CN104207390A - 一种防水透湿膜、其制备方法及防水透湿织物、其制备方法 - Google Patents

一种防水透湿膜、其制备方法及防水透湿织物、其制备方法 Download PDF

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CN104207390A CN201410396216.4A CN201410396216A CN104207390A CN 104207390 A CN104207390 A CN 104207390A CN 201410396216 A CN201410396216 A CN 201410396216A CN 104207390 A CN104207390 A CN 104207390A
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宋学礼
刘艳新
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Abstract

本发明提供了一种防水透湿膜，依次包括纳米纤维亲水层和纳米纤维疏水层；所述纳米纤维亲水层由亲水型聚合物经静电纺丝制成；所述纳米纤维疏水层由疏水型聚合物经静电纺丝制成。本发明提供的防水透湿膜具有较好的透湿性能和透气性能，实验结果表明，本发明提供的防水透湿膜的透湿量可高达10000g/m2·24h，透气量可达到0.29mL/cm2·s。本发明还提供了一种防水透湿膜的制备方法，本发明提供的制备方法将静电纺丝得到的纳米纤维疏水层和纳米纤维亲水层进行热压复合，使得到的防水透湿膜性能更好，且能够一体成型，无需再使用粘合剂进行粘合，简化了生产工序，易于工业化生产。本发明还提供了一种防水透湿织物及其制备方法。

Description

一种防水透湿膜、其制备方法及防水透湿织物、其制备方法
技术领域
本发明属于纺织技术领域，尤其涉及一种防水透湿膜、其制备方法及防水透湿织物、其制备方法。
背景技术
防水透湿织物又称“可呼吸织物”，是纺织业多年来重点研究和开发的产品，防水透湿织物所做出的产品具有防水、透湿、防风、透气、保暖的性能，这些产品既可以抵御雨雪和寒风，又能将人体所散发的水分及时的导出，保持身体的干爽和温暖。防水透湿织物经历了防水和透湿不能同时兼顾的发展阶段，随着工业的迅速发展，人们对于生活环境、生活舒适度有更高的要求，这就促进了防水透湿织物提高防水透湿性能、织物轻便、手感舒适、多功能化和智能化方向发展。
防水透湿就是要求织物在一定的水压下不被水润湿或渗透，但是个体所散发的水蒸气却可以通过织物扩散或传导到外界，不在个体体表和织物之间积聚冷凝，主观感觉不到发闷，从而使得织物集防水、透湿、透气、防风、保暖、舒适于一体。这种织物可以满足在严寒雨雪、大风等恶劣环境中使用的要求，不仅可以用作冬季服装、登山等运动服装和医用服装，还可以在雨衣、帐篷、鞋子、消防服装等领域中应用，具有十分广阔的发展前景。
公开号为CN202005282U的中国专利公开了一种防水透湿复合面料，包括面料外层、外防水透湿层、网眼布、内防水透湿层和面料内层。但是，这种防水透湿复合面料的防水透湿性较差。公开号为US4194041的美国专利公开了一种防水层压织物，包括具有微孔结构的疏水性外层和亲水性的内层。这种防水层压织物的透湿性稍有改善，但是透湿量最多也只能达到2000g/m2·24小时。在将这种防水层压织物制成衣物或帐篷等防水用品后，人们会感到发闷，降低了衣物及防水用品的舒适程度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防水透湿膜、其制备方法及防水透湿织物、其制备方法，本发明提供的防水透湿膜同时具有较好的防水性和透湿性。
本发明提供一种防水透湿膜，包括：纳米纤维亲水层，所述纳米纤维亲水层由亲水型聚合物经静电纺丝制成；和设置在所述纳米纤维亲水层上的纳米纤维疏水层，所述纳米纤维疏水层由疏水型聚合物经静电纺丝制成。
优选的，所述亲水型聚合物包括聚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚乙烯咔唑、醋酸纤维素酯、聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚醚醚酮、聚丙烯酸、聚乳酸、聚环氧乙烷和聚乙烯吡咯烷酮中的两种或几种。
优选的，所述疏水型聚合物包括含氟聚合物、聚对苯二甲酸二元醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚甲醛和聚烯烃类中的两种或两种以上。
优选的，所述亲水型聚合物与所述疏水型聚合物的质量比为(5～95)：(95～5)。
优选的，所述防水透湿膜的孔径为1～1000nm；
所述防水透湿膜的孔隙率为80～95％。
优选的，所述防水透湿膜的纤维直径为50～2000nm。
本发明还提供一种防水透湿膜的制备方法，包括以下步骤：
将疏水型聚合物溶于第一溶剂中，得到疏水纺丝液；
将亲水型聚合物溶于第二溶剂中，得到亲水纺丝液；
将所述疏水纺丝液进行第一静电纺丝，得到纳米纤维疏水层；
将所述亲水纺丝液进行第二静电纺丝，得到纳米纤维亲水层；
将所述纳米纤维亲水层和纳米纤维疏水层进行热压复合，得到防水透湿膜。
