CN1314734C - 防水透气微孔膜、其制备方法及用途 - Google Patents
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- CN1314734C CN1314734C CNB031152783A CN03115278A CN1314734C CN 1314734 C CN1314734 C CN 1314734C CN B031152783 A CNB031152783 A CN B031152783A CN 03115278 A CN03115278 A CN 03115278A CN 1314734 C CN1314734 C CN 1314734C
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Abstract
本发明公开了一种防水透气微孔膜，该微孔膜包括合成树脂、无机物粉体、增塑剂和润滑剂，所述无机物粉体是纳米级无机物粉体和/或具有纳米级微孔结构的非纳米级无机物粉体，以合成树脂和无机物粉体的总重量计，各组分的含量如下：合成树脂20-50重量%，无机物粉体50-80重量%，增塑剂2-45重量%，润滑剂2-45重量%。本发明的防水微孔膜具有如下优点：厚度均匀、微孔的大小及分布均匀、透气性和透湿性均匀、耐水压高，拉伸强度高，并且具有单向透气(湿)性，即膜一面的透气(湿)性要比另一面大数倍。
Description
技术领域
本发明涉及一种防水透气微孔膜，该膜的制备方法以及用途。
背景技术
防水透气膜具有广泛的用途，例如可用于特种服装(如风衣、潜水服、防化服、登山服、体育运动服等)，卫生用品(如尿布、失禁用品、绷带等)、户外帐篷、防护罩，以及“可呼吸仿真皮革”。“可呼吸仿真皮革”是指具有微孔结构、能够透气透湿的人造仿真皮革。
目前，微孔膜主要包括聚四氟乙烯(PTFE)拉伸膜和聚烯烃拉伸膜，而商品化的主要是PTFE拉伸膜，它被广泛用于制作特种服装、帐篷和卫生用品等；聚烯烃拉伸膜以聚乙烯(PE)膜为主，主要被用来制作卫生用品、床单等。
CN1258305A公开了一种单轴取向微孔透气薄膜及其制造方法，这种薄膜包括40-65％无机填料和包含乙烯和至少一种C4-C8α-烯烃单体的共聚物，经单轴拉伸形成微孔。该膜透气率为300-4500g/m2·d，横向断裂伸长率大于150％，主要用于制作尿布、训练裤、失禁用品等。
CN1203610公开了一种含填料的PTFE微孔制品，该制品中填料含量为5-50％，填料为氧化物，主要是氧化钛。由PTFE和氧化物组成的上述微孔制品的制造方法是：首先制成薄膜带，然后进行拉伸制成微孔膜。该发明的特点是微孔膜耐磨性好、耐紫外线照射、耐热高，主要用作精细过滤网。相似的专利还有EPA-0463106、USP4153661、USP4194040，这些发明主要内容是在PTFE中加入25％以上的粒径为1-100μm的填料，混合后制成片材，进行拉伸，最后得到PTFE拉伸膜。
CN1034357C公开了一种防水透气服装面料的制造方法，该发明主要特点是用低分子量PTFE进行双轴拉伸后自然回复，后将该膜与纤维织物直接复合，制成透气量大于5000g/m2·d，静水压大于6mH2O防水透气服装面料。
CN1041167A公开了一种柔性微孔膜的制备方法，该方法将α-烯烃的聚合物或共聚物与60-70％粒径为10-15μm的无机填料及加工助剂熔触混合，然后进行双轴拉伸制成微孔膜，该膜主要用于手巾、床单和医院工作服。相似的发明还有CN1014794B、USP3903234、USP498372以及EP-A-272026等。这些专利都公开了用聚烯烃或其共聚物及助剂混合、拉伸制成微孔膜的方法，这此微孔膜主要用于手巾、卫生餐巾及防漏片等。
