CN118652541A - 一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料及其制备方法 - Google Patents
一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118652541A CN118652541A CN202411110081.0A CN202411110081A CN118652541A CN 118652541 A CN118652541 A CN 118652541A CN 202411110081 A CN202411110081 A CN 202411110081A CN 118652541 A CN118652541 A CN 118652541A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reaction
- diatomite
- polyurethane film
- film material
- 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.)
- Pending
Links
- 229920006264 polyurethane film Polymers 0.000 title claims abstract description 77
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical class O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 82
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 61
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims abstract description 22
- UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L [dibutyl(dodecanoyloxy)stannyl] dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)O[Sn](CCCC)(CCCC)OC(=O)CCCCCCCCCCC UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 17
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000012975 dibutyltin dilaurate Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 17
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229920000536 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid Polymers 0.000 claims abstract description 10
- XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-2-[(1-oxo-2-propenyl)amino]-1-propanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 claims abstract description 9
- 239000004970 Chain extender Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000006097 ultraviolet radiation absorber Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 97
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 54
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 42
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 38
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 33
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 30
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 23
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 23
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 21
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 claims description 15
- -1 vinyl diatomite Chemical compound 0.000 claims description 15
- VLSRKCIBHNJFHA-UHFFFAOYSA-N 2-(trifluoromethyl)prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C(=C)C(F)(F)F VLSRKCIBHNJFHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N ethanol;hydrate Chemical compound O.CCO IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 13
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCS UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000005058 Isophorone diisocyanate Substances 0.000 claims description 10
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims description 10
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 10
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims description 10