优选的，所述热压复合的温度为80～450℃；
所述热压复合的时间为0.1～36s；
所述热压复合的压强为0.1～1MPa。
本发明提供一种防水透湿织物，包括：织物里料；
设置在所述织物里料上的防水透湿膜，所述防水透湿膜为上述技术方案所述的防水透湿膜或上述技术方案所述的制备方法得到的防水透湿膜，所述防水透湿膜的纳米纤维亲水层与所述织物里料相接触；
设置在所述防水透湿膜上的织物面料，所述防水透湿膜的纳米纤维疏水层与所述织物面料相接触。
本发明还提供一种上述技术方案所述的防水透湿织物的制备方法，包括以下步骤：
将织物里料、防水透湿膜和织物面料依次进行粘合，得到防水透湿织物。
本发明提供了一种防水透湿膜，依次包括纳米纤维亲水层和纳米纤维疏水层；所述纳米纤维亲水层由亲水型聚合物经静电纺丝制成；所述纳米纤维疏水层由疏水型聚合物经静电纺丝制成。本发明提供的防水透湿膜具有较好的透湿性能和透气性能，实验结果表明，本发明提供的防水透湿膜的透湿量可高达10000g/m2·24h，透气量可达到0.29mL/cm2·s。本发明还提供了一种防水透湿膜的制备方法，本发明提供的制备方法分别对含有疏水型聚合物的疏水纺丝液和含有亲水型聚合物的亲水纺丝液进行静电纺丝，然后将得到的纳米纤维疏水层和纳米纤维亲水层进行热压复合，使得到的防水透湿膜能够一体成型，无需再使用粘合剂进行粘合，简化了生产工序，易于工业化生产。
本发明提供了一种防水透湿织物，包括上述防水透湿膜，本发明提供的防水透湿织物将织物里料和所述防水透湿膜的纳米纤维亲水层粘合，将织物面料和所述防水透湿膜的纳米纤维疏水层粘合。使得到的防水透湿织物外层防水，内层吸湿，具有优异的防水透湿性能和透气的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1得到的防水透湿膜的纳米纤维疏水层的SEM图；
图2为本发明实施例1得到的防水透湿膜的纳米纤维亲水层的SEM图；
图3为本发明实施例1得到的防水透湿膜的拉伸测试图；
图4为本发明实施例2得到的防水透湿膜的纳米纤维疏水层的SEM图；
图5为本发明实施例2得到的防水透湿膜的纳米纤维亲水层的SEM图；
图6为本发明实施例2得到的防水透湿膜的拉伸测试图；
图7为本发明实施例3得到的防水透湿膜的纳米纤维疏水层的SEM图；
图8为本发明实施例3得到的防水透湿膜的纳米纤维亲水层的SEM图；
图9为本发明实施例3得到的防水透湿膜的拉伸测试图；
图10为本发明实施例4得到的防水透湿膜的纳米纤维疏水层的SEM图；
图11为本发明实施例4得到的防水透湿膜的纳米纤维亲水层的SEM图；
图12为本发明实施例4得到的防水透湿膜的拉伸测试图。
具体实施方式
本发明提供了一种防水透湿膜，包括：纳米纤维亲水层，所述纳米纤维亲水层由亲水型聚合物经静电纺丝制成；和设置在所述纳米纤维亲水层上的纳米纤维疏水层，所述纳米纤维疏水层由疏水型聚合物经静电纺丝制成。
本发明提供的防水透湿膜具有较好的透湿性能和透气性能。
本发明提供的防水透湿膜包括纳米纤维亲水层，所述纳米纤维亲水层由亲水型聚合物经静电纺丝制成。在本发明中，所述亲水型聚合物优选为聚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚乙烯咔唑、醋酸纤维素酯、聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚醚醚酮、聚丙烯酸、聚乳酸、聚环氧乙烷和聚乙烯吡咯烷酮中的两种或几种，更优选为聚砜、聚氨酯、聚丙烯酸、聚乙烯亚胺、聚环氧乙烷和聚乙烯吡咯烷酮中的两种或几种，最优选为聚砜、热塑性聚氨酯、尼龙、聚环氧乙烷和聚乙烯吡咯烷酮中的两种或几种。在本发明中，所述纳米纤维亲水层的质量优选为1～100g/m2，更优选为5～90g/m2，最优选为10～80g/m2；所述纳米纤维亲水层的厚度优选为2～100μm，更优选为5～90μm，最优选为10～80μm。
本发明提供的防水透湿膜包括设置在所述纳米纤维亲水层上的纳米纤维疏水层，所述纳米纤维疏水层由疏水型聚合物经静电纺丝制成。在本发明中，所述疏水型聚合物优选为含氟聚合物、聚对苯二甲酸二元醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚甲醛和聚烯烃类中的两种或两种以上，更优选为含氟聚合物、聚对苯二甲酸二元醇酯、聚丙烯腈和聚碳酸酯中的两种或几种，最优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚偏氟乙烯-全氟丙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯和聚对苯二甲酸丁二醇酯中的两种或几种。在本发明中，所述亲水型聚合物与所述疏水型聚合物的质量比优选为(5～95)：(95～5)，更优选为(10～90)：(90～10)，最优选为(15～85)：(85～15)；所述纳米纤维疏水层的质量优选为1～100g/m2，更优选为5～90g/m2，最优选为10～80g/m2；所述纳米纤维疏水层的厚度优选为2～100μm，更优选为5～90μm，最优选为10～80μm。