上述发明不论是采用PTFE还是烯烃聚合物，不论是加无机填料，还是不加无机填料，都采用拉伸成孔的方法，最大的缺陷是所得微孔制品中孔的大小不能精确地控制，各部分中孔的大小会不一致且分布不均匀，进一步表现为同一制品中不同部分的膜透气量、透湿量、耐水压的大小以及拉伸强度相差较大，即不均匀性较大。这种不均匀性较大的微孔膜如用作防水透气的服装，就会严重影响服装的舒适性。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种微孔分布均匀，透气和透湿性均匀，耐水压高，拉伸强度高的微孔膜。
本发明的另一个目的是提供上述微孔膜的制备方法。
本发明还有一个目的是提供上述微孔膜的用途。
本发明提供了一种防水透气微孔膜，该微孔膜包括合成树脂、无机物粉体、增塑剂和润滑剂，所述无机物粉体是纳米级无机物粉体和/或具有纳米级微孔结构的非纳米级无机物粉体，以合成树脂和无机物粉体的总重量计，各组分的含量如下：合成树脂20-50重量％，无机物粉体50-80重量％，增塑剂2-45重量％，润滑剂2-45重量％。
合成树脂较好是选自聚烯烃、聚氯乙烯、聚酯、聚氨酯、尼龙或其混合物，更好是选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸二酯、热塑性聚氨酯、尼龙6、尼龙66或其混合物。纳米级无机物粉体较好是选自纳米级碳酸钙、纳米级硫酸钡、纳米级硫酸钙、纳米级硅藻土、纳米级氧化镁、纳米级二氧化硅、纳米级二氧化钛、纳米级陶土、纳米级滑石粉和纳米级高岭土中的一种或其多种；具有纳米级微孔结构的非纳米级无机物粉体较好是选自碳酸钙、硫酸钡、硫酸钙、硅藻土、氧化镁、二氧化硅、二氧化钛、陶土、云母、高岭土、硅灰石、白云石和木素粉中的一种或者多种。
增塑剂较好是选自邻苯二甲酸二酯、磷酸三酯、亚磷酸三酯、己二酸二酯、壬二酸二酯、聚内酯、热塑性弹性体和聚酯增塑剂中的一种或者多种，润滑剂较好是选自甲苯磺酰胺、甲苯磺酸丁酰胺、氯化聚乙烯、氯化石蜡、矿物油、聚乙烯蜡中的一种或者多种。
优选是，本发明的防水透气微孔膜还包括0-20重量％助剂，以合成树脂和无机物粉体的总重量计，助剂较好是包括紫外线吸收剂、防霉剂、稳定剂和着色剂中的一种或者多种，更好是选自氧化锌、双吩噁吡醚双(8-羟基)喹啉化铜、N-(二氯一氟甲硫基)-邻苯二甲酰亚胺、二苯锑-乙基己酸酯、硬脂酸盐、二-正辛基硫醇盐、二氧化钛、炭黑及不同颜色的颜料或色母粒中的一种或者多种。
较好是，本发明的微孔膜一面的透气量大于0.5cm3/cm2·s，另一面的透气量小于0.1cm3/cm2·s；一面的透湿量大于5000g/m2·d，另一面的透湿量小于1000g/m2·d；静水压大于5mH2O。
本发明还提供了一种防水透气微孔膜的制备方法，该方法包括：
(1)先将合成树脂、无机物粉体、增塑剂、润滑剂和可任选的助剂混合均匀，所述无机物粉体是纳米级无机物粉体和/或具有纳米级微孔结构的非纳米级无机物粉体，以合成树脂和无机物粉体的总重量计，各组分的用量如下：合成树脂20-50重量％，无机物粉体50-80重量％，增塑剂4-100重量％，润滑剂4-200重量％，助剂0-20重量％，再将所得混合物挤出塑化，压延成型，然后用溶剂清洗除去部分的增塑剂和润滑剂，实现第一步成孔，此时材料的体积孔率为30-50％；
(2)对经过第一步成孔的材料进行拉伸，达到60-90％的体积孔率，实现第二步成孔，获得防水透气微孔膜。
溶剂优选是选自乙醇、丁醇、丙酮、醋酸乙酯、甲苯、环己烷、三氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烯、正己烷、甲酰胺、二甲苯、二氯乙烯、丁酮、苯、十氢萘、甲酚和汽油中的一种或者多种。
在本发明微孔膜的制备方法中，优选是第一步成孔中用溶剂清洗除去部分的增塑剂和润滑剂是于30-150℃的温度进行2-30分钟。
