酞聚醚砜复合纳米纤维超滤膜的制备方法 |
| CN109435358A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-03-08 | 江南大学 | 一种复合防水透湿面料及其制备方法 |
| CN109435358B (zh) * | 2018-10-25 | 2019-10-08 | 江南大学 | 一种复合防水透湿面料及其制备方法 |
| WO2020134836A1 (zh) * | 2018-12-26 | 2020-07-02 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种多维度亲疏水结构复合纳米纤维膜及其制备方法 |
| JP2021160288A (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | 三菱ケミカル株式会社 | 積層ポリエステルフィルム |
| CN111746057A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-10-09 | 东莞市天鸿纺织品有限公司 | 一种抗静电防护服面料及其制备方法 |
| TWI816170B (zh) * | 2021-08-19 | 2023-09-21 | 三芳化學工業股份有限公司 | 防水透濕複合材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103963393B (zh) | 2016-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103963393B (zh) | 一种防水透湿复合膜及其制备方法 | |
| Sheng et al. | Thermal inter-fiber adhesion of the polyacrylonitrile/fluorinated polyurethane nanofibrous membranes with enhanced waterproof-breathable performance | |
| EP3040462B1 (en) | Producing method for enhancing electrostatic spinning nanofiber membrane | |
| Yoon et al. | Designing waterproof breathable materials based on electrospun nanofibers and assessing the performance characteristics | |
| CN103437072B (zh) | 防水透湿织膜的制备方法、防水透湿织物及其制备方法 | |
| JP5710979B2 (ja) | 通気性のある耐水性衣類 | |
| JP5523113B2 (ja) | 通気性のある耐水性衣類 | |
| CN102421499B (zh) | 作为过滤工具使用的织物材料复合结构 | |
| Sheng et al. | Thermally induced chemical cross-linking reinforced fluorinated polyurethane/polyacrylonitrile/polyvinyl butyral nanofibers for waterproof-breathable application | |
| CN111962211A (zh) | 一种基于静电纺丝技术制备纳米纤维医用防护服面料的方法 | |
| Yu et al. | Waterproof and breathable polyacrylonitrile/(polyurethane/fluorinated-silica) composite nanofiber membrane via side-by-side electrospinning | |
| US20020124953A1 (en) | Non-woven elastic microporous membranes | |
| CN203305615U (zh) | 防水透气复合织物 | |
| US20100304108A1 (en) | Stretchable nonwoven fabric, method of manufacturing, and products made thereof | |
| CN104207390A (zh) | 一种防水透湿膜、其制备方法及防水透湿织物、其制备方法 | |
| Guo et al. | PET/TPU nanofiber composite filters with high interfacial adhesion strength based on one-step co-electrospinning | |
| Lee et al. | Transport properties of layered fabric systems based on electrospun nanofibers | |
| KR101234044B1 (ko) | 투습성이 뛰어난 자외선 경화형 투습방수 원단 및 이의 제조방법 | |
| KR20110023683A (ko) | 화학작용제 흡착제거를 위한 기능성 재료가 도입된 화학작용제 보호포 및 그 제조방법과 이를 사용하는 화학작용제 보호의 | |
| KR20090128097A (ko) | 나노섬유 웹을 포함하는 투습방수원단의 제조방법 | |
| CN105729918A (zh) | 一种可呼吸式单向导湿防护材料及在制备纺织用品中的应用 | |
| Wang et al. | Electrospun PET/PEG fibrous membrane with enhanced mechanical properties and hydrophilicity for filtration applications | |
| Zhang et al. | Transition sandwich Janus membrane of cellulose acetate and polyurethane nanofibers for oil–water separation | |
| CN108570767B (zh) | 低阻高滤透气纤维膜的制备方法 | |
| Zahari et al. | Fabrication and characterization of polyvinylidene fluoride composite nanofiber membrane for water flux property |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160831 |