在本发明中，所述两种或两种以上的疏水型聚合物的熔点优选相差大于10℃；所述两种或两种以上的亲水型聚合物的熔点优选相差大于10℃；本发明对所述熔点较低的疏水型聚合物与熔点较低亲水型聚合物之间的熔点差没有特殊的限制；本发明对所述熔点较高的疏水型聚合物与熔点较高的亲水型聚合物之间的熔点差没有特殊的限制。
在本发明中，所述防水透湿膜厚度优选为5～200μm，更优选为10～180μm，最优选为50～150μm；所述防水透湿膜的孔径优选为1～1000nm，更优选为10～900nm，最优选为50～800nm；所述防水透湿膜的孔隙率优选为80～95％，更优选为85～90％；所述防水透湿膜的纤维直径优选为50～2000nm，更优选为100～1800nm，最优选为200～1500nm。
本发明提供的防水透湿膜包括纳米纤维亲水层和纳米纤维疏水层，并且具有较高的孔隙率，在纳米纤维亲水层和纳米纤维疏水层之间没有粘合剂层，因此，不会堵塞防水透湿膜中的微孔，使得本发明提供的防水透湿膜不仅具有良好的防水性和透湿性，还具有很好的透气性能。实验数据表明，本发明提供的防水透湿膜的透气量可达到0.29mL/cm2·s。另外，本发明提供的防水透湿膜还具有较高的拉伸强度，实验表明，本发明提供的防水透湿膜的拉伸强度可达到25～35MPa。
本发明还提供了一种防水透湿膜的制备方法，包括以下步骤：
将疏水型聚合物溶于第一溶剂中，得到疏水纺丝液；
将亲水型聚合物溶于第二溶剂中，得到亲水纺丝液；
将所述疏水纺丝液进行第一静电纺丝，得到纳米纤维疏水层；
将所述亲水纺丝液进行第二静电纺丝，得到纳米纤维亲水层；
将所述纳米纤维亲水层和纳米纤维疏水层进行热压复合，得到防水透湿膜。
本发明将疏水型聚合物溶于第一溶剂中，得到疏水纺丝液。本发明优选将所述疏水型聚合物进行第一干燥，得到干燥的疏水型聚合物，将所述干燥的疏水型聚合物溶于第一溶剂中，得到疏水纺丝液。在本发明中，所述疏水型聚合物的种类和用量与上述技术方案中疏水聚合物的种类和用量一致，在此不再赘述。在本发明中，所述第一干燥的温度优选为60～160℃，更优选为70～155℃，最优选为80～150℃；所述第一干燥的时间优选为1～24h，更优选为2～22h，最优选为3～20h。本发明优选在真空环境中对所述疏水型聚合物进行第一干燥。本发明对所述第一干燥的设备没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的真空干燥设备即可。具体的，在本发明的实施例中，可采用真空干燥箱对所述疏水型聚合物进行第一干燥。
完成所述干燥后，本发明将干燥的疏水型聚合物溶于第一溶剂中，得到疏水纺丝液。本发明优选将两种或两种以上的疏水型聚合物分别溶于第一溶剂中，得到两种或两种以上的疏水纺丝液。在本发明中，所述第一溶剂优选为水、低级醇、苯酚、甲酸、乙酸、三氟乙酸、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、吡啶、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、烃类溶剂、二硫化碳中的两种或几种，更优选为甲醇、乙醇、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、三氟乙酸、十氢化萘、环己烷和二氯甲烷中的两种或几种，最优选为丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、三氟乙酸、十氢化萘、环己烷和二氯甲烷中的两种或几种。在本发明中，所述不同的疏水型聚合物所使用的第一溶剂可以相同，也可以不同。
在本发明中，所述疏水纺丝液的质量浓度优选为3～30％，更优选为5～25％，最优选为10～20％；所述疏水纺丝液的粘度优选为1～4Pa·s，更优选为1.2～3.9Pa·s，最优选为1.5～3.7Pa·s。。
得到疏水纺丝液后，本发明将所述疏水纺丝液进行第一静电纺丝，得到纳米纤维疏水层。本发明对所述第一静电纺丝的方法没有特殊的限制，可采用单一的静电纺丝，也可采用静电纺丝与其他纺丝方法的混合，具体的，在本发明的实施例中，可采用静电纺丝法或离心-静电纺丝法。
本发明可采用静电纺丝法对所述疏水纺丝液进行纺丝，包括以下步骤：
将疏水纺丝液进行静电纺丝，得到纳米纤维疏水层。
本发明优选采用交叉混合纺丝的方式进行静电纺丝，所述静电纺丝的温度优选为0～60℃，更优选为5～55℃，最优选为10～40℃；所述静电纺丝的电压优选为10～160kV，更优选为12～155kV，最优选为15～150kV；所述静电纺丝的空气相对湿度优选为0～80％，更优选为5～70％，最优选为10～60％；所述静电纺丝的加液速度优选为0.1～10mL/h，更优选为0.2～9mL/h，最优选为0.3～8mL/h；所述静电纺丝的接收距离优选为5～60cm，更优选为8～55cm，最优选为10～50cm。
本发明还可采用离心-静电纺丝法对所述疏水纺丝液进行纺丝，包括以下步骤：
将疏水纺丝液进行离心-静电纺丝，得到纳米纤维疏水层。
本发明优选采用交叉混合纺丝的方式进行离心-静电纺丝，所述离心-静电纺丝的温度优选为0～60℃，更优选为5～55℃，最优选为10～50℃；所述离心-静电纺丝的空气相对湿度优选为0～80％，更优选为5～70％，最优选为10～60％；所述离心-静电纺丝的电压优选为1～50kV，更优选外2～45kV，最优选为3～40kV；所述离心-静电纺丝的接收距离优选为5～100cm，更优选为8～90cm，最优选为10～80cm；所述离心-静电纺丝的加液速度优选为10～1500mL/h，更优选为20～1400mL/h，最优选为30～1300mL/h。本发明优选采用离心纺丝头进行离心-静电纺丝，所述离心纺丝头的转速优选为10000～100000转/分钟，更优选为11000～90000转/分钟。最优选为12000～80000转/分钟。