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 10
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 10
- XQSBLCWFZRTIEO-UHFFFAOYSA-N hexadecan-1-amine;hydrobromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[NH3+] XQSBLCWFZRTIEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N isophorone diisocyanate Chemical compound CC1(C)CC(N=C=O)CC(C)(CN=C=O)C1 NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- DXGLGDHPHMLXJC-UHFFFAOYSA-N oxybenzone Chemical compound OC1=CC(OC)=CC=C1C(=O)C1=CC=CC=C1 DXGLGDHPHMLXJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 10
- 239000012265 solid product Substances 0.000 claims description 10
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 9
- RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N benzophenone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)C1=CC=CC=C1 RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000012965 benzophenone Substances 0.000 claims description 9
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 9
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 8
- 238000007790 scraping Methods 0.000 claims description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 7
- YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N propane-1,3-diol Chemical compound OCCCO YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 1-(2-methyl-5-propan-2-ylcyclohex-2-en-1-yl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1CC(C(C)C)CC=C1C DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000005057 Hexamethylene diisocyanate Substances 0.000 claims description 4
- KXBFLNPZHXDQLV-UHFFFAOYSA-N [cyclohexyl(diisocyanato)methyl]cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1C(N=C=O)(N=C=O)C1CCCCC1 KXBFLNPZHXDQLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N hexamethylene diisocyanate Chemical compound O=C=NCCCCCCN=C=O RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QUAMTGJKVDWJEQ-UHFFFAOYSA-N octabenzone Chemical compound OC1=CC(OCCCCCCCC)=CC=C1C(=O)C1=CC=CC=C1 QUAMTGJKVDWJEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000003396 thiol group Chemical class [H]S* 0.000 claims description 3
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 2
- 241000209149 Zea Species 0.000 claims 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 19
- 239000004744 fabric Substances 0.000 abstract description 14
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 9
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- PXQLVRUNWNTZOS-UHFFFAOYSA-N sulfanyl Chemical class [SH] PXQLVRUNWNTZOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 5
- 239000012982 microporous membrane Substances 0.000 description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 3