本发明还提供了防水透气微孔膜用于服装、帐篷、卫生用品、床上用品、手巾，以及替代PVC人造革和/或PU合成革用于服装、汽车家俱装饰、箱包的用途。
本发明的防水微孔膜具有如下优点：厚度均匀、微孔的大小及分布均匀、透气性和透湿性均匀、耐水压高，拉伸强度高，并且具有单向透气(湿)性，即膜一面的透气(湿)性要比另一面大数倍。
应用本发明微孔膜的制备方法能够很好地制备具有上述诸多优点的微孔膜。并且，这种二步成孔法采用先成孔然后根据要求进行拉伸成膜，使得微孔膜的厚度、孔径、孔率、透气(湿)性、耐水压可以在较宽的范围内加以调整控制。
具体实施方式
本发明防水透气微孔膜中采用的合成树脂包括聚烯烃，优选是聚乙烯(特别是超高分子量聚乙烯)，聚丙烯；聚氯乙烯；聚酯，优选是聚对苯二甲酸二酯，特别好是聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸己二醇酯；聚氨酯，较好是热塑性聚氨酯；尼龙，优选是尼龙6、尼龙66等。在这些材料中，聚烯烃树脂特别适合于制成耐水压高、透气、透湿的微孔膜，该膜可用在卫生床单、防漏用品、帐篷、服装(例如风衣、体育休闲服、登山服、潜水服、防化服)等、卫生用品，亦可用来替代现用的PVC人造革和PU合成革；聚氯乙烯和聚氨酯特别适合于制成人造皮革，用于汽车内饰，箱包、鞋等；尼龙和聚酯特别适合于制成透气膜，用于帐篷、手巾、绷带等。
本发明的防水透气微孔膜中，纳米级无机物粉体和/或具有纳米级微孔结构的非纳米级无机物粉体作为填充物加入，用量为50-80重量％，以合成树脂和无机物粉体的总重量计。纳米级无机物粒径一般为5-100nm，较好是10-80nm，最好为60nm以下的纳米级粉体。具有纳米级微孔结构的非纳米级无机物粉体的粒径一般为1-45μm，较好是5-20μm，具有100-800m2/g比表面积，且具有纳米级微孔骨架结构。无机物粉体的加入量若不到50重量％，则孔率低，均匀性差；若超出80重量％，则拉伸强度低，耐撕裂性差，柔性差。
本发明微孔膜所用的无机物粉体可以是纳米级无机物粉体，也可以是具有纳米级微孔结构的非纳米级无机物粉体，或者是这两者的混合物。纳米级无机物粉体和具有纳米级微孔结构的非纳米级无机物粉体的主要区别在于：纳米级无机物粉体具有更小的微孔，作为填料加入后不仅能提高物料的流动性和加工性，而且能提高产品的拉伸强度、断裂伸长率和抗氧化性能；具有纳米级微孔结构的非纳米级无机物粉体尽管具有纳米级微孔结构，但尺寸较前者大，粒径及微孔大小分布较宽，颗粒之间的吸附作用较小，因而所制得的产品与纳米级无机物粉体所得产品相比，较易拉伸且强度相对较低。在实际应用中，可以将上述两种无机物粉体组合使用，通过控制它们的比例可以控制产品的微孔尺寸及其分布，从而控制所得产品的机械性能、加工性能和抗氧化性能。
本发明采用的增塑剂优选可选自以下物质的一种或多种：邻苯二甲酸二酯，较好是邻苯二甲酸二(C1-C12烷基)酯，更好是邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯；磷酸三酯，较好是磷酸三丁酯；亚磷酸三酯，较好是亚磷酸三丁酯；己二酸二酯，较好是己二酸二异癸酯；壬二酸二酯，较好是壬二酸二异辛酯；聚内酯，较好是聚己内酯；热塑性弹性体，较好是聚烯烃热塑性弹性体(TPR)；聚酯增塑剂，较好是丙烯酸低聚酯。
本发明采用的润滑剂优选可选自甲苯磺酰胺、甲苯磺酸丁酰胺、氯化聚乙烯、氯化石蜡、矿物油、聚乙烯蜡中的一种或多种。润滑剂可用来提高加工过程中物料体系的流动性。