本发明将亲水型聚合物溶于第二溶剂中，得到亲水纺丝液。在本发明中，所述亲水型聚合物的种类和用量与上述技术方案中亲水型聚合物的种类和用量一致，在此不再赘述。本发明得到亲水纺丝液的方法与上述获得疏水纺丝液的技术方案一致，在此不再赘述。
得到亲水纺丝液后，本发明将所述亲水纺丝液进行第二静电纺丝，得到纳米纤维亲水层。在本发明中，所述第二静电纺丝的方法与上述技术方案中第一静电纺丝的技术方案一致，在此不再赘述。
得到纳米纤维疏水层和纳米纤维亲水层后，本发明将所述纳米纤维亲水层和纳米纤维疏水层进行热压复合，得到防水透湿膜。本发明优选将所述纳米纤维亲水层和纳米纤维疏水层依次叠放，进行热压，使所述纳米纤维亲水层和纳米纤维疏水层复合在一起。若熔点较低的疏水型聚合物的熔点高于熔点较高的亲水型聚合物，或熔点较低的亲水型聚合物的熔点高于熔点较高的疏水型聚合物，那么，本发明优选先对纳米纤维亲水层进行第一次热压，然后再将所述纳米纤维亲水层和纳米纤维疏水层依次叠放，进行第二次热压，使所述纳米纤维亲水层和纳米纤维疏水层复合在一起。
在本发明中，所述热压的温度优选为80～450℃，更优选为90～400℃，最优选为100～350℃；所述热压的时间优选为0.1～36s，更优选为0.2～30s；所述热压的压力优选为0.1～1MPa，更优选为0.15～0.98MPa，最优选为0.2～0.95MPa。本发明对所述热压所用的设备没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的热压设备即可。
得到防水透湿膜后，本发明优选将所述防水透湿膜进行冷却，得到冷却的防水透湿膜。本发明对所述冷却的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的冷却的技术方案即可。在本发明中，所述冷却后防水透湿膜的温度优选为20～35℃，更优选为22～32℃，最优选为25～30℃。
完成所述冷却后，本发明优选将冷却得到的防水透湿膜进行第二干燥，得到防水透湿膜成品。在本发明中，所述第二干燥的时间优选为1～12h，更优选为1.5～10h，最优选为2～8h；所述第二干燥的温度优选为60～160℃，更优选为70～155℃，最优选为80～150℃。本发明优选在真空环境下对所述防水透湿膜进行第二干燥，本发明对所述第二干燥所用的设备没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的真空干燥设备即可。具体的，在本发明的实施例中，可采用真空干燥箱。
使用本发明提供的防水透湿膜的制备方法制备的防水透湿膜一体成型，无需使用粘合剂将纳米纤维亲水层和纳米纤维疏水层进行粘合，直接经过热压后即能得到防水透湿膜，工艺简单，生产效率高、能耗低，适用于工业化生产。
本发明还提供了一种防水透湿织物，包括：织物里料；
设置在所述织物里料上的防水透湿膜，所述防水透湿膜为上述技术方案所述的防水透湿膜或上述技术方案所述的制备方法得到的防水透湿膜，所述防水透湿膜的纳米纤维亲水层与所述织物里料相接触；
设置在所述防水透湿膜上的织物面料，所述防水透湿膜的纳米纤维疏水层与所述织物面料相接触。
本发明提供的防水透湿织物包括织物里料，在本发明中，所述织物里料优选为经编网状针织物。本发明对所述织物里料的材质和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员常用的作为针织里料的面料即可。
本发明提供的防水透湿织物包括设置在织物里料上的防水透湿膜，所述防水透湿膜为上述技术方案中的防水透湿膜或上述技术方案所述的制备方法得到的防水透湿膜。
本发明提供的防水透湿织物包括设置在所述防水透湿膜上的织物面料，在本发明中，所述织物面料优选为天然纤维、化学纤维、化学纤维与天然纤维的混纺或化学纤维的混纺，更优选为化学纤维、化学纤维与天然纤维的混纺。本发明对所述织物面料的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员常用的织物面料即可。本发明对所述织物面料、防水透湿膜和织物里料的厚度之比没有特殊的限制。
在本发明中，所述防水透湿膜的纳米纤维亲水层与所述织物里料相接触，所述防水透湿膜的纳米纤维疏水层与所述织物面料相接触。使得纳米纤维亲水层处于所述防水透湿面料的内部，更容易吸收面料内部的水蒸气；纳米纤维疏水层位于所述防水透湿面料的外部，防止水的进入，使得所述防水透湿织物外层防水，内层吸湿，从而达到防水透湿的目的。进一步的，所述防水透湿织物使用了本发明提供的防水透湿膜，还提高了防水透湿织物的透气性能，使人们穿上之后不感觉发闷，提高了织物的穿着舒适度。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的防水透湿织物的制备方法，包括以下步骤：
将织物里料、防水透湿膜和织物面料依次进行粘合，得到防水透湿织物。