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 210000004243 sweat Anatomy 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004964 aerogel Substances 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-VKHMYHEASA-N (+)-propylene glycol Chemical compound C[C@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- 229940035437 1,3-propanediol Drugs 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 125000003709 fluoroalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 238000006864 oxidative decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 229920000166 polytrimethylene carbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料及其制备方法，属于聚氨酯膜材料技术领域，按重量份计，包括以下原料：聚醚二元醇60‑80份、二异氰酸酯35‑50份、有机溶剂40‑50份、改性多孔生物炭8‑14份、改性硅藻土4‑8份、扩链剂5‑10份、增稠剂2‑3份、消泡剂1‑2份、紫外吸收剂0.1‑0.2份、二月桂酸二丁基锡0.05‑0.1份；其中，所述改性硅藻土为通过硅烷偶联剂处理后再与2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸进行接枝后得到的。该聚氨酯膜材料具有良好的力学性能、防水性好、透湿性强，制备的面料具有耐水洗性强、高耐水压，且透气性好，非常适用于纺织品。
Description
技术领域
本发明属于聚氨酯膜材料技术领域，具体涉及一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展，人民生活质量的不断提高，对服装功能性的需求也越来越多，特别是在运动服装面料上，如冲锋衣、登山服、雨衣等，需要具备较好的防水透湿性能。这不仅需要防止雨雪透过织物，同时还要让人体排出的汗液以水汽的形式通过织物转移到体外，以保证穿着的舒适性。近年来，防水透湿织物迅猛发展，它的应用领域也不单局限在军需用品和医疗防护用品领域，也正迅速扩张到户外休闲运动服装及装备领域。
防水透湿织物是同时拥有防水性和透湿性的特殊功能织物，被形象的称之为“可呼吸织物”。主要功能包括防水、防风、透湿、保暖等，具体是指在一定的外界压力下水，雨滴无法渗透织物，而且与此同时能够有效快速的将人体产生的汗液蒸汽传导到体外，防止汗液在衣物内冷凝成汗滴，提供服装与人体皮肤之间微小环境的温湿度平衡，很好的平衡了防水、透气、防风和保暖之间的关系，保持人体表面持久干爽，防止产生霉菌，从而达到穿着舒适的目的。
聚氨酯防水透湿膜主要有两类：微孔型防水透湿膜和致密型防水透湿膜。微孔型防水透湿膜表面分布有大量直径大小2-20μm的微孔。由于表面张力作用，这样小的微孔能够防止水的液滴(水滴直径为100-300μm)通过，却允许水分子以单个分子形式(水蒸气直径约0.4nm)通过，从而实现了防水(水滴)透湿(水蒸气)功能。致密型防水透湿膜由亲水性高分子构成，水蒸气通过与亲水性基团作用以吸附-扩散-解吸等物理作用透过薄膜，使膜具有透湿性。
中国专利CN108976766A公开了一种防水透湿聚氨酯微孔薄膜及其制备方法，包括下述重量份的组分：水性超细粉体0.01-20.00份，聚氨酯80.00-99.99份；所述水性超细粉体为氯化钠粉体、葡萄糖粉体、水性二氧化钛粉体、水性二氧化钛气凝胶、水性石墨烯粉体、水性二氧化硅粉体、水性二氧化硅气凝胶和水性三氧化二铁粉体中的一种或几种的任意组合；通过控制不同比例和不同特性的水性超细粉体可以制备得到具有不同性能的防水透湿微孔型聚氨酯薄膜。其中，由水性超细粉体产生的微孔在聚氨酯薄膜中可以实现聚氨酯薄膜的防水透湿功能，通过控制微孔的大小和分布可以使得制备得到的防水透湿微孔型聚氨酯薄膜具有不同的防水透湿效果。但该专利中的微孔是由超细粉体与聚氨酯基体之间的不相容性产生，势必会影响聚氨酯薄膜的力学性能以及耐水压效果，而微孔越大，对聚氨酯薄膜的力学性能和耐水压性能影响越大。中国专利CN106867017A公开了一种孔径可控的微多孔膜及其制备方法，该微多孔膜为聚氨酯树脂膜，其孔径为0.5-20μm，且膜中的酸溶性微粒子的含量为5.0重量%以下。通过在涂层树脂中使用酸溶性微粒子，然后再通过酸处理将其溶解掉，可以获得孔径可控的微多孔膜，方法简单易行，所得微多孔膜具有优越的耐水压及透湿度，手感柔软，可用于户外运动服等方面，具有广阔的应用前景，该发明用酸溶解酸溶性微粒的方法形成微孔，实现孔径大小可控，透湿效果好。但该技术可能存在溶解不充分的情况，从而影响孔隙率，使防水透湿膜不能达到预期最佳的性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料及其制备方法，该聚氨酯膜材料具有良好的力学性能、防水性好、透湿性强，制备的面料具有耐水洗性强、高耐水压，且透气性好，非常适用于纺织品。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料，按重量份计，包括以下原料：
聚醚二元醇60-80份、二异氰酸酯35-50份、有机溶剂40-50份、改性多孔生物炭8-14份、改性硅藻土4-8份、扩链剂5-10份、增稠剂2-3份、消泡剂1-2份、紫外吸收剂0.1-0.2份、二月桂酸二丁基锡0.05-0.1份；
其中，所述改性硅藻土为通过硅烷偶联剂处理后再与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸进行接枝后得到的。
在本发明中，高性能防水透湿聚氨酯膜材料以聚醚二元醇、二异氰酸酯为原料，通过加入改性多孔生物炭、改性硅藻土，其内部含有大量的通孔结构，能够作为水蒸气的传输通道，从而提高聚氨酯膜材料的透湿性能。
优选的，所述聚醚二元醇为分子量为3000-4000的聚环氧丙烷醚二元醇；所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种；所述扩链剂为乙二醇、1,3-丙二醇、乙二胺中的一种或几种；所述增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂；所述紫外吸收剂为UV-9、UV-531、UVP-327中的一种或几种；所述消泡剂为有机硅消泡剂。
优选的，所述改性硅藻土的具体制备方法如下：
将硅藻土加入质量分数为10%的氢氧化钠溶液，进行搅拌浸渍，搅拌浸渍完成后过滤、干燥、煅烧，得到预处理硅藻土；将预处理硅藻土加入乙醇水溶液中，接着加入乙烯基三乙氧基硅烷，进行恒温反应，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得乙烯基硅藻土；将乙烯基硅藻土加入DMF中，接着加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、过硫酸铵，进行加热反应，反应完成后过滤、洗涤、干燥，即得。