作为原料加入的增塑剂和润滑剂，有一部分会在本发明微孔膜制备方法的第一步成孔过程中被溶剂清洗除去，从而形成孔隙。所得的微孔膜产品中仍留有增塑剂和润滑剂，增塑剂可用来提高产品的拉伸性能。在微孔膜产品中，增塑剂的含量为2-45重量％，更好是4-20重量％，润滑剂的含量为2-45重量％，更好是4-20重量％，以合成树脂和无机物粉体的总重量计，这可通过如下方法测得：称取约2g试样置于104-110℃的干燥箱内2小时，冷却至室温，准确称取质量，记录。将试样置于液-液萃取器中，加入600毫升溶剂及少量沸石，加热至沸腾，保持1小时后取出，放入104-110℃的干燥箱内2小时，取出放入干燥器冷却至室温，称取质量，计算减重，即为增塑剂或润滑剂含量。
本发明的防水透气微孔膜中可以加入多种助剂，这些助剂包括紫外线吸收剂、防霉剂、热稳定剂、着色剂等。紫外线吸收剂例如但不限于2-(2′-羟苯基)苯并三唑、氧化锌、氧化钛，用量一般为0.5-8重量％，以合成树脂和无机物粉体的总重量计。防霉剂包括但不限于双吩噁吡醚双(8-羟基)喹啉化铜、N-(二氯-氟甲硫基)-邻苯二甲酰亚胺、二苯锑-乙基己酸酯等，用量一般为0.2-5重量％，以合成树脂和无机物粉体的总重量计。稳定剂包括但不限于硬脂酸铅、硬脂酸钙、二-正辛基硫醇盐等，用量为0.5-4重量％，以合成树脂和无机物粉体的总重量计。着色剂包括但不限于二氧化钛、炭黑和其它不同颜色的无机颜料以及色母粒，用量可根据要求确定。
本发明的微孔膜是采用二步成孔法制得的。先将各组分混合均匀，再挤出塑化(挤出温度通常为100-300℃)，并压制成型，例如但不限于可压制成片材，片材厚度通常为0.15-1.0毫米。然后用溶剂清洗，实现第一步成孔，体积孔率控制在30-50％，孔径大致在10-100纳米的范围内；再根据需要用拉伸方法进行第二步成孔。
在本发明的制备方法中，纳米级无机物粉体和/或具有纳米级微孔结构的非纳米级无机物粉体都具有微孔骨架结构。填充到合成树脂中仍保持这种结构，加入的液态物质(如增塑剂、润滑剂)被无机物粉体吸收到微孔之中，通过溶剂萃取将吸收到微孔中的液态物质清洗出来，而将粉体微孔保留下来成为孔隙；另一方面，一些液态物质混溶于合成树脂中，这部分液态物质也通过萃取清洗出来而形成孔隙。由此完成第一步成孔。
第一步成孔中采用的溶剂可以是能将增塑剂和润滑剂通过萃取清洗出来但不会对本发明造成不良影响的任何溶剂。这些溶剂包括但不限于：乙醇、丁醇、丙酮、醋酸乙酯、甲苯、环己烷、三氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烯、正己烷、甲酰胺、二甲苯、二氯乙烯、丁酮、苯、十氢萘、甲酚、汽油。这些溶剂可以单独使用或者两种或多种组合使用。溶剂清洗的温度控制在30-150℃，时间通常为2-30分钟。
第二步成孔可以用本领域技术人员熟知的拉伸工艺来进行。优选的是采用双轴拉伸。拉伸在50-160℃的温度下进行，拉伸倍率可以根据需要确定，较好是2-10倍，所得微孔膜的体积孔率通常为60-90％，孔径为100-1000纳米，且微孔分布均匀。
由于本发明使用纳米级无机物粉体或者具有纳米级微孔结构的非纳米级粉体作为填料，因此确保了经挤出压延和溶剂清洗后得到的微孔材料是一种微孔直径小于100nm的纳米微孔材料。这种微孔材料可以通过拉伸形成孔径为数百纳米的透气透湿膜。
本发明采用的二步成孔法可以根据需要在较宽的范围内调整控制所得微孔膜的厚度、孔径、孔率、透气(湿)性和耐水压。本发明可以制备厚度在0.02-0.15毫米范围内，孔径在50-500纳米范围内，孔率为50-90％，膜透气量在0.5cm3/cm2以上，透湿性在5000g/m2·d以上，耐水压在5m水柱以上的膜，但不限于以上参数限定的这些膜。本发明方法也可制备孔径在500纳米以上的膜，这时可选用粒度在100纳米以上的无机物粉体。
下面结合具体实施例进一步说明本发明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