本发明将织物里料、防水透湿膜和织物面料依次进行粘合，得到防水透湿织物，本发明优选采用粘合剂对所述织物里料和防水透湿膜纳米纤维亲水层、织物面料和防水透湿膜的纳米纤维疏水层进行粘合，得到防水透湿织物。在本发明中，所述粘合剂优选为聚酰胺和/或聚氨酯，本发明对所述粘合剂的用量和来源没有特殊的限制，采用所述粘合剂的市售商品，并且能够将所述织物里料和防水透湿膜的纳米纤维亲水层、织物面料和防水透湿膜的纳米纤维疏水层粘合在一起即可。
由于本发明提供的防水透湿织物包括防水透湿膜，使得所述防水透湿织物外层防水，内层吸湿，并且还具有良好的透气性能，在保持了防水透湿织物防水和透湿性能的同时，提高了织物的透气度，使人们穿上之后不感觉发闷，提高了织物的穿着舒适度。
本发明按照GB/T 4744-1997中纺织织物抗渗水性测定和静水压试验测试了本发明得到的防水透湿织物的耐静水压，所用仪器为东莞优力精密机械有限公司的YLA060型静水压测试仪。
本发明按照GB/T 5453-1997中纺织织物透气性的测定方法测试了本发明得到的防水透湿织物的透气量，所用仪器为济南兰光机电技术有限公司的TQD-G1型透气度测试仪。
本发明按照GB/T 12704.1-2009中织物透湿性试验方法测试了本发明得到的防水透湿织物的透湿量，所用仪器为绍兴市元茂机电设备有限公司的YG751型恒温恒湿箱。
本发明按照GB/T 3923.2-2013中植物拉伸性能的测试方法测试了本发明得到的防水透湿织物的横向及纵向拉伸性能，所用仪器为美国英斯特朗公司的INSTRON-3699型电子万能试验机。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种防水透湿膜、其制备方法及防水透湿织物、其制备方法进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
在下述实施例中，聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-全氟丙烯(PVDF-HFP)和聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯(PVDF-CTFE)为法国苏威生产，聚酰胺-6(PA-6)、聚酰胺-66(PA-66)、聚对苯二甲酸二乙酯(PET)、聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)为美国杜邦生产；聚醚砜(PES)和热塑性聚氨酯(TPU)购自德国巴斯夫；溶剂均为分析纯试剂，购自国药集团化学试剂有限公司；拉力测试仪Instron5900双柱电子万能材料拉力机，日本KEYENCE VE-8800型扫描电子显微镜；美国Brookfield(博勒飞)DV-IIIUltra流变仪。
实施例1
将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)颗粒、聚酰胺-66(PA-66)颗粒在真空干燥箱中110℃干燥12h，将聚偏氟乙烯-全氟丙烯(PVDF-HFP)粉末、热塑性聚氨酯(TPU)颗粒粉末在真空干燥箱中100℃干燥12h，冷却至室温放入干燥器备用。
称取200g干燥的PET颗粒溶于1400g三氟乙酸和二氯甲烷的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的PET有机纺丝溶液；称取150g干燥的PVDF-HFP粉末溶于850g DMF和丙酮的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的PVDF-HFP有机纺丝溶液；
称取150g干燥的PA-66颗粒溶于850g甲酸和三氯甲烷的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的PA-66有机纺丝溶液；称取120g干燥的TPU颗粒溶于880g DMF和THF的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的TPU有机纺丝溶液；
分别测定PET、PVDF-HFP、PA-66、TPU纺丝溶液的粘度分别为1.5Pa.s、2.0Pa.s、1.8Pa.s、2.5Pa.s。
在室温25℃，空气相对湿度30％下，将PET纺丝溶液和PVDF-HFP纺丝溶液分别通过静电纺丝机进行交叉混合纺丝，得到纳米纤维疏水层。PET纺丝液纺丝电压25kV，接收距离为20cm，每个泰勒锥加液速度为1.2mL/h；PVDF-HFP的纺丝电压为30kV，接收距离为20cm，每个泰勒锥加液速度为1.0mL/h。
在室温25℃，空气相对湿度30％下，将PA-66纺丝溶液和TPU纺丝溶液分别通过静电纺丝机进行交叉混合纺丝，得到纳米纤维亲水层。PA-66纺丝液纺丝电压25kV，接收距离为20cm，每个泰勒锥加液速度为1.2mL/h；TPU的纺丝电压为30kV，接收距离为15cm，每个泰勒锥加液速度为1.0mL/h。
纺丝完毕后，将纳米纤维亲水层和纳米纤维疏水层在温度为135℃、压强为0.8MPa的条件下热压30s后，冷却至室温后，将得到的防水透湿膜放入真空干燥箱中，在110℃干燥4h，得到厚度为30±1μm的防水透湿膜。
