CN103290615A - 一种防水透气膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种防水透气膜及其制备方法。该防水透气膜包含一层亲水膜及一层疏水膜。本发明制备的上水透气膜由两层无纺布组成，一层为亲水膜，一层为疏水膜，亲水层可以使水保留在亲水层一段时间而不是很快向疏水层浸润从而使疏水效果更好。所得到的膜因具有防水透气功能可应用在服饰或运动鞋等有透气排汗排水需求的领域，同时静电纺丝方法因其制备的纤维空隙很小，其防水功能更有优势。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种防水透气膜及其制备方法。
背景技术
现实生活中需要防渗透材料的领域特别多，因此防渗透材料也有多种，但是大多数防渗透材料不兼具透气的效果，从而限制了其应用。现有的已使用的防水透气技术甚少，一般来说，自然制造所留出的透气空隙太大，使得其防水功能大大下降，而另一种方法多为热压打孔的方式，一方面所打的微孔容易被堵上，而且此方法工艺相对繁琐。
本发明在疏水膜的基础上再加上一层亲水层，可以使水保留在亲水层一段时间而不是很快向疏水层浸润从而使疏水效果更好。同时静电纺丝方法因其制备的纤维膜空隙很小，其纤维间空隙也非常多，防水功能更有优势。所得到的膜因具有防水透气功能可应用在服饰或运动鞋等有透气排汗排水需求的领域，或者比如说防渗透的墙纸基材等。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷提供一种防水透气膜及其制备方法。
本发明利用静电纺丝能制备超细纤维的优势，制备孔隙尺寸在水蒸气分子与水滴分子之间的膜，使其能透过水蒸汽，同时水滴分子不能通过，达到防水透气的目的。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种防水透气膜，包含一层亲水膜及一层疏水膜。
所述的亲水膜由包含以下重量份的组分制成：
亲水聚合物 1-12份，
第一溶剂 88-99份；
所述的亲水聚合物选自聚丙烯腈(PAN)、聚对苯二甲酸对苯二甲酯(PET)、醋酸纤维素、聚酰胺(PA)、聚氨酯(PU)、聚丙烯酸酯、聚己内酯或聚乳酸中的一种或一种以上。
所述的亲水聚合物溶剂选自乙醇、丙酮、水、三氯甲烷、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或醋酸乙烯酯中的一种或一种以上。
所述的疏水膜由包含以下重量份的组分制成：
疏水聚合物 1-12份，
第二溶剂 88-99份；
所述的疏水聚合物选自聚苯乙烯(PS)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜、聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)、聚氯乙烯或聚苯硫醚中的一种或一种以上。
所述的疏水聚合物溶剂选自丙酮、三氯甲烷(CHCl3)、二氯甲烷、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺、醋酸乙烯酯或四氢呋喃中的一种或一种以上。
一种上述防水透气膜的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将1-12份亲水聚合物，88-99份第一溶剂在室温下搅拌均匀混合，得到亲水聚合物溶液；
(2)将1-12份疏水聚合物，88-99份第二溶剂在室温下搅拌均匀混合，得到疏水聚合物的溶液；
(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，在高压作用下，将带电的溶液喷射至接收器上，接收距离设定为5～30cm，得到一层疏水膜后，再将步骤(1)制得的亲水聚合物溶液装进推进泵中，在高压作用下，将带电溶液喷射至已得到的疏水膜上，得到完整的防水透气膜。
所述的静电纺丝机接收器基质为金属基质的金属膜、金属网、金属板或者在其上加载不导电的接收器，所述金属进一步选自金、银、铁、铝或铜。
所述的步骤(3)中亲水聚合物溶液与疏水聚合物溶液质量比为1∶3～1∶50。
所述的步骤(3)中疏水聚合物溶液或亲水聚合物溶液的在推进泵中的推进速度为15～50μl/min。
所述的步骤(3)中高压为5～30KV。
本发明具有以下有益效果：
本发明制备的膜由两层无纺布组成，一层为亲水膜，一层为疏水膜，亲水层可以使水保留在亲水层一段时间而不是很快向疏水层浸润从而使疏水效果更好。所得到的膜因具有防水透气功能可应用在服饰或运动鞋等有透气排汗排水需求的领域，同时静电纺丝方法因其制备的纤维空隙很小，其防水功能更有优势，同时其制备方法一次成型，不需要进行繁琐的后续加工。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，其目的仅在于更好理解本发明目的，而非限制本发明的保护范围。
以下所述的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10份；
2)将疏水聚合物7.8份，三氯甲烷(CHCl3)57.2份在室温下搅拌均匀混合，得到12％的疏水聚合物的溶液65份；
3)将步骤(2)制得的100份疏水聚合物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100份亲水聚合物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，得到完整的防水透气膜；