将表1所列各组分在高速混合机(北京塑料机械厂，GH-50DY)中混合均匀，然后用挤出机(南京科亚实业有限公司，TP-50)中于100-170℃挤出塑化，用压延机(上海橡胶机厂，型号为XY3F-1120A的三辊压延机)压制成厚度为0.8毫米的片状卷材。然后，用乙醇于50℃清洗20分钟，形成体积孔隙率为45％、平均孔隙直径为50nm的微孔材料。接着，用双轴拉伸机(桂林东辰薄膜设备有限公司)对所得微孔材料进行双轴拉伸，拉伸倍率约为5倍，制得微孔膜，该膜的体积孔率为70％，孔径是150nm，厚度为0.1mm。用电子显微镜(日本岛津制作所)观察所得微孔膜，发现微孔的大小较为一致且分布均匀。用本文前述方法测量所得微孔膜中增塑剂和润滑剂的含量，增塑剂为32克，润滑剂为2克。其它性能指标示于表2。表2中的性能指标按照GB/T 5453-1997、GB/T 4757-1997标准检测获得。
实施例2
将表1所列各组分在高速混合机中混合均匀，然后在挤出机中于170-220℃挤出塑化，用压延机压制成厚度为0.35毫米的片状卷材。然后，用丙酮于30℃清洗30分钟，制成体积孔隙率为30％、平均孔径为30nm的微孔材料。接着，用拉伸机对所得微孔材料进行双轴拉伸，拉伸倍率为10倍，制得微孔膜，该膜的体积孔率为75％，孔径是150nm，厚度为0.08mm。用电子显微镜观察所得微孔膜，发现微孔的大小较为一致且分布均匀。用本文前述方法测量所得微孔膜中增塑剂和润滑剂的含量，增塑剂为10克，润滑剂为11克。其它性能指标示于表2。该微孔膜柔性好、弹性高、手感平滑，适用于湿式PU合成革的所有使用领域，并且其透气性达到0.5cm3/cm2·s以上，远远超过湿式PU合成革0.05cm3/cm2·s的透气性指标。
实施例3
将表1所列各组分在高速混合机中混合均匀，然后用挤出机中于200-300℃挤出塑化，用压延机压制成体积孔率为50％、厚度为0.18毫米的片状卷材。然后，用甲苯于90℃清洗25分钟，制成平均孔径为30nm的微孔材料。接着，用拉伸机对所得微孔材料进行双轴拉伸，拉伸倍率为2倍，制得微孔膜，该膜的体积孔率为60％，孔径是240nm，厚度为0.06mm。用电子显微镜观察所得微孔膜，发现微孔的大小较为一致且分布均匀。用本文前述方法测量所得微孔膜中增塑剂和润滑剂的含量，增塑剂为2克，润滑剂为32克。其它性能指标示于表2。
实施例4
将表1所列各组分在高速混合机中混合均匀，然后在挤出机中于130-210℃挤出塑化，用压延机压制成厚度为0.25毫米的片状卷材。然后，用环己烷和正己烷的混合溶剂于40℃清洗8分钟，制成体积孔率50％、平均孔径为50nm的微孔材料。接着，用拉伸机对所得微孔材料进行双轴拉伸，拉伸倍率为6倍，制得微孔膜，该膜的体积孔率为90％，孔径是300nm，厚度为0.08mm。用电子显微镜观察所得微孔膜，发现微孔的大小较为一致且分布均匀。用本文前述方法测量所得微孔膜中增塑剂和润滑剂的含量，增塑剂为45克，润滑剂为45克。其它性能指标示于表2。
实施例5
将表1所列各组分在高速混合机中混合均匀，然后在挤出机中于140-260℃挤出塑化，用压延机压制成厚度为0.2毫米的片状卷材。然后，用二氯乙烯于120℃清洗15分钟，制成体积孔率50％、平均孔径为50nm的微孔材料。接着，用拉伸机对所得微孔材料进行双轴拉伸，拉伸倍率为10倍，制得微孔膜，该膜的体积孔率为90％，孔径是150nm，厚度为0.02mm。用电子显微镜观察所得微孔膜，发现微孔的大小较为一致且分布均匀。用本文前述方法测量所得微孔膜中增塑剂和润滑剂的含量，增塑剂为4克，润滑剂为20克。其它性能指标示于表2。该微孔膜柔性好、耐磨性高、手感平滑，适用于湿式PU合成革的所有使用领域，并且其透气性达到0.6cm3/cm2·s以上，远远超过湿式PU合成革0.08cm3/cm2·s的透气性指标。
