[發明專利]一種防水透濕性薄膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201210027710.4
• 申請日: 2012-02-09
• 公開（公告）號: CN103242646B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 于建美
• 申請（專利權）人: 上海杰事杰新材料（集團）股份有限公司
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/10;C08L75/08;C08J5/18
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，涉及一種薄膜及其制備方法和應用。

背景技術

近年來，隨著登山，滑雪，航海等戶外運動的蓬勃發展，以及一些強力部門對服裝面料的特殊需要，對具有較好防水透濕功能的服裝材料的需求十分強烈，此類服裝材料能集防水、透濕、防風、保暖于一體，它既能抵御雨雪和寒風的入侵，又能讓人體的汗氣及時排出，保持干爽和溫暖，從而實現織物防水功能和舒適性的統一。而傳統的織物不透氣，穿著時感覺發悶，人體產生的汗液無法排到服裝外面，在服裝內表面聚積冷凝，使人感覺到不舒適且有濕冷感，甚至有凍傷，凍死的情況發生。

目前對防水透濕材料的研究主要有以下幾種：TPU(熱塑性聚氨酯彈性體)防水透濕膜，這種膜是一種均質無孔的薄膜，它采用具有親水基團的聚氨酯彈性體TPU為主材料，透濕性好，價格低廉，但是不足之處在于這種薄膜熔點低，復合后潑水加工性能不好。

共聚多醚多酯薄膜，這種膜是均質無孔薄膜，通過聚酯的變性處理，引入聚醚基團，賦予薄膜親水性及控制膨潤性、該膜耐水壓高，但是薄膜生產價格高，并且由于無孔，薄膜不透氣。

PTFE(聚四氟乙烯)薄膜，最初是由美國杜邦R.W.Gore開發的PTFE薄膜，經過將PTFE與潤滑劑混煉后，壓制成毛坯，經過擠出，壓延后再除去潤滑劑，拉伸得到的薄膜。它透濕性高，透氣性好，但是該薄膜生產價格高，長期穿著以及水洗后，薄膜很快就會失去防水性，并且PTFE難分解，關于它的環保問題一直有爭論。

發明內容

本發明的目的在于為克服現有技術的缺陷，而提供一種防水透濕薄膜及其制備方法和應用。該薄膜具有表面強度好，高透濕，透氣，防水，成本低等優點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種薄膜，由包含以下質量份的組分制成：

聚乙二醇 8-50份，

二苯基甲烷4，4’-二異氰酸酯10-40份，

成鹽劑 0.5-2份，

擴鏈劑 1-5份。

所述的聚乙二醇的分子量為2000，為白色固體蠟狀薄片。

所述的成鹽劑為三乙胺。

所述的擴鏈劑為1，4-丁二醇和二羥甲基丙酸的混合物，兩者的質量份比為1∶1。

所述的薄膜的厚度為0.05-1.0mm。

一種上述薄膜的制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)將8-50質量份的聚乙二醇加熱到100℃并抽真空至-0.1MPa后，在110-120℃下脫水2h，然后通入氮氣，冷卻至70℃，加入17-80質量份有機溶劑，攪拌均勻；

(2)預聚反應：向步驟(1)所得的混合物中，加入10-40質量份的二苯基甲烷4，4’-二異氰酸酯，在50-80℃下反應2-6h；

(3)擴鏈反應：繼續向步驟(2)中所得的混合物加入1-3質量份的擴鏈劑，攪拌均勻，反應1.5-2.5h后，再加入成鹽劑，在50-60℃下，中和反應0.5-1.0h，最后用有機溶劑控制體系的固含量為20-40％；

(4)將得到的產物抽真空除去有機溶劑后，倒入到培養皿中，流平成膜，再放到真空干燥箱中進行干燥。

所述的步驟(1)的攪拌速率為280-350轉/分。

所述的步驟(1)、(3)和(4)中的有機溶劑為干燥的N，N-二甲基甲酰胺。其使用前需干燥。具體步驟為：將200g的4A分子篩在400℃的馬弗爐中焙燒8h，冷卻至常溫(25℃)后，將處理過的分子篩倒入到N，N-二甲基甲酰胺中，除去其中水分。

所述的步驟(3)中攪拌速率為250-300轉/分。

所述的步驟(4)中的抽真空除去溶劑的真空度為-0.05MPa，真空干燥的溫度為65-80℃，真空度為-0.1-0.08MPa，干燥時間為20-28h。

一種上述的防水透濕性薄膜用作服裝、鞋靴、帳篷類、防潮墊、防護服產品材料的應用。聚乙二醇具有特殊的透濕和熱調節雙重性能，分子中的醚鍵是典型的非離子親水性基團，與水分子形成氫鍵，具有很好的導濕性，因此采用共混聚合的方法可以有效提高防水透濕織物的透濕性。在本發明中，所得到的薄膜是由軟硬段所組成的，二苯基甲烷4，4’-二異氰酸酯提供的硬段，起到物理交聯點的作用，增大聚合物的強度，聚乙二醇提供了軟段，軟段隨著溫度的升高而運動加劇，產生空隙，增大透濕率，因此將兩種材料進行共混聚合，所得到的薄膜具有較好的防水透濕性能，并且厚度薄，質量輕，柔軟等特點。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：