CN104525002A - 一种具有防尘防霾防水透气功能的复合膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有防尘防霾防水透气功能的复合膜及其制备方法，该复合膜以防水透气膜为中间层，防水透气膜的内外两侧均设有无纺布层，该复合膜的制备方法包括以下步骤：将二甲基甲酰胺、丙酮、四氢呋喃中的任意一种与亲水聚合物在室温下搅拌均匀混合，得到亲水聚合物溶液；将疏水聚合物与三氯甲烷在室温下搅拌均匀混合，得到疏水聚合物溶液；将疏水聚合物溶液装进推进泵，将带电的溶液喷射至下方铝箔接收器上，得疏水膜；将亲水聚合物溶液装进推进泵中，将带电的液喷射至疏水膜上，得防水透气膜；本发明同现有技术相比，该三层复合膜中，内外两层无纺布主要用于体现膜强度、抗紫外光及阻燃等功能，而中间层即微孔膜则用于提供防水及透气功能。

Description

一种具有防尘防霾防水透气功能的复合膜及其制备方法

[技术领域]

本发明涉及建筑材料技术领域，具体地说是一种具有防尘防霾防水透气功能的复合膜及其制备方法。

[背景技术]

提供舒适和有利健康的室内环境是生态建筑的重要特征之一，近年来，由于汽车尾气和工业废气的氨氧化和物及硫化物的大气污染气体增多，室外雾霾天气愈演愈烈，从而影响室内空气质量。

现有防水透气膜广泛应用于钢结构建筑上，目前，市场上大部分防水透气膜采用的主要包括以下两种技术：一种是流延复合，这种工艺是用塑料粒子热熔后依靠塑料本身的粘性复合；其缺点是几乎不透气，目前全世界范围内都没有办法能用此工艺生产真正的高透气耐高温防水透气膜。另一种是喷胶或刮胶复合(热熔胶复合)，这种工艺最早应用在卫生巾和尿不湿，以及防护服上，目前国内生产厂家几乎都是用这种工艺生产高透气的防水透气材料；其缺点是透气量比较低，因为中间透气膜的微孔实际上都被热熔胶堵死，另外，最致命的缺点就是耐温度非常低，仅能承受60度的温度。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种具有防尘防霾防水透气功能的复合膜及其制备方法，该复合膜由微孔膜以及内外两层的无纺布经复合而成，不仅具有膜强度强、抗紫外光及阻燃等功能，而且能够防水及透气。

为实现上述目的设计一种具有防尘防霾防水透气功能的复合膜，所述复合膜以防水透气膜为中间层，所述防水透气膜的内外两侧均设有无纺布层，所述防水透气膜与内外两侧的无纺布层复合为一体，所述防水透气膜为微孔膜。

所述无纺布层为丙纶或涤纶无纺布层。

一种具有防尘防霾防水透气功能的复合膜的制备方法，包括以下步骤，

1)将二甲基甲酰胺、丙酮、四氢呋喃中的任意一种与亲水聚合物在室温下搅拌均匀混合，得到亲水聚合物溶液；

2)将疏水聚合物与三氯甲烷在室温下搅拌均匀混合，得到疏水聚合物溶液；

3)将步骤2)制得的疏水聚合物溶液装进静电纺丝机的推进泵，推进速度设定为15-50μl/min，在5-30KV高压作用下，将带电的疏水聚合物溶液喷射至下方10-30cm铝箔接收器上，得到一层疏水膜；

4)再将步骤1)制得的亲水聚合物溶液装进推进泵中，推进速度设定为15-30μl/min，在5-30KV高压作用下，将带电的亲水聚合物溶液喷射至下方5-20cm步骤3)得到的疏水膜上，得到防水透气膜；