本发明将本实施例1得到的防水透湿膜进行扫描电镜分析，结果如图1和图2所示。图1为本发明实施例1得到的防水透湿膜的纳米纤维疏水层的SEM图；图2为本发明实施例1得到的防水透湿膜的纳米纤维亲水层的SEM图。由图1、图2可以看出，本实施例得到的防水透湿膜中的纤维直径均匀，本实施例得到的防水透湿膜纳米纤维疏水层纤维平均直径为300nm～500nm、孔隙直径为1nm～1000nm，孔隙率为70％～80％；本实施例得到的防水透湿膜纳米纤维亲水层纤维平均直径为400nm～800nm、孔隙直径为1nm～1000nm，孔隙率为80％～90％。
本发明按照上述技术方案对本实施例1得到的防水透湿膜进行力学性能测试，结果如图3所示，图3为本发明实施例1得到的防水透湿膜膜的拉伸测试图。结果表明，本实施例得到的防水透湿膜的强度为28MPa～35MPa。
本发明按照上述技术方案测试了本实施例得到的防水透湿膜的耐静水压，结果如表1所示，表1为本发明实施例1～4得到的防水透湿膜的性能参数。
本发明按照上述技术方案测试了本实施例得到的防水透湿膜的透湿量，结果如表1所示。
本发明按照上述技术方案测试了本实施例得到的防水透湿膜的透气量，结果如表1所示。
实施例2
将聚偏氟乙烯(PVDF)粉末、聚酰胺-6(PA-6)颗粒在真空干燥箱中110℃干燥12h，将聚偏氟乙烯-全氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)粉末、热塑性聚氨酯(TPU)颗粒粉末在真空干燥箱中100℃干燥12h，冷却至室温放入干燥器。
称取200g干燥的PVDF粉末溶于1800g DMF和丙酮的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的PVDF有机纺丝溶液；称取200g干燥的PVDF-HFP粉末溶于1400g DMF和丙酮的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的PVDF-HFP有机纺丝溶液；
称取150g干燥的PA-6颗粒溶于850g甲酸和三氯甲烷的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的PA-66有机纺丝溶液；称取120g干燥的TPU颗粒溶于880g DMF和四氢呋喃的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的TPU有机纺丝溶液；
分别测定PVDF、PVDF-HFP、PA-6、TPU纺丝溶液的粘度分别为1.5Pa.s、2.0Pa.s、1.8Pa.s、1.5Pa.s。
在室温25℃，空气相对湿度30％下，将PVDF纺丝溶液和PVDF-HFP纺丝溶液分别通过静电纺丝机纺丝进行交叉混合纺丝，得到纳米纤维疏水层。PVDF纺丝液纺丝电压30kV，接收距离为20cm，每个泰勒锥加液速度为1.2mL/h；PVDF-HFP的纺丝电压为30kV，接收距离为20cm，每个泰勒锥加液速度为1.0mL/h。
在室温25℃，空气相对湿度30％下，将PA-6纺丝溶液和TPU纺丝溶液分别通过静电纺丝机进行交叉混合纺丝，得到纳米纤维亲水层。PA-66纺丝液纺丝电压25kV，接收距离为20cm，每个泰勒锥加液速度为1.2mL/h；，TPU的纺丝电压为30kV，接收距离为15cm，每个泰勒锥加液速度为1.0mL/h。
纺丝完毕后，将纳米纤维亲水层和纳米纤维疏水层在温度为135℃、压强为0.8MPa的条件下热压30s后，冷却至室温后，将得到的防水透湿膜放入真空干燥箱中，在110℃干燥4h，得到厚度为30±1μm的防水透湿膜。
本发明将本实施例得到的防水透湿膜进行扫描电镜分析，结果如图4、图5所示，图4为本发明实施例2得到的防水透湿膜的纳米纤维疏水层的SEM图；图5为本发明实施例2得到的防水透湿膜的纳米纤维亲水层的SEM图。由图4、图5可以看出，本发明得到的防水透湿膜的纤维直径均匀，本实施例得到的防水透湿膜纳米纤维疏水层纤维平均直径为300nm～500nm、孔隙直径为1nm～1000nm，孔隙率为70％～80％；本实施例得到的防水透湿膜纳米纤维亲水层纤维平均直径为400nm～900nm、孔隙直径为1nm～1000nm，孔隙率为80％～90％。
本发明按照上述技术方案将本实施例得到的防水透湿膜进行力学性能测试，结果如图6所示，图6为本发明实施例2得到的防水透湿膜的拉伸测试图。结果表明，本实施例得到的防水透湿膜的强度为27MPa～33MPa。
本发明按照上述技术方案测试了本实施例得到的防水透湿膜的耐静水压，结果如表1所示，表1为本发明实施例1～4得到的防水透湿膜的性能参数。
本发明按照上述技术方案测试了本实施例得到的防水透湿膜的透湿量，结果如表1所示。
本发明按照上述技术方案测试了本实施例得到的防水透湿膜的透气量，结果如表1所示。
实施例3
将聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯(PVDF-CTFE)粉末、聚酰胺-66(PA-66)颗粒在真空干燥箱中110℃干燥12h，将聚偏氟乙烯-全氟丙烯(PVDF-HFP)粉末、热塑性聚氨酯(TPU)颗粒粉末在真空干燥箱中100℃干燥12h，冷却至室温放入干燥器备用。