优选的，所述搅拌浸渍的温度为40-50℃，时间为1-2h，所述煅烧的温度为350-450℃，时间为1-2h；所述预处理硅藻土、乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为50:5-9，所述恒温反应的温度为60-70℃，时间为2-3h；所述乙烯基硅藻土、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、过硫酸铵的比为50:5-9:0.3-0.6，所述加热反应的温度为80-90℃，时间为3-4h。
在本发明中，加入改性硅藻土，可有效提高聚氨酯膜材料的吸防湿性能。硅藻土具有独特的有序排列的微孔结构，孔隙率高、孔体积大、比表面积大，具有良好的调湿作用，先将硅藻土进行碱处理，除硅藻土微孔内的杂质，使硅藻土内部更多的微孔显露，硅藻土的比表面积得以增大，提高了硅藻土的吸湿性能；随后再将硅藻土与乙烯基三乙氧基硅烷进行反应，提高了硅藻土的分散性，同时在硅藻土上引入了活性双键基团，有利于后续反应的进行；接着再将乙烯基硅藻土与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸进行反应，将酰胺基、磺酸基等强亲水基团引入硅藻土上，从而提高硅藻土对水蒸气分子的吸附性，有利于提高聚氨酯膜材料的透湿性。
优选的，所述改性多孔生物炭的制备方法，包括以下步骤：
S1、将玉米秸秆粉加入去离子水中，接着加入尿素、十六烷基溴化铵，进行水热碳化反应，反应完成后过滤、洗涤、干燥，随后将固体产物与氢氧化钾混合，在氮气气氛进行焙烧，焙烧完成后加入硝酸溶液中浸泡，随后洗涤、干燥，得到多孔生物炭；
S2、将步骤S1中的多孔生物炭加入乙醇水溶液中，接着加入γ-巯丙基三甲氧基硅烷，进行搅拌反应，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到巯基化多孔生物炭；
S3、将步骤S2中的巯基化多孔生物炭加入DMF，接着加入2-(三氟甲基)丙烯酸、二苯甲酮，在紫外光下进行巯基烯反应，反应完成后过滤、洗涤、干燥，即得改性多孔生物炭。
优选的，步骤S1中所述玉米秸秆粉、去离子水、尿素、十六烷基溴化铵的质量比为70-80:1000:40-50:5-10，所述水热碳化反应的温度为180-220℃，时间为4-7h；所述固体产物、氢氧化钾的质量比为20-30:15-20，所述焙烧的温度为650-750℃，时间为2-3h。
在本发明中，通过特定的制备方法，使得到的多孔生物炭中包含大量的多孔结构，多孔结构可以有利于水蒸气分子的传输，同时由于制备得到的改性多孔生物炭内的微孔直径基本小于10μm，可有效防止水滴通过，具有良好的耐水压性能。
优选的，步骤S2中所述多孔生物炭、γ-巯丙基三甲氧基硅烷的质量比为20-30:2-4，所述搅拌反应的温度为60-70℃，时间为1-2h。
在本发明中，将多孔生物炭与γ-巯丙基三甲氧基硅烷进行反应，提高了多孔生物炭的分散性，同时在多孔生物炭上引入了巯基基团，有利于后续反应的进行。
优选的，步骤S3中所述巯基化多孔生物炭、2-(三氟甲基)丙烯酸、二苯甲酮的质量比为20-30:1.4-2.8:0.1-0.2，所述紫外光的强度为500-600mW/cm2，巯基烯反应的温度为40-50℃，时间为20-30min。
在本发明中，通过巯基烯反应，将2-(三氟甲基)丙烯酸引入多孔生物炭上，以短链含氟基化合物——2-(三氟甲基)丙烯酸作为多孔生物炭的疏水表面，相比于长线性氟烷基链化合物，其不会在氧化分解过程中释放全氟烷基磺酸盐或全氟烷基酸，具有毒性低、更加环保的特点；一方面引入的三氟甲基基团可显著提高多孔生物炭的疏水性能，另一方面2-(三氟甲基)丙烯酸中的羧基可在后续制备聚氨酯膜材料进可与异氰酸酯进行反应，以共价键的形式与聚氨酯相结合，提高了两者的结合性能，改善了聚氨酯膜材料的耐水洗性能。
本发明还保护一种如上所述高性能防水透湿聚氨酯膜材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚醚二元醇、有机溶剂加入反应釜中，在氮气保护下，加入二异氰酸酯、紫外吸收剂、二月桂酸二丁基锡，于65-75℃下搅拌反应，当NCO基团的含量达到7%时，加入扩链剂、改性多孔生物炭、改性硅藻土、消泡剂、增稠剂，继续反应1-2h，反应完成后倒至离型纸上，采用刮刀在离型纸表面上刮出薄膜，然后在90-100℃烘箱中，烘干成膜，即得所述高性能防水透湿聚氨酯膜材料。
本发明还保护一种如上所述高性能防水透湿聚氨酯膜材料在纺织品中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明提供的高性能防水透湿聚氨酯膜材料，聚氨酯膜材料以聚醚二元醇、二异氰酸酯为原料，通过加入改性多孔生物炭、改性硅藻土，其内部含有大量的通孔结构，够作为水蒸气的传输通道，从而提高聚氨酯膜材料的透湿性能；并且改性多孔生物炭、改性硅藻土上含有的羧基可在制备聚氨酯膜时与异氰酸酯反应，从而将两者以共价键的形式与聚氨酯相结合，提高了聚氨酯膜材料的力学性能，也避免了由于聚氨酯膜材料由于多次水洗后，多孔生物炭、改性硅藻土与聚氨酯膜之前产生不相容，导致微孔变大使聚氨酯膜材料的物理性能以及耐水压效果下降的问题。
（2）本发明提供的高性能防水透湿聚氨酯膜材料，加入的改性硅藻土，先将硅藻土进行碱处理，除硅藻土微孔内的杂质，使硅藻土内部更多的微孔显露，提高了硅藻土的吸湿性能；随后再将硅藻土与乙烯基三乙氧基硅烷进行反应，提高了硅藻土的分散性，同时在硅藻土上引入了活性双键基团，有利于后续反应的进行；最后再将乙烯基硅藻土与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸进行反应，将酰胺基、磺酸基等强亲水基团引入硅藻土上，从而提高硅藻土对水蒸气分子的吸附性，有利于提高聚氨酯膜材料的透湿性；通过硅藻土良好的孔道结构和丰富的孔隙配合，通过毛细作用吸附水蒸气，并为聚氨酯膜材料提供水蒸气分子的出入通道，保持良好的透湿性。
（3）本发明提供的高性能防水透湿聚氨酯膜材料，加入的改性多孔生物炭，通过特定的制备方法，使得到的多孔生物炭中包含大量的多孔结构，多孔结构可以有利于水蒸气分子的传输，同时由于制备得到的改性多孔生物炭内的微孔直径基本小于10μm，可有效防止水滴通过，具有良好的耐水压性能；随后再将多孔生物炭进行巯基化改性，最后再通过巯基烯反应，将短链含氟基化合物——2-(三氟甲基)丙烯酸引入多孔生物炭上，一方面引入的三氟甲基基团可显著提高多孔生物炭的疏水性能，另一方面2-(三氟甲基)丙烯酸中的羧基可在后续制备聚氨酯膜材料进可与异氰酸酯进行反应，以共价键的形式与聚氨酯相结合，提高了两者的结合性能，使得聚氨酯膜材料在经过多次水洗后，还具有较好的物理性能以及耐水压效果，延长了使用寿命。
附图说明
图1是为本发明实施例1制备得到的改性多孔生物炭的SEM图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明中，所述聚环氧丙烷醚二元醇购自绿联(济宁)化学科技有限公司；所述硅藻土的粒径为45-50μm；所述聚氨酯缔合型增稠剂型号为陶氏RM-8W；所述有机硅消泡剂为有机硅聚醚消泡剂。
实施例1
一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料，包括以下原料：