5)最后，在防水透气膜的内外两侧复合有丙纶(或涤纶)无纺布，即得到具有防尘防霾防水透气功能的复合膜。

步骤1)中，所述亲水聚合物为聚丙烯腈、醋酸纤维素、聚酰胺、聚氯乙烯中的任意一种。

步骤1)中，所述亲水聚合物与二甲基甲酰胺、丙酮、四氢呋喃中的任意一种的摩尔比为1:7.3-1:24。

步骤2)中，所述疏水聚合物为聚苯乙烯、PHBV、聚乳酸中的任意一种。

步骤2)中，所述疏水聚合物与三氯甲烷的摩尔比为1:7.3-1:11.5。

本发明同现有技术相比，以微孔膜为中间层，内外两层为丙纶(或涤纶)无纺布经复合而成，其中，微孔膜(防水透气膜)是由亲水与拒水的两种物质组成的聚合物，其中亲水物质的内部呈分子链结构，且分子链上带有正负电荷，可以吸附单个的水蒸气分子，加速了水蒸气通过薄膜的速度，在三层复合膜中，内外两层无纺布主要用于体现膜强度、抗紫外光及阻燃等功能，而中间层即微孔膜则用于提供防水及透气功能，因此该三层复合膜可用于生态建筑中非混凝土(如瓦片)斜式屋顶内侧的衬垫层，也可作为特殊服装材料的衣物内层，可使室内环境干燥舒适。

[附图说明]

图1是本发明中微孔膜的生产流程工艺图。

[具体实施方式]

本发明所述的一种具有防尘防霾防水透气功能的复合膜是以防水透气膜为中间层，防水透气膜的内外两侧均设有无纺布层，防水透气膜与内外两侧的无纺布层复合为一体，该防水透气膜为微孔膜，该无纺布层为丙纶或涤纶无纺布层。该复合膜的制备方法，包括以下步骤，

1)将二甲基甲酰胺、丙酮、四氢呋喃中的任意一种与亲水聚合物在室温下搅拌均匀混合，得到亲水聚合物溶液，其中，亲水聚合物为聚丙烯腈、醋酸纤维素、聚酰胺、聚氯乙烯中的任意一种，亲水聚合物与二甲基甲酰胺、丙酮、四氢呋喃中的任意一种的摩尔比为1:7.3-1:24；

2)将疏水聚合物与三氯甲烷在室温下搅拌均匀混合，得到疏水聚合物溶液，其中，疏水聚合物为聚苯乙烯、PHBV、聚乳酸中的任意一种，疏水聚合物与三氯甲烷的摩尔比为1:7.3-1:11.5；

3)将步骤2)制得的疏水聚合物溶液装进静电纺丝机的推进泵，推进速度设定为15-50μl/min，在5-30KV高压作用下，将带电的疏水聚合物溶液喷射至下方10-30cm铝箔接收器上，得到一层疏水膜；

4)再将步骤1)制得的亲水聚合物溶液装进推进泵中，推进速度设定为15-30μl/min，在5-30KV高压作用下，将带电的亲水聚合物溶液喷射至下方5-20cm步骤3)得到的疏水膜上，得到防水透气膜；

5)最后，在防水透气膜的内外两侧复合有丙纶(或涤纶)无纺布，即得到具有防尘防霾防水透气功能的复合膜。

下面结合具体实施例对上述防水透气膜的制备作以下进一步说明，所涉百分数除特别指出的外，均为质量百分数：

实施例1

1)将亲水聚合物聚丙烯腈(PAN)0.4份，二甲基甲酰胺(DMF)9.6份在室温下搅拌均匀混合，得到4％的亲水聚合物溶液；

2)将疏水聚合物聚苯乙烯7.8份，三氯甲烷(CHCl3)56.94份在室温下搅拌均匀混合，得到12％的疏水聚合物的溶液；

3)将步骤(2)制得的疏水聚合物PHBV溶液装进静电纺丝机的推进泵，推进速度设定为15μl/min，在30KV高压的作用下，将带电的溶液喷射至下方30cm铝箔接收器上，得到一层疏水膜后，再将步骤(1)制得的亲水聚合物PAN溶液装进推进泵中，推进速度设定为25μl/min，在高压20KV作用下，将带电溶液喷射至下方20cm得到的疏水膜上，即得到完整的防水透气膜。