称取200g干燥的PVDF-CTFE粉末溶于1800g N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的PVDF-CTFE有机纺丝溶液；称取200g干燥的PVDF-HFP粉末溶于1400g DMF和丙酮的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的PVDF-HFP有机纺丝溶液；
称取150g干燥的PA-66颗粒溶于850g甲酸和乙酸的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的PA-66有机纺丝溶液；称取150g干燥的TPU颗粒溶于850g DMF和THF的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的TPU有机纺丝溶液；
分别测定PVDF-CTFE、PVDF-HFP、PA-66、TPU纺丝溶液的粘度分别为1.8Pa.s、2.0Pa.s、2.0Pa.s、1.5Pa.s。
在室温25℃，空气相对湿度30％下，将PVDF-CTFE纺丝溶液和PVDF-HFP纺丝溶液分别通过离心-静电纺丝机进行交叉混合纺丝，得到纳米纤维疏水层。PVDF-CTFE纺丝液纺丝所加电压10kV，接收距离为20cm，离心纺丝头的加液速度为100mL/h，离心纺丝头转速10000转/分钟；PVDF-HFP的纺丝所加电压为8kV，接收距离为20cm，离心纺丝头的加液速度为60mL/h，离心纺丝头转速12000转/分钟。
在室温25℃，空气相对湿度30％下，将PA-66纺丝溶液和TPU纺丝溶液分别通过静电纺丝机进行交叉混合纺丝，得到纳米纤维亲水层。PA-66纺丝液纺丝电压25kV，接收距离为20cm，每个泰勒锥加液速度为1.2mL/h；TPU的纺丝电压为30kV，接收距离为15cm，每个泰勒锥加液速度为1.0mL/h。
纺丝完毕后，将纳米纤维亲水层和纳米纤维疏水层在温度为135℃、压强为0.8MPa的条件下热压30s后，冷却至室温后，将得到的防水透湿膜放入真空干燥箱中，在110℃干燥4h，得到厚度为42±1μm的防水透湿膜。
本发明将本实施例得到的防水透湿膜进行扫描电镜分析，结果如图7和图8所示，图7为本发明实施例3得到的防水透湿膜的纳米纤维疏水层的SEM图；图8为本发明实施例3得到的防水透湿膜的纳米纤维亲水层的SEM图。由图7和图8可以看出，本实施例得到的防水透湿膜的纤维直径均匀，本实施例得到的防水透湿膜疏水面纤维平均直径为300nm～500nm、孔隙直径为1nm～1000nm，孔隙率为70％～80％；本实施例得到的防水透湿膜亲水面纤维平均直径为400nm～900nm、孔隙直径为1nm～1000nm，孔隙率为80％～90％。
本发明按照上述技术方案将本实施例得到的防水透湿膜进行力学性能测试，结果如图9所示，图9为本发明实施例3得到的防水透湿膜的拉伸测试图。结果表明，本实施例得到的防水透湿膜的强度为26MPa～35MPa。
本发明按照上述技术方案测试了本实施例得到的防水透湿膜的耐静水压，结果如表1所示，表1为本发明实施例1～4得到的防水透湿膜的性能参数。
本发明按照上述技术方案测试了本实施例得到的防水透湿膜的透湿量，结果如表1所示。
本发明按照上述技术方案测试了本实施例得到的防水透湿膜的透气量，结果如表1所示。
实施例4
将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)颗粒、聚醚砜(PES)颗粒在真空干燥箱中110℃干燥12h，将聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯(PVDF-CTFE)粉末粉末、聚丙烯(PP)颗粒在真空干燥箱中100℃干燥12h，冷却至室温放入干燥器备用。
称取150g干燥的PET颗粒溶于1350g三氟乙酸和二氯甲烷的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的PET有机纺丝溶液；称取150g干燥的PVDF-CTFE粉末溶于850g DMF和丙酮的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的PVDF-CTFE有机纺丝溶液；
称取200g干燥的PES颗粒溶于100gDMF和NMP的混合溶剂中，在90℃下搅拌12h，得到透明的PES有机纺丝溶液；称取120g干燥的PP颗粒溶于880g十氢化萘DMF和丙酮的混合溶剂中，在80℃下搅拌12h后冷却至室温，得到透明的PP有机纺丝溶液；
分别测定PET、PES、PA-66、TPU纺丝溶液的粘度分别为1.5Pa.s、2.0Pa.s、1.8Pa.s、2.1Pa.s。
在室温25℃，空气相对湿度30％下，将PET纺丝溶液和PVDF-HFP纺丝溶液分别通过静电纺丝机进行交叉混合纺丝，得到纳米纤维疏水层。PET纺丝液纺丝电压25kV，接收距离为20cm，每个泰勒锥加液速度为1.2mL/h；PVDF-HFP的纺丝电压为30kV，接收距离为20cm，每个泰勒锥加液速度为1.0mL/h。
在30℃，空气相对湿度30％下，将PA-66纺丝溶液和TPU纺丝溶液分别通过静电纺丝机进行交叉混合纺丝，得到纳米纤维亲水层。PA-66纺丝液纺丝电压25kV，接收距离为20cm，每个泰勒锥加液速度为1.2mL/h；TPU的纺丝电压为30kV，接收距离为15cm，每个泰勒锥加液速度为1.0mL/h。
