[發明專利]一種防水透濕復合膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201410148615.9
• 申請日: 2014-04-14
• 公開（公告）號: CN103963393A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 朱方龍;周宇;李克兢;劉讓同
• 申請（專利權）人: 中原工學院
• 主分類號: B32B25/04
• 分類號: B32B25/04;B32B25/08;D04H1/4382;D04H1/728
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;孫詩雨

技術領域

本發明屬于紡織技術領域，具體涉及一種防水透濕復合膜及其制備方法。

背景技術

防水透濕復合膜是指以微孔膜為支撐層，在其表面覆蓋一定厚度的親水無孔膜作為選擇分離層，這樣的構成復合膜既可以透濕防水又能發揮其選擇分離的優勢。由該類復合膜所層壓制成的復合面料具有使水滴（或液滴）不能滲入織物，而人體散發的汗氣能通過織物擴散傳遞到外界，且能阻擋或隔離有毒的生化化學物質，使之不能侵入人體內。

防水透濕膜自問世至今被廣泛應用于各個領域，按照透濕機理，透濕薄膜分為兩類：微孔膜和無孔親水膜。微孔透濕薄膜防水透濕的機理是將薄膜表面孔徑控制在一定范圍（0.2~20μm），而各類液態水直徑通常都大于100μm，最小霧滴直徑為20μm，而水蒸汽分子直徑為0.0004μm，因此即使最小的雨滴也不能透過。在穿著使用過程中，水蒸汽分子依靠服裝內外兩側的水蒸汽壓差可以自由通過微孔向外逸散。從而具備防水透濕功能。

微孔膜，以多微孔結構為特征，具有較好的防水、透濕、透氣性能，以及較好的手感。但加工過程較為復雜，對涂層劑和設備有一定要求。另外，在使用過程中極易吸附塵埃，造成微孔堵塞和玷污，導致織物防水透濕性能下降，而且微孔在受到外力作用時，微孔尺寸變大，在長時間雨淋或重負荷的條件下，水蒸汽會通過表面微孔結構滲入內部影響透濕性，同時，外力作用也會引起薄膜的破損縮短了織物的使用壽命。微孔膜的防風性也較差。

與微孔防水透濕薄膜不同，無孔親水膜的透濕原理是利用膜內部的親水鏈段或親水基團，首先將水蒸汽吸附并溶解在膜表面，然后在濃度差的推動下，溶解在膜上的汽體分子擴散到膜的另一側表面，并不斷得到解吸，即放濕過程。經過這樣“吸濕—擴散—放濕”的過程將人體產生的汗汽從濕度高的一面輸送到濕度低的一面，從而達到透濕目的。無孔親水膜均勻致密結構，其防水性來自于膜自身的連續性和較大的膜面張力。

無孔親水膜不存在微孔，液態水不能通過，因此擁有較高的耐靜水壓，具有優異的防風性能以及對細菌污物阻隔性好的優點；而且無孔膜具有更廣泛的耐化學、溶劑性能，由于膜輕薄柔軟，使得層壓織物的手感較接近于最初的單層紡織品。但與微孔膜透濕織物相比，產品的透濕性相對較差。另外，通過對無孔親水膜的透濕機理分析不難發現，膜在導濕之前首先發生的是親水基團對濕分的吸附蓄積過程，因而膜易發生潤濕溶脹，易產生濕冷感，且當濕層壓織物相互摩擦是會產生刺耳的噪聲。

微孔膜與無孔親水膜各有利弊，在實際應用中，通常將二者結合起來，以獲得良好的使用效果。有許多成功的案例，如戈爾公司的Gore-TEX第二代產品將PTFE膜層壓與親水PU涂層相結合，以實現防水透濕且在穿著使用過程中不堵塞微孔；比利時的UCB公司將Ucecoat 2000微孔PU涂層和NPU親水涂層結合制成防水透濕雨衣等。

現有技術公開了多種微孔/無孔復合膜及其制備方法。其中聚四氟乙烯微孔/親水復合膜最主要的制備方法是涂層法、共拉伸法[李登科，宋德亮，宋尚軍等，防水透濕織物中PTFE復合膜的研究進展，有機氟工業，2011]。專利CN1566204 A公開了一種制備透濕型病毒阻隔聚四氟乙烯復合膜的方法，該方法采用聚四氟乙烯雙向拉伸微孔膜附著在離型紙或織物上，使用涂層機將透濕型聚氨酯或嵌段聚醚酯溶液均勻地涂覆在聚四氟乙烯微孔膜上，然后在一定溫度下烘干，最后剝離制成透濕型復合膜，該方法制備的復合膜具有良好的病毒阻隔性；專利CN 1291828 C 公開了一種聚氨酯-聚四氟乙烯共同拉伸復合膜的制備方法，該方法通過刮涂熱塑性聚氨酯溶液，或通過擠出熔涂聚氨酯溶液在聚四氟乙烯基帶上。然后于50～300^oC的溫度下進行共同拉伸，并在200～400^oC的條件下定型，最后得到共拉伸復合膜。制備的復合膜可廣泛應用于保暖內衣、運動服、防寒服、鞋靴、帳篷等。上述兩項專利中采用涂層聚氨酯方法所提供制備復合膜的方法，經常出現聚氨酯和聚四氟乙烯基帶粘合性差，降低復合膜的粘合牢度。專利CN100377864C公開了一種PTFE與熱塑性聚氨酯復合膜制方法，是將熱塑性聚氨酯擠出熔涂覆于經過水蒸汽汽蒸的PTFE脫脂基帶上，然后進行在擴幅機上進行共同拉伸、定型制備PTFE/聚氨酯共同拉伸復合膜。雖然本發明所制備復合膜的制備方法克服了這一缺陷，但是拉伸法制備復合膜的方法工藝復雜，制備的復合膜微孔分布不均勻。