实施例6
将表1所列各组分在高速混合机中混合均匀，然后用挤出机中于180-300℃挤出塑化，用压延机压制成厚度为0.15毫米的片状卷材。然后，用甲酚于150℃清洗2分钟，制成体积孔率35％、平均孔径为50nm的微孔材料。接着，用拉伸机对所得微孔材料进行双轴拉伸，拉伸倍率为8倍，制得微孔膜，该膜的体积孔率为60％，孔径是200nm，厚度为0.06mm。用电子显微镜观察所得微孔膜，发现微孔的大小较为一致且分布均匀。用本文前述方法测量所得微孔膜中增塑剂和润滑剂的含量，增塑剂为20克，润滑剂为4克。其它性能指标示于表2。
实施例1和实施例2制成的膜手感柔软，特别适合用作透气性人造革材料，用其制成人造革服装，穿着更加舒适，并且具有良好的保温性，特别适于冬季寒冷地区保暖服装、汽车内饰和家具装饰等。
实施例3和实施例6采用的是耐热性较高的树脂，经双轴拉伸取向结晶，具有较高的机械强度和耐热性，所得微孔膜的透气量大于0.5cm3/cm2·s，透湿性达到6000g/m2·d，尤其适用于激烈运动的体育运动用服装和野外帐篷、鞋等。
实施例4和实施例5采用非极性聚烯烃树脂，所得微孔膜的透气性大于0.6cm3/cm2·s，透湿性大于6000g/m2·d，耐水压大于8mH2O，并且保温性好，适于登山服装、潜水服装和帐篷等。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
| 合成树脂 | - | - | - | - | - | - |
| 聚氯乙烯 | 30 | - | - | - | - | - |
| 热塑性聚氨酯 | - | 50 | - | - | - | - |
| 聚对苯二甲酸己二醇酯 | - | - | 20 | - | - | - |
| 聚丙烯 | - | - | - | 35 | - | - |
| 超高分子量聚乙烯 | - | - | - | - | 25 | - |
| 尼龙6 | - | - | - | - | - | 40 |
| 无机物粉体 | - | - | - | - | - | - |
| 纳米级碳酸钙 | 70 | - | - | - | - | - |
| 具有纳米微孔结构的非纳米级硫酸钙 | - | 50 | - | - | - | - |
| 纳米级二氧化硅 | - | - | 80 | - | - | - |
| 具有纳米微孔结构的非纳米级高岭土 | - | - | - | 65 | 40 | - |
| 纳米级硅藻土 | - | - | - | - | 35 | - |
| 纳米级滑石 | - | - | - | - | - | 60 |
| 增塑剂 | ||||||
| 邻苯二甲酸二丁酯 | 70 | - | - | - | - | - |
| 磷酸三丁酯 | - | 25 | - | - | - | - |
| 聚己内酯 | - | - | 4 | - | - | - |
| 壬二酸二异辛酯 | - | - | - | 100 | - | - |
| 聚烯烃热塑性弹性体(TPR) | - | - | - | - | 12 | - |
| 丙烯酸低聚酯 | - | - | - | - | - | 50 |
| 润滑剂 | ||||||
| 甲苯磺酰胺 | 4 | - | - | - | - | - |
| 甲苯磺酸丁酰胺 | - | 55 | - | - | - | - |
| 氯化聚乙烯 | - | - | 140 | - | - | - |
| 氯化石蜡 | - | - | - | 200 | - | - |
| 矿物油 | - | - | - | - | 110 | - |
| 聚乙烯蜡 | - | - | - | - | - | 30 |