分子量为3000的聚环氧丙烷醚二元醇70g、异佛尔酮二异氰酸酯45g、乙酸乙酯45g、改性多孔生物炭12g、改性硅藻土6g、乙二醇8g、聚氨酯缔合型增稠剂2.5g、有机硅聚醚消泡剂1.5g、UV-9 0.15g、二月桂酸二丁基锡0.08g。
其中，所述改性硅藻土的具体制备方法如下：
将50g硅藻土加入800g质量分数为10%的氢氧化钠溶液，于45℃下搅拌浸渍1.5h，搅拌浸渍完成后过滤、干燥，于400℃下煅烧1.5h，得到预处理硅藻土；将50g预处理硅藻土加入800mL乙醇水溶液(乙醇与水的体积比为8:2)中，接着加入7g乙烯基三乙氧基硅烷，于65℃下恒温反应2.5h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得乙烯基硅藻土；将50g乙烯基硅藻土加入800mL DMF中，接着加入7g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、0.5g过硫酸铵，于85℃下反应3.5h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，即得。
所述改性多孔生物炭的制备方法，包括以下步骤：
S1、将75g玉米秸秆粉(100目)加入1000g去离子水中，接着加入45g尿素、8g十六烷基溴化铵，于200℃下水热碳化反应6h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，随后将25g固体产物与18g氢氧化钾混合，在氮气气氛、700℃下焙烧2.5h，焙烧完成后加入10wt%的硝酸溶液中浸泡1.5h，随后洗涤、干燥，得到多孔生物炭；
S2、将步骤S1中的25g多孔生物炭加入500mL乙醇水溶液(乙醇与水的体积比为8:2)中，接着加入3g γ-巯丙基三甲氧基硅烷，于65℃下搅拌反应1.5h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到巯基化多孔生物炭；
S3、将步骤S2中的25g巯基化多孔生物炭加入600mL DMF，接着加入2.2g 2-(三氟甲基)丙烯酸、0.15g二苯甲酮，在紫外光强度为550mW/cm2、温度为45℃下反应25min，反应完成后过滤、洗涤、干燥，即得改性多孔生物炭。
如图1所示，本实施例制备得到的改性多孔生物炭含有大量的微孔，有利于水蒸气分子的传输，且其微孔的直径基本小于10μm，可有效防止水滴通过，使聚氨酯膜材料具有良好的耐水压性能。
一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料的制备方法，包括以下步骤：
按上述配方称取原料，将分子量为3000的聚环氧丙烷醚二元醇、乙酸乙酯加入反应釜中，在氮气保护下，加入异佛尔酮二异氰酸酯、UV-9、二月桂酸二丁基锡，于70℃下搅拌反应，当NCO基团的含量达到7%时，加入乙二醇、改性多孔生物炭、改性硅藻土、有机硅聚醚消泡剂、聚氨酯缔合型增稠剂，继续反应1.5h，反应完成后倒至离型纸上，采用刮刀在离型纸表面上刮出薄膜，然后在95℃烘箱中，烘干成膜，即得所述高性能防水透湿聚氨酯膜材料。
实施例2
一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料，包括以下原料：
分子量为4000的聚环氧丙烷醚二元醇70g、二环己基甲烷二异氰酸酯、40g、乙酸乙酯45g、改性多孔生物炭11g、改性硅藻土6g、1,3-丙二醇7g、聚氨酯缔合型增稠剂2.5g、有机硅聚醚消泡剂1.5g、UV-531 0.15g、二月桂酸二丁基锡0.07g。
其中，所述改性硅藻土的具体制备方法如下：
将50g硅藻土加入800g质量分数为10%的氢氧化钠溶液，于45℃下搅拌浸渍1.5h，搅拌浸渍完成后过滤、干燥，于400℃下煅烧1.5h，得到预处理硅藻土；将50g预处理硅藻土加入800mL乙醇水溶液(乙醇与水的体积比为8:2)中，接着加入7g乙烯基三乙氧基硅烷，于65℃下恒温反应2.5h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得乙烯基硅藻土；将50g乙烯基硅藻土加入800mL DMF中，接着加入7g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、0.4g过硫酸铵，于85℃下反应3.5h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，即得。
所述改性多孔生物炭的制备方法，包括以下步骤：
S1、将75g玉米秸秆粉(100目)加入1000g去离子水中，接着加入45g尿素、7g十六烷基溴化铵，于210℃下水热碳化反应5h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，随后将25g固体产物与17g氢氧化钾混合，在氮气气氛、700℃下焙烧2.5h，焙烧完成后加入10wt%的硝酸溶液中浸泡1.5h，随后洗涤、干燥，得到多孔生物炭；
S2、将步骤S1中的25g多孔生物炭加入500mL乙醇水溶液(乙醇与水的体积比为8:2)中，接着加入3g γ-巯丙基三甲氧基硅烷，于65℃下搅拌反应1.5h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到巯基化多孔生物炭；
S3、将步骤S2中的25g巯基化多孔生物炭加入600mL DMF，接着加入2g 2-(三氟甲基)丙烯酸、0.15g二苯甲酮，在紫外光强度为550mW/cm2、温度为45℃下反应25min，反应完成后过滤、洗涤、干燥，即得改性多孔生物炭。
一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料的制备方法，包括以下步骤：
按上述配方称取原料，将分子量为4000的聚环氧丙烷醚二元醇、乙酸乙酯加入反应釜中，在氮气保护下，加入二环己基甲烷二异氰酸酯、UV-531、二月桂酸二丁基锡，于70℃下搅拌反应，当NCO基团的含量达到7%时，加入1,3-丙二醇、改性多孔生物炭、改性硅藻土、有机硅聚醚消泡剂、聚氨酯缔合型增稠剂，继续反应1.5h，反应完成后倒至离型纸上，采用刮刀在离型纸表面上刮出薄膜，然后在95℃烘箱中，烘干成膜，即得所述高性能防水透湿聚氨酯膜材料。
实施例3
一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料，包括以下原料：
分子量为3000的聚环氧丙烷醚二元醇60g、六亚甲基二异氰酸酯35g、乙酸乙酯40g、改性多孔生物炭8g、改性硅藻土4g、乙二胺5g、聚氨酯缔合型增稠剂2g、有机硅聚醚消泡剂1g、UVP-327 0.1g、二月桂酸二丁基锡0.05g。
其中，所述改性硅藻土的具体制备方法如下：