本实施例制备的防水透气膜的纤维直径在50nm-500nm不等，防水性能：24小时不透水，透气性能：0.5g/cm2/24h。

实施例2

1)将亲水聚合物醋酸纤维素4g，丙酮96份在室温下搅拌均匀混合，得到4％的亲水聚合物溶液；

2)将疏水聚合物聚苯乙烯120份，三氯甲烷(CHCl3)876份在室温下搅拌均匀混合，得到12％的疏水聚合物的溶液；

3)将步骤(2)制得的疏水聚合物聚苯乙烯溶液装进静电纺丝机的推进泵，推进速度设定为40μl/min，在25KV高压的作用下，将带电的溶液喷射至下方25cm铝箔接收器上，得到一层疏水膜后，再将步骤(1)制得的亲水聚合物醋酸纤维素溶液装进推进泵中，推进速度设定为30μl/min，在高压5KV作用下，将带电溶液喷射至下方5cm得到的疏水膜上，即得到完整的防水透气膜。

本实施例制备的防水透气膜的纤维直径在50nm-500nm不等，防水性能：24小时不透水，透气性能：0.1g/cm2/24h。

实施例3

1)将亲水聚合物聚酰胺12份，丙酮87.6份在室温下搅拌均匀混合，得到12％的亲水聚合物溶液；

2)将疏水聚合物PHBV聚羟基丁酸戊酸共聚酯80份，三氯甲烷(CHCl3)920份在室温下搅拌均匀混合，得到8％的疏水聚合物的溶液；

3)将疏水聚合物聚苯乙烯溶液装进静电纺丝机的推进泵，推进速度设定为50μl/min，在10KV高压的作用下，将带电的溶液喷射至下方10cm铝箔接收器上，得到一层疏水膜后，再将亲水聚合物醋酸纤维素溶液装进推进泵中，推进速度设定为15μl/min，在高压15KV作用下，将带电溶液喷射至下方15cm得到的疏水膜上，即得到完整的防水透气膜。

本实施例制备的防水透气膜的纤维直径在50nm-500nm不等，防水性能：24小时不透水，透气性能：0.2g/cm2/24h。

实施例4

1)将亲水聚合物聚氯乙烯0.4份，四氢呋喃4.6份在室温下搅拌均匀混合，得到8％的亲水聚合物溶液；

2)将疏水聚合物聚乳酸12份，三氯甲烷(CHCl3)108份在室温下搅拌均匀混合，得到1％的疏水聚合物的溶液；

3)将疏水聚合物聚苯乙烯溶液装进静电纺丝机的推进泵，推进速度设定为50μl/min，在5KV高压的作用下，将带电的溶液喷射至下方10cm铝箔接收器上，得到一层疏水膜后，再将亲水聚合物醋酸纤维素溶液装进推进泵中，推进速度设定为15μl/min，在高压30KV作用下，将带电溶液喷射至下方15cm得到的疏水膜上，即得到完整的防水透气膜。

本实施例制备的防水透气膜的纤维直径在50nm-500nm不等，防水性能：24小时不透水，透气性能：0.4g/cm2/24h。

实施例5

1)将亲水聚合物聚氯乙烯0.8份，四氢呋喃9.2份在室温下搅拌均匀混合，得到8％的亲水聚合物溶液；

2)将疏水聚合物聚乳酸40份，三氯甲烷(CHCl3)460份在室温下搅拌均匀混合，得到8％的疏水聚合物的溶液；

3)将疏水聚合物聚苯乙烯溶液装进静电纺丝机的推进泵，推进速度设定为50μl/min，在5KV高压的作用下，将带电的溶液喷射至下方10cm铝箔接收器上，得到一层疏水膜后，再将亲水聚合物醋酸纤维素溶液装进推进泵中，推进速度设定为15μl/min，在高压30KV作用下，将带电溶液喷射至下方15cm得到的疏水膜上，得到完整的防水透气膜。