| 助剂 | ||||||
| 氧化锌 | 6 | - | - | 6 | - | - |
| 2-(2′-羟苯基)苯并三唑 | - | 8 | - | - | - | - |
| 双吩噁吡醚双(8-羟基)喹啉化铜 | - | - | - | 4 | 0.5 | - |
| 二苯锑-乙基己酸酯 | 5 | - | - | - | - | - |
| 硬脂酸钙 | - | - | - | 4 | - | - |
| 二正辛基硫醇钠 | 4 | - | 1 | - | - | - |
| 二氧化钛 | - | - | - | 6 | - | - |
注：表1中所示数据为用量，以重量份计。
表2
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | ||
| 透气量(cm3/cm2·s) | 一面 | 0.63 | 0.57 | 0.58 | 0.69 | 0.68 | 0.59 |
| 另一面 | 0.08 | 0.07 | 0.08 | 0.09 | 0.09 | 0.09 | |
| 透湿量(g/m2·d) | 一面 | 5765 | 5532 | 6124 | 6450 | 6400 | 6225 |
| 另一面 | 827 | 719 | 825 | 845 | 850 | 830 | |
| 耐水压(静态)(m水柱) | 6.2 | 6.9 | 7.7 | 8.2 | 8.0 | 7.5 | |
| 拉伸强度(Mpa) | 5.2 | 6.4 | 9.7 | 7.2 | 7.4 | 10.1 | |
比较例1
将30重量份聚氯乙烯、70重量份纳米级碳酸钙、6重量份氧化锌、5重量份二苯锑-乙基己酸酯和4重量份二正辛基硫酸钠在高速混合机(北京塑料机械厂，GH-50DY)中混合均匀，然后用挤出机(南京科亚实业有限公司，TP-50)中于100-170℃挤出塑化，用压延机(上海橡胶机厂，型号为XY3F-1120A的三辊压延机)压制成片状膜材。该膜的体积孔率为50％，平均孔径是100nm，厚度为0.1mm。用电子显微镜(日本岛津制作所)观察所得微孔膜，发现微孔的大小不一致且分布不均匀。
将本比较例的微孔膜分隔为50个试样区，分别测定这些试样区的透气量、透湿量、耐水压和拉伸强度，计算这些性能的平均值和标准差σ。将实施例1的微孔膜也分隔为50个试样区，进行相同的性能测试，并计算这些性能的平均值和标准差σ。所得结果列于表3。
表3
| 实施例1 | 比较例1 | ||||
| 平均值 | 标准差 | 平均值 | 标准差 | ||
| 透气量(cm3/cm2·s) | 一面 | 0.63 | 4.5％ | 0.14 | 13.4％ |
| 另一面 | 0.08 | 2.2％ | 0.03 | 5.2％ | |
| 透湿量(g/m2·d) | 一面 | 5765 | 6.4％ | 1250 | 16.8％ |
| 另一面 | 827 | 3.7％ | 176 | 4.8％ | |
| 耐水压(静态)(m水柱) | 6.2 | 2.5％ | 9.8 | 3.2％ | |
| 拉伸强度(Mpa) | 5.2 | 1.8％ | 6.9 | 2.5％ | |
Claims (10)
1.一种防水透气微孔膜，该微孔膜包括合成树脂、无机物粉体、增塑剂和润滑剂，所述无机物粉体是纳米级无机物粉体和/或具有纳米级微孔结构的非纳米级无机物粉体，以合成树脂和无机物粉体的总重量计，各组分的含量如下：合成树脂20-50重量％，无机物粉体50-80重量％，增塑剂2-45重量％，润滑剂2-45重量％；其中，所述合成树脂选自聚烯烃、聚氯乙烯、聚酯、聚氨酯、尼龙或其混合物；所述纳米级无机物粉体选自纳米级碳酸钙、纳米级硫酸钡、纳米级硫酸钙、纳米级硅藻土、纳米级氧化镁、纳米级二氧化硅、纳米级二氧化钛、纳米级陶土、纳米级滑石粉和纳米级高岭土中的一种或多种；所述具有纳米级微孔结构的非纳米级无机物粉体选自碳酸钙、硫酸钡、硫酸钙、硅藻土、氧化镁、二氧化硅、二氧化钛、陶土、云母、高岭土、硅灰石、白云石和木素粉中的一种或者多种。