将50g硅藻土加入800g质量分数为10%的氢氧化钠溶液，于40℃下搅拌浸渍2h，搅拌浸渍完成后过滤、干燥，于350℃下煅烧2h，得到预处理硅藻土；将50g预处理硅藻土加入800mL乙醇水溶液(乙醇与水的体积比为8:2)中，接着加入5g乙烯基三乙氧基硅烷，于60℃下恒温反应3h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得乙烯基硅藻土；将50g乙烯基硅藻土加入800mL DMF中，接着加入5g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、0.3g过硫酸铵，于80℃下反应4h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，即得。
所述改性多孔生物炭的制备方法，包括以下步骤：
S1、将70g玉米秸秆粉(100目)加入1000g去离子水中，接着加入40g尿素、5g十六烷基溴化铵，于180℃下水热碳化反应7h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，随后将20g固体产物与15g氢氧化钾混合，在氮气气氛、650℃下焙烧3h，焙烧完成后加入10wt%的硝酸溶液中浸泡1h，随后洗涤、干燥，得到多孔生物炭；
S2、将步骤S1中的20g多孔生物炭加入500mL乙醇水溶液(乙醇与水的体积比为8:2)中，接着加入2g γ-巯丙基三甲氧基硅烷，于60℃下搅拌反应2h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到巯基化多孔生物炭；
S3、将步骤S2中的20g巯基化多孔生物炭加入600mL DMF，接着加入1.4g 2-(三氟甲基)丙烯酸、0.1g二苯甲酮，在紫外光强度为500mW/cm2、温度为40℃下反应30min，反应完成后过滤、洗涤、干燥，即得改性多孔生物炭。
一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料的制备方法，包括以下步骤：
按上述配方称取原料，将分子量为3000的聚环氧丙烷醚二元醇、乙酸乙酯加入反应釜中，在氮气保护下，加入六亚甲基二异氰酸酯、UVP-327、二月桂酸二丁基锡，于65℃下搅拌反应，当NCO基团的含量达到7%时，加入乙二胺、改性多孔生物炭、改性硅藻土、有机硅聚醚消泡剂、聚氨酯缔合型增稠剂，继续反应2h，反应完成后倒至离型纸上，采用刮刀在离型纸表面上刮出薄膜，然后在90℃烘箱中，烘干成膜，即得所述高性能防水透湿聚氨酯膜材料。
实施例4
一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料，包括以下原料：
分子量为4000的聚环氧丙烷醚二元醇80g、异佛尔酮二异氰酸酯50g、乙酸乙酯50g、改性多孔生物炭14g、改性硅藻土8g、乙二醇10g、聚氨酯缔合型增稠剂3g、有机硅聚醚消泡剂2g、UV-9 0.2g、二月桂酸二丁基锡0.1g。
其中，所述改性硅藻土的具体制备方法如下：
将50g硅藻土加入800g质量分数为10%的氢氧化钠溶液，于50℃下搅拌浸渍1h，搅拌浸渍完成后过滤、干燥，于450℃下煅烧1h，得到预处理硅藻土；将50g预处理硅藻土加入800mL乙醇水溶液(乙醇与水的体积比为8:2)中，接着加入9g乙烯基三乙氧基硅烷，于70℃下恒温反应2h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得乙烯基硅藻土；将50g乙烯基硅藻土加入800mL DMF中，接着加入9g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、0.6g过硫酸铵，于90℃下反应3h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，即得。
所述改性多孔生物炭的制备方法，包括以下步骤：
S1、将80g玉米秸秆粉(100目)加入1000g去离子水中，接着加入50g尿素、10g十六烷基溴化铵，于220℃下水热碳化反应4h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，随后将30g固体产物与20g氢氧化钾混合，在氮气气氛、750℃下焙烧2h，焙烧完成后加入10wt%的硝酸溶液中浸泡2h，随后洗涤、干燥，得到多孔生物炭；
S2、将步骤S1中的30g多孔生物炭加入500mL乙醇水溶液(乙醇与水的体积比为8:2)中，接着加入4g γ-巯丙基三甲氧基硅烷，于70℃下搅拌反应1h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到巯基化多孔生物炭；
S3、将步骤S2中的30g巯基化多孔生物炭加入600mL DMF，接着加入2.8g 2-(三氟甲基)丙烯酸、0.2g二苯甲酮，在紫外光强度为600mW/cm2、温度为50℃下反应20min，反应完成后过滤、洗涤、干燥，即得改性多孔生物炭。
一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料的制备方法，包括以下步骤：
按上述配方称取原料，将分子量为4000的聚环氧丙烷醚二元醇、乙酸乙酯加入反应釜中，在氮气保护下，加入异佛尔酮二异氰酸酯、UV-9、二月桂酸二丁基锡，于75℃下搅拌反应，当NCO基团的含量达到7%时，加入乙二醇、改性多孔生物炭、改性硅藻土、有机硅聚醚消泡剂、聚氨酯缔合型增稠剂，继续反应1h，反应完成后倒至离型纸上，采用刮刀在离型纸表面上刮出薄膜，然后在100℃烘箱中，烘干成膜，即得所述高性能防水透湿聚氨酯膜材料。
对比例1
一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料，包括以下原料：
分子量为3000的聚环氧丙烷醚二元醇70g、异佛尔酮二异氰酸酯45g、乙酸乙酯45g、多孔生物炭12g、改性硅藻土6g、乙二醇8g、聚氨酯缔合型增稠剂2.5g、有机硅聚醚消泡剂1.5g、UV-9 0.15g、二月桂酸二丁基锡0.08g。
其中，所述改性硅藻土的具体制备方法如下：
将50g硅藻土加入800g质量分数为10%的氢氧化钠溶液，于45℃下搅拌浸渍1.5h，搅拌浸渍完成后过滤、干燥，于400℃下煅烧1.5h，得到预处理硅藻土；将50g预处理硅藻土加入800mL乙醇水溶液(乙醇与水的体积比为8:2)中，接着加入7g乙烯基三乙氧基硅烷，于65℃下恒温反应2.5h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得乙烯基硅藻土；将50g乙烯基硅藻土加入800mL DMF中，接着加入7g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、0.5g过硫酸铵，于85℃下反应3.5h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，即得。
所述多孔生物炭的制备方法，包括以下步骤：