本发明中，防水透气膜是由亲水与拒水的两种物质组成的聚合物，其中亲水物质的内部呈分子链结构，而且分子链上带有正负电荷，可以吸附单个的水蒸气分子，加速了水蒸气通过薄膜的速度，水分子和水蒸气分子都含有一个氧原子和两个氢原子。当水分子处于气态时，相互非常独立，各自像云一样运动自由，温度、湿度差推动着它们以一个传一个的方式穿过薄膜向外走，像玩撞球游戏一般；而水分子处于液态时，则通过分子间作用力紧密结合在一起，以密实的团状形态出现，不能透过薄膜，从而起到了防水的作用。

本发明通过在微孔膜中，引入光催化剂/吸附剂复合物而赋予微孔膜的空气净化功能，即微孔膜中的光催化剂/吸附剂复合物同时具备吸附、分解有害气体和吸附剂原味活化再生功能，再将所制备的中间微孔膜在无粘合剂条件下与内外两层无纺布直接热压复合成三层复合膜。本发明复合膜不但具有防水和透气(湿)功能，还有较强的空气净化功能。

检测表明，本发明三层复合膜的透气量可达0.10-0.35cm³/cm².s，静水压为2000-2300mmH2O,纵向抗拉为220-270N/50mm,横向抗拉为160-190N/50mm，表示阻燃性能的氧指数可达30-35。

本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有防尘防霾防水透气功能的复合膜，其特征在于：所述复合膜以防水透气膜为中间层，所述防水透气膜的内外两侧均设有无纺布层，所述防水透气膜与内外两侧的无纺布层复合为一体，所述防水透气膜为微孔膜。

2.如权利要求1所述的具有防尘防霾防水透气功能的复合膜，其特征在于：所述无纺布层为丙纶或涤纶无纺布层。

3.一种具有防尘防霾防水透气功能的复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，

1)将二甲基甲酰胺、丙酮、四氢呋喃中的任意一种与亲水聚合物在室温下搅拌均匀混合，得到亲水聚合物溶液；

2)将疏水聚合物与三氯甲烷在室温下搅拌均匀混合，得到疏水聚合物溶液；

3)将步骤2)制得的疏水聚合物溶液装进静电纺丝机的推进泵，推进速度设定为15-50μl/min，在5-30KV高压作用下，将带电的疏水聚合物溶液喷射至下方10-30cm铝箔接收器上，得到一层疏水膜；

4)再将步骤1)制得的亲水聚合物溶液装进推进泵中，推进速度设定为15-30μl/min，在5-30KV高压作用下，将带电的亲水聚合物溶液喷射至下方5-20cm步骤3)得到的疏水膜上，得到防水透气膜；

5)最后，在防水透气膜的内外两侧复合有丙纶(或涤纶)无纺布，即得到具有防尘防霾防水透气功能的复合膜。

4.如权利要求3所述的具有防尘防霾防水透气功能的复合膜的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述亲水聚合物为聚丙烯腈、醋酸纤维素、聚酰胺、聚氯乙烯中的任意一种。

5.如权利要求3所述的具有防尘防霾防水透气功能的复合膜的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述亲水聚合物与二甲基甲酰胺、丙酮、四氢呋喃中的任意一种的摩尔比为1:7.3-1:24。

6.如权利要求3所述的具有防尘防霾防水透气功能的复合膜的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述疏水聚合物为聚苯乙烯、PHBV、聚乳酸中的任意一种。

7.如权利要求3所述的具有防尘防霾防水透气功能的复合膜的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述疏水聚合物与三氯甲烷的摩尔比为1:7.3-1:11.5。