2.如权利要求1所述的微孔膜，其特征在于所述合成树脂选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸二酯、热塑性聚氨酯、尼龙6、尼龙66或其混合物。
3.如权利要求1所述的微孔膜，其特征在于所述增塑剂选自邻苯二甲酸二酯、磷酸三酯、亚磷酸三酯、己二酸二酯、壬二酸二酯、聚内酯、热塑性弹性体和聚酯增塑剂中的一种或者多种，所述润滑剂选自甲苯磺酰胺、甲苯磺酸丁酰胺、氯化聚乙烯、氯化石蜡、矿物油、聚乙烯蜡中的一种或者多种。
4.如权利要求1所述的微孔膜，其特征在于所述微孔膜还包括0-20重量％助剂，以合成树脂和无机物粉体的总重量计，所述助剂包括紫外线吸收剂、防霉剂、稳定剂和着色剂中的一种或者多种。
5.如权利要求4所述的微孔膜，其特征在于所述助剂选自氧化锌、双吩噁吡醚双(8-羟基)喹啉化铜、N-(二氯一氟甲硫基)-邻苯二甲酰亚胺、二苯锑-乙基己酸酯、硬脂酸盐、二-正辛基硫醇盐、二氧化钛、炭黑及不同颜色的颜料或色母粒中的一种或者多种。
6.如权利要求1所述的微孔膜，其特征在于所述微孔膜一面的透气量大于0.5立方厘米/平方厘米秒，另一面的透气量小于0.1立方厘米/平方厘米秒；一面的透湿量大于5000克/平方米天，另一面的透湿量小于1000克/平方米天；静水压大于5mH2O。
7.权利要求1所述防水透气微孔膜的制备方法，该方法包括：
(1)先将合成树脂、无机物粉体、增塑剂、润滑剂和可任选的助剂混合均匀，所述无机物粉体是纳米级无机物粉体和/或具有纳米级微孔结构的非纳米级无机物粉体，以合成树脂和无机物粉体的总重量计，各组分的用量如下：合成树脂20-50重量％，无机物粉体50-80重量％，增塑剂4-100重量％，润滑剂4-200重量％，助剂0-20重量％，再将所得混合物挤出塑化，压延成型，然后用溶剂清洗除去部分的增塑剂和润滑剂，实现第一步成孔，此时材料的体积孔率为30-50％；其中，所述合成树脂选自聚烯烃、聚氯乙烯、聚酯、聚氨酯、尼龙或其混合物；所述纳米级无机物粉体选自纳米级碳酸钙、纳米级硫酸钡、纳米级硫酸钙、纳米级硅藻土、纳米级氧化镁、纳米级二氧化硅、纳米级二氧化钛、纳米级陶土、纳米级滑石粉和纳米级高岭土中的一种或多种；所述具有纳米级微孔结构的非纳米级无机物粉体选自碳酸钙、硫酸钡、硫酸钙、硅藻土、氧化镁、二氧化硅、二氧化钛、陶土、云母、高岭土、硅灰石、白云石和木素粉中的一种或者多种；
(2)对经过第一步成孔的材料进行拉伸，达到60-90％的体积孔率，实现第二步成孔，获得防水透气微孔膜。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述溶剂是选自乙醇、丁醇、丙酮、醋酸乙酯、甲苯、环己烷、三氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烯、正己烷、甲酰胺、二甲苯、二氯乙烯、丁酮、苯、十氢萘、甲酚和汽油中的一种或者多种。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于所述第一步成孔中用溶剂清洗除去部分的增塑剂和润滑剂是于30-150℃的温度进行2-30分钟。
10.权利要求1所述的防水透气微孔膜用于服装、帐篷、卫生用品、床上用品、手巾，以及替代PVC人造革和/或PU合成革用于服装、汽车家俱装饰、箱包的用途。
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