S1、将75g玉米秸秆粉(100目)加入1000g去离子水中，接着加入45g尿素、8g十六烷基溴化铵，于200℃下水热碳化反应6h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，随后将25g固体产物与18g氢氧化钾混合，在氮气气氛、700℃下焙烧2.5h，焙烧完成后加入10wt%的硝酸溶液中浸泡1.5h，随后洗涤、干燥，得到多孔生物炭。
一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料的制备方法，包括以下步骤：
按上述配方称取原料，将分子量为3000的聚环氧丙烷醚二元醇、乙酸乙酯加入反应釜中，在氮气保护下，加入异佛尔酮二异氰酸酯、UV-9、二月桂酸二丁基锡，于70℃下搅拌反应，当NCO基团的含量达到7%时，加入乙二醇、多孔生物炭、改性硅藻土、有机硅聚醚消泡剂、聚氨酯缔合型增稠剂，继续反应1.5h，反应完成后倒至离型纸上，采用刮刀在离型纸表面上刮出薄膜，然后在95℃烘箱中，烘干成膜，即得所述高性能防水透湿聚氨酯膜材料。
对比例2
一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料，包括以下原料：
分子量为3000的聚环氧丙烷醚二元醇70g、异佛尔酮二异氰酸酯45g、乙酸乙酯45g、改性多孔生物炭12g、硅藻土6g、乙二醇8g、聚氨酯缔合型增稠剂2.5g、有机硅聚醚消泡剂1.5g、UV-9 0.15g、二月桂酸二丁基锡0.08g。
所述改性多孔生物炭的制备方法，包括以下步骤：
S1、将75g玉米秸秆粉(100目)加入1000g去离子水中，接着加入45g尿素、8g十六烷基溴化铵，于200℃下水热碳化反应6h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，随后将25g固体产物与18g氢氧化钾混合，在氮气气氛、700℃下焙烧2.5h，焙烧完成后加入10wt%的硝酸溶液中浸泡1.5h，随后洗涤、干燥，得到多孔生物炭；
S2、将步骤S1中的25g多孔生物炭加入500mL乙醇水溶液(乙醇与水的体积比为8:2)中，接着加入3g γ-巯丙基三甲氧基硅烷，于65℃下搅拌反应1.5h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到巯基化多孔生物炭；
S3、将步骤S2中的25g巯基化多孔生物炭加入600mL DMF，接着加入2.2g 2-(三氟甲基)丙烯酸、0.15g二苯甲酮，在紫外光强度为550mW/cm2、温度为45℃下反应25min，反应完成后过滤、洗涤、干燥，即得改性多孔生物炭。
一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料的制备方法，包括以下步骤：
按上述配方称取原料，将分子量为3000的聚环氧丙烷醚二元醇、乙酸乙酯加入反应釜中，在氮气保护下，加入异佛尔酮二异氰酸酯、UV-9、二月桂酸二丁基锡，于70℃下搅拌反应，当NCO基团的含量达到7%时，加入乙二醇、改性多孔生物炭、硅藻土、有机硅聚醚消泡剂、聚氨酯缔合型增稠剂，继续反应1.5h，反应完成后倒至离型纸上，采用刮刀在离型纸表面上刮出薄膜，然后在95℃烘箱中，烘干成膜，即得所述高性能防水透湿聚氨酯膜材料。
将实施例1-4和对比例1-2制备得到的高性能防水透湿聚氨酯膜材料进行性能测试，其中，断裂强度和断裂伸长率参照GB/T 3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定（条样法）》进行测试；透湿性参考GB/T 12704.2-2009《纺织品织物透湿性试验方法 第2部分：蒸发法》进行测试；耐静水压参照GB/T 4744-2013《纺织品防水性能的检测和评价 静水压法》进行测试；测试结果如下表1：
表1 不同组高性能防水透湿聚氨酯膜材料的性能测试结果
从上表1中可以看出，本发明制备得到的高性能防水透湿聚氨酯膜材料具有较高的力学性能，同时还具有优异的透湿性和耐静水压，具有良好的应用前景；对比例1中由于多孔生物炭未进行改性，导致聚氨酯膜材料的力学性能和防水性显著下降；对比例2中由于硅藻土未进行改性，导致聚氨酯膜材料和透湿性明显下降。
将实施例1和对比例1-2制备得到的高性能防水透湿聚氨酯膜材料在40℃水洗15min，水洗10次后，再次测试其耐静水压，测试结果如下表2：
表2 水洗10次后高性能防水透湿聚氨酯膜材料的性能
从上表2中可以看出，本发明制备的高性能防水透湿聚氨酯膜材料具有良好的耐水洗性，经过10水洗后，还具有较高的耐静水压。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：
聚醚二元醇60-80份、二异氰酸酯35-50份、有机溶剂40-50份、改性多孔生物炭8-14份、改性硅藻土4-8份、扩链剂5-10份、增稠剂2-3份、消泡剂1-2份、紫外吸收剂0.1-0.2份、二月桂酸二丁基锡0.05-0.1份；
其中，所述改性硅藻土为通过硅烷偶联剂处理后再与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸进行接枝后得到的。
2.根据权利要求1所述高性能防水透湿聚氨酯膜材料，其特征在于，所述聚醚二元醇为分子量为3000-4000的聚环氧丙烷醚二元醇；所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种；所述扩链剂为乙二醇、1,3-丙二醇、乙二胺中的一种或几种；所述增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂；所述紫外吸收剂为UV-9、UV-531、UVP-327中的一种或几种；所述消泡剂为有机硅消泡剂。
3.根据权利要求1所述高性能防水透湿聚氨酯膜材料，其特征在于，所述改性硅藻土的具体制备方法如下：
将硅藻土加入质量分数为10%的氢氧化钠溶液，进行搅拌浸渍，搅拌浸渍完成后过滤、干燥、煅烧，得到预处理硅藻土；将预处理硅藻土加入乙醇水溶液中，接着加入乙烯基三乙氧基硅烷，进行恒温反应，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得乙烯基硅藻土；将乙烯基硅藻土加入DMF中，接着加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、过硫酸铵，进行加热反应，反应完成后过滤、洗涤、干燥，即得。
4.根据权利要求3所述高性能防水透湿聚氨酯膜材料，其特征在于，所述搅拌浸渍的温度为40-50℃，时间为1-2h，所述煅烧的温度为350-450℃，时间为1-2h；所述预处理硅藻土、乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为50:5-9，所述恒温反应的温度为60-70℃，时间为2-3h；所述乙烯基硅藻土、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、过硫酸铵的比为50:5-9:0.3-0.6，所述加热反应的温度为80-90℃，时间为3-4h。
5.根据权利要求1所述高性能防水透湿聚氨酯膜材料，其特征在于，所述改性多孔生物炭的制备方法，包括以下步骤：