纺丝完毕后，将纳米纤维亲水层和纳米纤维疏水层在温度为135℃、压强为0.8MPa的条件下热压30s后，冷却至室温后，将得到的防水透湿膜放入真空干燥箱中，在110℃干燥4h，得到厚度为32±1μm的防水透湿膜。
本发明将本实施例得到的防水透湿膜进行扫描电镜分析，结果如图10和图11所示，图10为本发明实施例4得到的防水透湿膜的纳米纤维疏水层的SEM图；图11为本发明实施例4得到的防水透湿膜的纳米纤维亲水层的SEM图。由图10和图11可以看出，本实施例得到的防水透湿膜中的纤维直径均匀，本实施例得到的防水透湿膜的纳米纤维疏水层纤维平均直径为300nm～500nm、孔隙直径为1nm～1000nm，孔隙率为70％～80％；本实施例得到的防水透湿膜的纳米纤维亲水层纤维平均直径为400nm～800nm、孔隙直径为1nm～1000nm，孔隙率为80％～90％。
本发明按照上述技术方案将本实施例得到的防水透湿膜进行力学性能测试，结果如图12所示，图12为本发明实施例4得到的防水透湿膜的拉力测试图，结果表明，本实施例得到的防水透湿膜的强度为27MPa～35MPa。
本发明按照上述技术方案测试了本实施例得到的防水透湿膜的耐静水压，结果如表1所示，表1为本发明实施例1～4得到的防水透湿膜的性能参数。
本发明按照上述技术方案测试了本实施例得到的防水透湿膜的透湿量，结果如表1所示。
本发明按照上述技术方案测试了本实施例得到的防水透湿膜的透气量，结果如表1所示。
表1 本发明实施例1～4得到的防水透湿膜的性能数据
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
耐静水压/mmH2O 7830 7610 6020 7980
透湿量/g/m2·24h 7563.2 8033.1 10000.3 6852.4
透气量/mL/cm2·s 0.20 0.25 0.29 0.18
由表1可以看出，本发明实施例1～4得到的防水透湿膜不仅具有良好的耐静水压，还具有较高的透湿量，同时，还具有较高的透气量，说明本发明提供的防水透湿膜不仅同时具备较高的防水透湿性能，还具有良好的透气性能。采用其制成防水透湿织物，也具有较高的防水透湿性能和良好的透气性能，可提高织物的穿着舒适度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种防水透湿膜，包括：
纳米纤维亲水层，所述纳米纤维亲水层由亲水型聚合物经静电纺丝制成；和设置在所述纳米纤维亲水层上的纳米纤维疏水层，所述纳米纤维疏水层由疏水型聚合物经静电纺丝制成。
2.根据权利要求1所述的防水透湿膜，其特征在于，所述亲水型聚合物包括聚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚乙烯咔唑、醋酸纤维素酯、聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚醚醚酮、聚丙烯酸、聚乳酸、聚环氧乙烷和聚乙烯吡咯烷酮中的两种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的防水透湿膜，其特征在于，所述疏水型聚合物包括含氟聚合物、聚对苯二甲酸二元醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚甲醛和聚烯烃类中的两种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的防水透湿膜，其特征在于，所述亲水型聚合物与所述疏水型聚合物的质量比为(5～95)：(95～5)。
5.根据权利要求1所述的防水透湿膜，其特征在于，所述防水透湿膜的孔径为1～1000nm；
所述防水透湿膜的孔隙率为80～95％。
6.根据权利要求1所述的防水透湿膜，其特征在于，所述防水透湿膜的纤维直径为50～2000nm。
7.一种防水透湿膜的制备方法，包括以下步骤：
将疏水型聚合物溶于第一溶剂中，得到疏水纺丝液；
将亲水型聚合物溶于第二溶剂中，得到亲水纺丝液；
将所述疏水纺丝液进行第一静电纺丝，得到纳米纤维疏水层；
将所述亲水纺丝液进行第二静电纺丝，得到纳米纤维亲水层；
将所述纳米纤维亲水层和纳米纤维疏水层进行热压复合，得到防水透湿膜。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述热压复合的温度为80～450℃；
所述热压复合的时间为0.1～36s；
所述热压复合的压强为0.1～1MPa。
9.一种防水透湿织物，包括：织物里料；
设置在所述织物里料上的防水透湿膜，所述防水透湿膜为权利要求1～6任意一项所述的防水透湿膜或权利要求7～8任意一项所述的制备方法得到的防水透湿膜，所述防水透湿膜的纳米纤维亲水层与所述织物里料相接触；
设置在所述防水透湿膜上的织物面料，所述防水透湿膜的纳米纤维疏水层与所述织物面料相接触。
10.一种权利要求9所述的防水透湿织物的制备方法，包括以下步骤：
将织物里料、防水透湿膜和织物面料依次进行粘合，得到防水透湿织物。
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