[發(fā)明專利]抗菌防水透濕復(fù)合功能材料及其制備方法和應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910144383.9
• 申請日: 2009-08-05
• 公開（公告）號: CN101987885A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴德正
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥普爾德醫(yī)療用品有限公司
• 主分類號: C08G18/83
• 分類號: C08G18/83;D06M15/564
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種抗菌防水透濕復(fù)合功能材料，具體涉及一種防水透濕聚氨酯(PU)/納米抗菌粒子(NAP)復(fù)合功能材料及其制備方法，本發(fā)明還涉及該防水透濕聚氨酯(PU)/納米抗菌粒子(NAP)復(fù)合功能材料在制備醫(yī)用防護服方面的應(yīng)用。?

背景技術(shù)

目前，應(yīng)用于織物層壓或涂層的防水透濕材料主要有兩類主流材料，一類是聚四氟乙烯(PTFE)薄膜，另一類是嵌段聚氨酯(PU)乳液和薄膜。?

其中，PTFE主要以層壓的方式與織物進行層壓整理。PTFE薄膜有兩代產(chǎn)品，第一代產(chǎn)品為微孔薄膜，微孔的直徑遠小于水滴或霧滴的直徑(200μm)，但是遠大于水汽的直徑(0.4×10^-4μm)，從而實現(xiàn)防水透濕。由于PTFE本身的惰性，不能夠與織物進行良好的粘合，為此，開發(fā)了第二代PTFE薄膜。使用時一般將PTFE薄膜與親水性薄膜層壓在一起成為復(fù)合薄膜，此時的透濕機理為，親水薄膜分子中親水基團的“化學(xué)階梯石”作用，即通過吸附-擴散-解吸方式，水蒸氣分子沿著階梯從高濕度一側(cè)遷移到低濕度一側(cè)，進行透濕。雖然PTFE面料的防水透濕性能出色，但是由于該類薄膜難以被自然界降解，大規(guī)模的應(yīng)用使得PTFE漸漸成為環(huán)境的殺手。因此，在環(huán)境保護主義大行其道的今天，PTFE面臨著環(huán)保的危機。而且，PTFE價格貴，經(jīng)過PTFE整理后，織物的柔軟性和懸垂性也不盡人意。?

PU乳液或薄膜是以涂層或?qū)訅旱募夹g(shù)制備防水透濕織物，PU大分子中含有大量的極性基團，分子間作用力很強，因此具有優(yōu)良的成膜性，并能與織物進行良好的粘合。PU涂層為無孔薄膜，膜的連續(xù)性使其具有?優(yōu)異的防水性，而透濕機理則以“功能微孔”和親水基團的“化學(xué)階梯石”兩種方式同時作用。一方面PU中的極性基團或親水基團，如-OH、-NHCOO-、-SO₃H、-COOH等的“化學(xué)階梯石”作用，使水蒸氣分子沿著階梯從高濕度一側(cè)遷移到低濕度一側(cè)；另一方面PU由軟鏈段(可逆相)和硬鏈段(固定相)組成，其中固定相具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和結(jié)晶熔融溫度(Tm)，而可逆相在15℃--60℃溫度范圍內(nèi)有明顯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和結(jié)晶熔融溫度(Tm)。如果把Tg或Tm設(shè)定為人體需求的舒適溫度，當(dāng)環(huán)境溫度低于Tg或Tm時，聚合物分子鏈段的運動被凍結(jié)，聚合物處于結(jié)晶態(tài)或玻璃態(tài)，分子鏈的致密排列使得透濕量較小；而當(dāng)環(huán)境溫度高于Tg或Tm時，聚合物的大分子鏈段解凍而處于橡膠態(tài)，高分子的鏈間間隙(自由體積)明顯增大，從而具有高透濕量。嵌段功能PU材料的這種透濕性即穿著舒適性可通過人體或外界環(huán)境溫度的變化而自行調(diào)節(jié)，具有智能化的功效。?

因此，PU涂層或?qū)訅壕哂心芘c織物良好的粘合，無孔膜的連續(xù)性使其具有優(yōu)異的防水性，固定相和可逆相構(gòu)成的嵌段化學(xué)結(jié)構(gòu)使其通過“功能微孔”和“化學(xué)階梯石”兩種方式實現(xiàn)透濕性，而且這種透濕性能具有智能化的功效且價格較低。此外，PU乳液，減少了有機溶劑的使用，綠色環(huán)保。更重要的是，PU比PTFE價格便宜。?

目前對于防水透濕織物的多功能化研究，即：使防水透濕織物同時具有抗菌、保暖、阻燃、抗靜電、防紫外等特殊功能的研制，國內(nèi)外現(xiàn)在還處于起步階段。獲取防水透濕功能與其它功能復(fù)合的途徑大多數(shù)采用功能納米粒子與防水透濕材料進行物理共混的形式，此法容易出現(xiàn)納米粒子分散不均勻、團聚，無機納米粒子與聚合物相容性不好，以及影響防水透濕材料的力學(xué)性能等現(xiàn)象，因此其應(yīng)用也就受到一定的限制。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種抗菌防水透濕聚氨酯(PU)/納米抗菌粒?子(NAP)復(fù)合功能材料及其制備方法和應(yīng)用，利用無機/有機雜化理論，對功能納米抗菌粒子(NAP)進行表面修飾后，將其以化學(xué)鍵接枝到防水透濕PU材料上，從而良好的改善功能納米粒子的分散性和與聚合物之間的相容性，獲得功能持久的抗菌防水透濕復(fù)合功能織物，最后再采用涂層技術(shù)，將所獲得的復(fù)合功能織物制備成抗菌防水透濕醫(yī)用防護服產(chǎn)品。?

為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：?

一種抗菌防水透濕復(fù)合功能材料，包括如下重量比的組分：?

防水透濕聚氨酯(PU)???92-98份；?

納米抗菌粒子(NAP)????2-8份。?

所述防水透濕聚氨酯由多元醇、二元或多元異氰酸酯和擴鏈劑制備而成。?

所述多元醇為聚醚型或聚酯型。?

所述二元或多元異氰酸酯為芳香族、脂肪族或脂環(huán)族。?

所述擴鏈劑為小分子二醇或二胺類。?