本实施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100份；
2)将疏水聚合物聚苯乙烯120份，三氯甲烷(CHCl3)880份在室温下搅拌均匀混合，得到12％的疏水聚合物的溶液1000份；
3)将步骤(2)制得的1000份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100份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，得到完整的防水透气膜；
本实施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88份在室温下搅拌均匀混合，得到12％的亲水聚合物溶液100份；
2)将疏水聚合物PHBV 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1000份；
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，得到完整的防水透气膜；
本实施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5份；
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120份；
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；
本实施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10份；
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500份；
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。
实施例6
1)将亲水聚合物聚氯乙烯0.1份，四氢呋喃9.9份在室温下搅拌均匀混合，得到1％的亲水聚合物溶液10份；
2)将疏水聚合物聚乳酸2.4份，三氯甲烷(CHCl3)27.6份在室温下搅拌均匀混合，得到8％的疏水聚合物的溶液30份；
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。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种防水透气膜，其特征在于：包含一层亲水膜及一层疏水膜。
2.根据权利要求1所述的防水透气膜，其特征在于：所述的亲水膜由包含以下重量份的组分制成：
亲水聚合物 1-12份，
第一溶剂 88-99份。
3.根据权利要求2所述的防水透气膜，其特征在于：所述的亲水聚合物选自聚丙烯腈、聚对苯二甲酸对苯二甲酯、醋酸纤维素、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚己内酯或聚乳酸中的一种或一种以上。
4.根据权利要求2所述的防水透气膜，其特征在于：所述的亲水聚合物溶剂选自乙醇、丙酮、水、三氯甲烷、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或醋酸乙烯酯中的一种或一种以上。
5.根据权利要求1所述的防水透气膜，其特征在于：所述的疏水膜由包含以下重量份的组分制成：
疏水聚合物 1-12份，
第二溶剂 88-99份。
6.根据权利要求5所述的防水透气膜，其特征在于：所述的疏水聚合物选自聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、聚醚砜、聚羟基丁酸戊酸共聚酯、聚氯乙烯或聚苯硫醚中的一种或一种以上。
7.根据权利要求5所述的防水透气膜，其特征在于：所述的疏水聚合物溶剂选自丙酮、三氯甲烷、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、醋酸乙烯酯或四氢呋喃中的一种或一种以上。
8.一种权利要求1-7中任一所述的防水透气膜的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)将1-12份亲水聚合物，88-99份第一溶剂在室温下搅拌均匀混合，得到亲水聚合物溶液；
(2)将1-12份疏水聚合物，88-99份第二溶剂在室温下搅拌均匀混合，得到疏水聚合物的溶液；
(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，在高压作用下，将带电的溶液喷射至接收器上，接收距离设定为5～30cm，得到一层疏水膜后，再将步骤(1)制得的亲水聚合物溶液装进推进泵中，在高压作用下，将带电溶液喷射至已得到的疏水膜上，得到完整的防水透气膜。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(3)中亲水聚合物溶液与疏水聚合物溶液质量比为1∶3～1∶50；
或所述的步骤(3)中疏水聚合物溶液或亲水聚合物溶液的在推进泵中的推进速度为15～50μl/min；
或所述的步骤(3)中高压为5～30KV；
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述的静电纺丝机接收器基质为金属基质的金属膜、金属网或金属板，其中金属选自金、银、铁、铝或铜。
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