S1、将玉米秸秆粉加入去离子水中，接着加入尿素、十六烷基溴化铵，进行水热碳化反应，反应完成后过滤、洗涤、干燥，随后将固体产物与氢氧化钾混合，在氮气气氛进行焙烧，焙烧完成后加入硝酸溶液中浸泡，随后洗涤、干燥，得到多孔生物炭；
S2、将步骤S1中的多孔生物炭加入乙醇水溶液中，接着加入γ-巯丙基三甲氧基硅烷，进行搅拌反应，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到巯基化多孔生物炭；
S3、将步骤S2中的巯基化多孔生物炭加入DMF，接着加入2-(三氟甲基)丙烯酸、二苯甲酮，在紫外光下进行巯基烯反应，反应完成后过滤、洗涤、干燥，即得改性多孔生物炭。
6.根据权利要求5所述高性能防水透湿聚氨酯膜材料，其特征在于，步骤S1中所述玉米秸秆粉、去离子水、尿素、十六烷基溴化铵的质量比为70-80:1000:40-50:5-10，所述水热碳化反应的温度为180-220℃，时间为4-7h；所述固体产物、氢氧化钾的质量比为20-30:15-20，所述焙烧的温度为650-750℃，时间为2-3h。
7.根据权利要求5所述高性能防水透湿聚氨酯膜材料，其特征在于，步骤S2中所述多孔生物炭、γ-巯丙基三甲氧基硅烷的质量比为20-30:2-4，所述搅拌反应的温度为60-70℃，时间为1-2h。
8.根据权利要求5所述高性能防水透湿聚氨酯膜材料，其特征在于，步骤S3中所述巯基化多孔生物炭、2-(三氟甲基)丙烯酸、二苯甲酮的质量比为20-30:1.4-2.8:0.1-0.2，所述紫外光的强度为500-600mW/cm2，巯基烯反应的温度为40-50℃，时间为20-30min。
9.一种如权利要求1-8任一项所述高性能防水透湿聚氨酯膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚醚二元醇、有机溶剂加入反应釜中，在氮气保护下，加入二异氰酸酯、紫外吸收剂、二月桂酸二丁基锡，于65-75℃下搅拌反应，当NCO基团的含量达到7%时，加入扩链剂、改性多孔生物炭、改性硅藻土、消泡剂、增稠剂，继续反应1-2h，反应完成后倒至离型纸上，采用刮刀在离型纸表面上刮出薄膜，然后在90-100℃烘箱中，烘干成膜，即得所述高性能防水透湿聚氨酯膜材料。
10.一种如权利要求1-8任一项所述高性能防水透湿聚氨酯膜材料在纺织品中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202411110081.0A CN118652541A (zh) | 2024-08-14 | 2024-08-14 | 一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202411110081.0A CN118652541A (zh) | 2024-08-14 | 2024-08-14 | 一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118652541A true CN118652541A (zh) | 2024-09-17 |
Family
ID=92697528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202411110081.0A Pending CN118652541A (zh) | 2024-08-14 | 2024-08-14 | 一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118652541A (zh) |
-
2024
- 2024-08-14 CN CN202411110081.0A patent/CN118652541A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113123128B (zh) | 防水透湿膜及其制备方法和应用 | |
| CN101381448A (zh) | 一种防水透气服装革用聚氨酯树脂 | |
| CN103061139A (zh) | 一种三元复合防水透湿涂层剂及其应用 | |
| PL211961B1 (pl) | Chemiczne pokrycie ochronne, chemiczny wyrób ochronny oraz sposób zabezpieczania osoby przed oddziaływaniem chemikaliów | |
| JPS6047954B2 (ja) | コ−テイング布帛およびその製造方法 | |
| JPS63145481A (ja) | 高透湿性防水布帛およびその製造方法 | |
| CN117107432A (zh) | 一种防水透湿纳米纤维抗菌膜及其制备方法 | |
| CN118652541A (zh) | 一种高性能防水透湿聚氨酯膜材料及其制备方法 | |
| CN106867017B (zh) | 一种孔径可控的微多孔膜及其制备方法 | |
| CN110117912B (zh) | 一种用于超纤贝斯的水性聚氨酯 | |
| CN111764170B (zh) | 一种防水透湿膜及其制备方法 | |
| WO2002000433A1 (fr) | Tissu thermo-isolant, impermeable a l'eau et permeable a l'humidite, et film de resine thermo-isolant, impermeable a l'eau et permeable a l'humidite dote d'un papier anti-adhesif | |
| JPH0754277A (ja) | 透湿防水性コーティング布帛の製造方法 | |
| JP3273144B2 (ja) | 透湿性防水布帛 | |
| KR100473500B1 (ko) | 키토산 함유 투습방수포의 제조방법 | |
| CN112999886A (zh) | 一种夹层结构复合纤维透气膜及其制备方法 | |
| CN117626677B (zh) | 一种高剥离强度可再生抗菌水性聚氨酯合成革及制备方法 | |
| CN116024820A (zh) | 一种防水面料及其生产工艺 | |
| JPH10325081A (ja) | 透湿防水性コーティング布帛及びその製造方法 | |
| CN118493978B (zh) | 一种防水透气聚酯纤维面料及其生产工艺 | |
| CN115491442B (zh) | 一种快速吸湿排汗型单向导湿皮革及其制备方法 | |
| KR910009653B1 (ko) | 투습성이 우수한 코팅 직물의 제조방법 | |
| JPS6354829B2 (zh) | ||
| CN115522394B (zh) | 一种防水透湿服装 | |
| JP3821347B2 (ja) | 透湿防水布帛 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication |