阅读说明：本技术 一种耐压防水透湿膜 ([db:专利名称-en]) 是由 高俊葵 于 2019-11-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种耐压防水透湿膜,属于纺织技术领域。本发明以硅酸钠、偏铝酸钠等为原料,结合瓜尔胶提升成膜的机械强度及光亮程度,提升对外部压力的耐受性,同时提高成膜的组成强度,在提升本耐压防水透湿膜的耐水压及透湿量的同时,增强自身的机械性能。以兼具表面超疏水、底面超亲水性的天然材料荷叶为原料,提高成膜的稳定性及透湿效果。本发明构筑无机前驱体结合多种功能性有机大分子成分,提升成膜的耐压及透湿性能,通过对荷叶进行粉碎、熏蒸处理分散二氧化硅,结合交联试剂,提升成膜的稳定性。本发明解决了目前常用防水透湿膜的耐水压及透湿量低、机械性能差的问题。([db:摘要-en])

一种耐压防水透湿膜

技术领域

本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种耐压防水透湿膜。

背景技术

防水透湿膜是一种新型的高分子防水材料。它以聚氨基甲酸酯（TPU）为主要材料，导入亲水基。薄膜表面无微孔，故可以防风拒水。因为薄膜有亲水基，通过吸湿传导，从而具有透湿的功能。常用于服装面料，家纺复合，登山服，滑雪鞋等领域。

防水透湿织物又称“可呼吸织物”，是纺织业多年来重点研究和开发的产品，防水透湿织物所做出的产品具有防水、透湿、防风、透气、保暖的性能，这些产品既可以抵御雨雪和寒风，又能将人体所散发的水分及时的导出，保持身体的干爽和温暖。防水透湿织物经历了防水和透湿不能同时兼顾的发展阶段，随着工业的迅速发展，人们对于生活环境、生活舒适度有更高的要求，这就促进了防水透湿织物提高防水透湿性能、织物轻便、手感舒适、多功能化和智能化方向发展。

防水透湿就是要求织物在一定的水压下不被水润湿或渗透，但是个体所散发的水蒸气却可以通过织物扩散或传导到外界，不在个体体表和织物之间积聚冷凝，主观感觉不到发闷，从而使得织物集防水、透湿、透气、防风、保暖、舒适于一体。这种织物可以满足在严寒雨雪、大风等恶劣环境中使用的要求，不仅可以用作冬季服装、登山等运动服装和医用服装，还可以在雨衣、帐篷、鞋子、消防服装等领域中应用，具有十分广阔的发展前景。

目前，市面上所销售的性能相对较好的防水透湿材料多以热塑性聚氨酯为主。而聚氨酯(PU)是一种分子链中含有氨酯基团的大分子材料，按其中分子链的交联与否可将其分为热塑性聚氨酯(TPU)及交联型聚氨酯(CPU)。一般而言，聚氨酯主要由多元醇、异氰酸酯及小分子扩链剂经逐步加成聚合而得。通过控制异氰酸酯与羟基的摩尔配比可获得兼具优异力学性能及优良弹性、耐磨性的功能高分子材料，此类材料已广泛应用于汽车零部件、粘接剂、建筑装潢、合成革、航空航天技术等领域。

现有防水透湿膜还存在以下问题：防水及透湿功能单一，不能满足全天候及复杂环境例如高温、低温、强剪切力场等条件下的使用要求；膜的力学性能差、易破损；膜的防水透湿性能不均一；防水透湿膜技术多为欧美等国外大公司垄断，价格昂贵；防水透湿膜的耐水压及透湿量低，机械性能不佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前常用防水透湿膜的耐水压及透湿量低、机械性能差的问题，提供一种耐压防水透湿膜。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种耐压防水透湿膜，包括如下组分：20~40份环氧树脂、5~8份聚多元醇、4~8份填料、35~55份复合成膜料A、20~35份复合成膜料B。

所述复合成膜料A的制备方法，包括如下步骤：

（1）先于30~45℃，按12~16：1：50取硅酸钠、偏铝酸钠、水混合，调节pH，于80~95℃保温搅拌，得前驱体，取前驱体按质量比20~30：1~3：35加入添加剂、水混合搅拌，于120~130℃热处理，出料，过滤，取滤饼焙烧，冷却，得介孔分子筛；

（2）按重量份数计，取20~40份介孔分子筛、7~13份聚乳酸、2~5份干酪素、3~6份瓜尔胶、1~3份辅料、50~70份高分子液，先取介孔分子筛、聚乳酸混合球磨，得球磨料，于所得球磨料中加入瓜尔胶、辅料、高分子液混合，剪切分散，得分散料，取分散料减压蒸发，即得复合成膜料A。

所述步骤（1）中的添加剂：按质量比5~8：3：1取十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯醇、OP-10混合，即得添加剂。

所述步骤（2）中的辅料：按质量比3~7：0.03：1~2取石蜡、钛白粉、硬脂酸镁混合，即得辅料。

所述步骤（2）中的高分子液：按质量比1：4~8：25取聚乙烯蜡、聚乙烯醇磷酸酯、水混合，即得高分子液。

所述复合成膜料B的制备：取荷叶粉碎过筛，收集过筛颗粒按质量比12~16：1用水浸润，预热至70~85℃，通入正硅酸乙酯蒸气处理，出料，得熏蒸料，按质量比为1：6~10取熏蒸料和浸渍液混合，室温浸渍，超声振荡处理，出料，抽滤，收集滤渣按质量比1：7~12：0.2加入试剂、表面活性剂混合搅拌，于70~85℃旋蒸浓缩，即得复合成膜料B。

所述浸渍液：按质量比1~3：16~28取尿素、PBS缓冲液混合，即得浸渍液。

所述试剂：按质量比5~8：1：25~40取硅酸钠、海藻酸钠、盐酸溶液混合，即得试剂。

所述表面活性剂：按质量比1：2~5：1取乙二醇酰胺、月桂醇硫酸钠、木质磺酸钠混合，即得表面活性剂。

所述填料：按质量比3~7：1取纳米蒙脱土、纳米羟基磷灰石混合，即得填料。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明以硅酸钠、偏铝酸钠等为原料，在水热作用下，构成无机前驱体，并加入具有两亲性的大分子添加剂进行混合，经热处理构成贯通相连的介孔分子筛，能够很好的分散外部压力，并可填充多种有机无机成分，稳定提升成膜机械性能，添加的聚乳酸有良好的抗压抗拉伸性能及透气效果，填充其中，也可保证良好的相容性，而干酪素分散其中，则可提供良好的粘结助剂的效果，并且其在制备过程中，结合瓜尔胶提升成膜的机械强度及光亮程度，所添加的高分子液能分解提供羟基等活性基团，并且提供大分子位阻及润滑作用，提升对外部压力的耐受性，同时成膜的组成强度，又可进一步结合后续制备的复合成膜料B成分，能够在提升本耐压防水透湿膜的耐水压及透湿量的同时，增强自身的机械性能；

（2）本发明以兼具表面超疏水、底面超亲水性的天然材料荷叶为原料，进行粉碎浸润，使得颗粒间包含水分，再以正硅酸乙酯的蒸气对该湿润颗粒进行熏蒸，随着正硅酸乙酯蒸气逐渐渗透进入湿润颗粒内部，并能够与荷叶颗粒内部及外部附着的水分相接触发生水解，生成微小粒径的二氧化硅，并吸附于颗粒纤维的内壁，接着加入由硅酸钠、海藻酸钠、盐酸溶液构成的试剂起到交联作用，形成活性纤维溶胶，可提升与复合成膜料A之间的相容性，并能够提高成膜的稳定性及透湿效果，能够在提升本耐压防水透湿膜的耐水压及透湿量的同时，增强自身的机械性能；

（3）本发明构筑无机前驱体结合多种功能性有机大分子成分，提升成膜的耐压及透湿性能，通过对荷叶进行粉碎、熏蒸处理分散二氧化硅，结合交联试剂，提升成膜的稳定性，本发明针对目前常用防水透湿膜的耐水压及透湿量低、机械性能差的问题，改善效果显著，具有很好的应用前景。

具体实施方式

添加剂：按质量比5~8：3：1取十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯醇、OP-10混合，即得添加剂。

辅料：按质量比3~7：0.03：1~2取石蜡、钛白粉、硬脂酸镁混合，即得辅料。

高分子液：按质量比1：4~8：25取聚乙烯蜡、聚乙烯醇磷酸酯、水混合，即得高分子液。

浸渍液：按质量比1~3：16~28取尿素、pH为7.7~8.3的PBS缓冲液混合，即得浸渍液。

试剂：按质量比5~8：1：25~40取硅酸钠、海藻酸钠、质量分数为15%的盐酸溶液混合，即得试剂。

表面活性剂：按质量比1：2~5：1取乙二醇酰胺、月桂醇硫酸钠、木质磺酸钠混合，即得表面活性剂。

填料：按质量比3~7：1取纳米蒙脱土、纳米羟基磷灰石混合，即得填料。

复合成膜料A的制备方法，包括如下步骤：

（1）先于30~45℃，按12~16：1：50取硅酸钠、偏铝酸钠、水混合，用质量分数为25%的HCl溶液调节pH至10.5~10.8，于80~95℃保温搅拌2~4h，得前驱体，取前驱体按质量比20~30：1~3：35加入添加剂、水混合，以500~800r/min磁力搅拌40~60min后，移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜，于120~130℃热处理10~14h，出料，过滤，取滤饼于马弗炉于550~700℃焙烧2~4h，随炉冷却至室温，得介孔分子筛；

（2）按重量份数计，取20~40份介孔分子筛、7~13份聚乳酸、2~5份干酪素、3~6份瓜尔胶、1~3份辅料、50~70份高分子液，先取介孔分子筛、聚乳酸于球磨罐混合，以350~550r/min球磨1~3h，得球磨料，于所得球磨料中加入瓜尔胶、辅料、高分子液混合，以2000~4000r/min剪切分散15~25min，得分散料，取分散料减压蒸发至恒重，即得复合成膜料A。

复合成膜料B的制备：取荷叶于粉碎机中粉碎过80目筛，收集过筛颗粒按质量比12~16：1用水进行喷淋浸润后，移至熏蒸炉，预热至70~85℃，按40~60mL/min于熏蒸炉通入正硅酸乙酯蒸气处理20~35min后，出料，得熏蒸料，按质量比为1：6~10取熏蒸料和浸渍液混合，室温浸渍2~4h后，移至移至超声振荡仪，以功率为200~300W、频率为50~60kHz条件下超声振荡处理30~50min，出料，抽滤，收集滤渣按质量比1：7~12：0.2加入试剂、表面活性剂混合，以500~800r/min磁力搅拌40~60min后，转入旋转蒸发仪，于70~85℃旋蒸浓缩25~50min，即得复合成膜料B。

一种耐压防水透湿膜，按重量份数计，包括如下组分：20~40份环氧树脂、5~8份聚多元醇、4~8份填料、35~55份复合成膜料A、20~35份复合成膜料B。

一种耐压防水透湿膜的制备方法，包括如下步骤：按重量份数计，取20~40份环氧树脂、5~8份聚多元醇、4~8份填料、35~55份复合成膜料A、20~35份复合成膜料B于混料机混合搅拌40~60min，移至双螺杆挤出机熔融挤出，纺丝收集成膜，自然冷却至室温后，水洗2~4次，干燥，即得耐压防水透湿膜。

实施例1

添加剂：按质量比5：3：1取十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯醇、OP-10混合，即得添加剂。

辅料：按质量比3：0.03：1取石蜡、钛白粉、硬脂酸镁混合，即得辅料。

高分子液：按质量比1：4：25取聚乙烯蜡、聚乙烯醇磷酸酯、水混合，即得高分子液。

浸渍液：按质量比1：16取尿素、pH为7.7~8.3的PBS缓冲液混合，即得浸渍液。

试剂：按质量比5：1：25取硅酸钠、海藻酸钠、质量分数为15%的盐酸溶液混合，即得试剂。

表面活性剂：按质量比1：2：1取乙二醇酰胺、月桂醇硫酸钠、木质磺酸钠混合，即得表面活性剂。

填料：按质量比3：1取纳米蒙脱土、纳米羟基磷灰石混合，即得填料。

复合成膜料A的制备方法，包括如下步骤：

（1）先于30℃，按12：1：50取硅酸钠、偏铝酸钠、水混合，用质量分数为25%的HCl溶液调节pH至10.5，于80℃保温搅拌2h，得前驱体，取前驱体按质量比20：1：35加入添加剂、水混合，以500r/min磁力搅拌40min后，移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜，于120℃热处理10h，出料，过滤，取滤饼于马弗炉于550℃焙烧2h，随炉冷却至室温，得介孔分子筛；

（2）按重量份数计，取20份介孔分子筛、7份聚乳酸、2份干酪素、3份瓜尔胶、1份辅料、50份高分子液，先取介孔分子筛、聚乳酸于球磨罐混合，以350r/min球磨1h，得球磨料，于所得球磨料中加入瓜尔胶、辅料、高分子液混合，以2000r/min剪切分散15min，得分散料，取分散料减压蒸发至恒重，即得复合成膜料A。

复合成膜料B的制备：取荷叶于粉碎机中粉碎过80目筛，收集过筛颗粒按质量比12：1用水进行喷淋浸润后，移至熏蒸炉，预热至70℃，按40mL/min于熏蒸炉通入正硅酸乙酯蒸气处理20min后，出料，得熏蒸料，按质量比为1：6取熏蒸料和浸渍液混合，室温浸渍2h后，移至移至超声振荡仪，以功率为200W、频率为50kHz条件下超声振荡处理30min，出料，抽滤，收集滤渣按质量比1：7：0.2加入试剂、表面活性剂混合，以500r/min磁力搅拌40min后，转入旋转蒸发仪，于70℃旋蒸浓缩25min，即得复合成膜料B。

一种耐压防水透湿膜，按重量份数计，包括如下组分：20份环氧树脂、5份聚多元醇、4份填料、35份复合成膜料A、20份复合成膜料B。

一种耐压防水透湿膜的制备方法，包括如下步骤：按重量份数计，取20份环氧树脂、5份聚多元醇、4份填料、35份复合成膜料A、20份复合成膜料B于混料机混合搅拌40min，移至双螺杆挤出机熔融挤出，纺丝收集成膜，自然冷却至室温后，水洗2次，干燥，即得耐压防水透湿膜。

实施例2

添加剂：按质量比7：3：1取十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯醇、OP-10混合，即得添加剂。

辅料：按质量比5：0.03：1.5取石蜡、钛白粉、硬脂酸镁混合，即得辅料。

高分子液：按质量比1：6：25取聚乙烯蜡、聚乙烯醇磷酸酯、水混合，即得高分子液。

浸渍液：按质量比2：22取尿素、pH为8.0的PBS缓冲液混合，即得浸渍液。

试剂：按质量比7：1：32取硅酸钠、海藻酸钠、质量分数为15%的盐酸溶液混合，即得试剂。

表面活性剂：按质量比1：4：1取乙二醇酰胺、月桂醇硫酸钠、木质磺酸钠混合，即得表面活性剂。

填料：按质量比5：1取纳米蒙脱土、纳米羟基磷灰石混合，即得填料。

复合成膜料A的制备方法，包括如下步骤：

（1）先于37℃，按14：1：50取硅酸钠、偏铝酸钠、水混合，用质量分数为25%的HCl溶液调节pH至10.7，于87℃保温搅拌3h，得前驱体，取前驱体按质量比25：2：35加入添加剂、水混合，以650r/min磁力搅拌50min后，移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜，于125℃热处理12h，出料，过滤，取滤饼于马弗炉于625℃焙烧3h，随炉冷却至室温，得介孔分子筛；

（2）按重量份数计，取30份介孔分子筛、10份聚乳酸、4份干酪素、5份瓜尔胶、2份辅料、60份高分子液，先取介孔分子筛、聚乳酸于球磨罐混合，以450r/min球磨2h，得球磨料，于所得球磨料中加入瓜尔胶、辅料、高分子液混合，以3000r/min剪切分散20min，得分散料，取分散料减压蒸发至恒重，即得复合成膜料A。

复合成膜料B的制备：取荷叶于粉碎机中粉碎过80目筛，收集过筛颗粒按质量比14：1用水进行喷淋浸润后，移至熏蒸炉，预热至77℃，按50mL/min于熏蒸炉通入正硅酸乙酯蒸气处理27min后，出料，得熏蒸料，按质量比为1：8取熏蒸料和浸渍液混合，室温浸渍3h后，移至移至超声振荡仪，以功率为250W、频率为55kHz条件下超声振荡处理40min，出料，抽滤，收集滤渣按质量比1：10：0.2加入试剂、表面活性剂混合，以650r/min磁力搅拌50min后，转入旋转蒸发仪，于77℃旋蒸浓缩37min，即得复合成膜料B。

一种耐压防水透湿膜，按重量份数计，包括如下组分：30份环氧树脂、7份聚多元醇、6份填料、45份复合成膜料A、27份复合成膜料B。

一种耐压防水透湿膜的制备方法，包括如下步骤：按重量份数计，取30份环氧树脂、7份聚多元醇、6份填料、45份复合成膜料A、27份复合成膜料B于混料机混合搅拌50min，移至双螺杆挤出机熔融挤出，纺丝收集成膜，自然冷却至室温后，水洗3次，干燥，即得耐压防水透湿膜。

实施例3

添加剂：按质量比8：3：1取十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯醇、OP-10混合，即得添加剂。

辅料：按质量比7：0.03：2取石蜡、钛白粉、硬脂酸镁混合，即得辅料。

高分子液：按质量比1：8：25取聚乙烯蜡、聚乙烯醇磷酸酯、水混合，即得高分子液。

浸渍液：按质量比3：28取尿素、pH为8.3的PBS缓冲液混合，即得浸渍液。

试剂：按质量比8：1：40取硅酸钠、海藻酸钠、质量分数为15%的盐酸溶液混合，即得试剂。

表面活性剂：按质量比1：5：1取乙二醇酰胺、月桂醇硫酸钠、木质磺酸钠混合，即得表面活性剂。

填料：按质量比7：1取纳米蒙脱土、纳米羟基磷灰石混合，即得填料。

复合成膜料A的制备方法，包括如下步骤：

（1）先于45℃，按16：1：50取硅酸钠、偏铝酸钠、水混合，用质量分数为25%的HCl溶液调节pH至10.8，于95℃保温搅拌4h，得前驱体，取前驱体按质量比30：3：35加入添加剂、水混合，以800r/min磁力搅拌60min后，移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜，于130℃热处理14h，出料，过滤，取滤饼于马弗炉于700℃焙烧4h，随炉冷却至室温，得介孔分子筛；

（2）按重量份数计，取40份介孔分子筛、13份聚乳酸、5份干酪素、6份瓜尔胶、3份辅料、70份高分子液，先取介孔分子筛、聚乳酸于球磨罐混合，以550r/min球磨3h，得球磨料，于所得球磨料中加入瓜尔胶、辅料、高分子液混合，以4000r/min剪切分散25min，得分散料，取分散料减压蒸发至恒重，即得复合成膜料A。

复合成膜料B的制备：取荷叶于粉碎机中粉碎过80目筛，收集过筛颗粒按质量比16：1用水进行喷淋浸润后，移至熏蒸炉，预热至85℃，按60mL/min于熏蒸炉通入正硅酸乙酯蒸气处理35min后，出料，得熏蒸料，按质量比为1：10取熏蒸料和浸渍液混合，室温浸渍4h后，移至移至超声振荡仪，以功率为300W、频率为60kHz条件下超声振荡处理50min，出料，抽滤，收集滤渣按质量比1：12：0.2加入试剂、表面活性剂混合，以800r/min磁力搅拌60min后，转入旋转蒸发仪，于85℃旋蒸浓缩50min，即得复合成膜料B。

一种耐压防水透湿膜，按重量份数计，包括如下组分：40份环氧树脂、8份聚多元醇、8份填料、55份复合成膜料A、35份复合成膜料B。

一种耐压防水透湿膜的制备方法，包括如下步骤：按重量份数计，取40份环氧树脂、8份聚多元醇、8份填料、55份复合成膜料A、35份复合成膜料B于混料机混合搅拌60min，移至双螺杆挤出机熔融挤出，纺丝收集成膜，自然冷却至室温后，水洗4次，干燥，即得耐压防水透湿膜。

对比例1：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少复合成膜料A。

对比例2：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少复合成膜料B。

对比例3：嘉兴市某公司生产的防水透湿膜。

将实施例与对比例所得耐压防水透湿膜按照GB/T 4744-1997、GB/T 12704.1-2009进行测试，测试结果如表1所示：

表1：

测试项目	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2	对比例3
							耐静水压mmH<sub>2</sub>O	11230	10150	10090	9560	9140	8010
透湿量g/m<sup>2</sup>.24h	18009.7	17532.9	15200.7	12670.1	10002.3	9852.3
							断裂伸长率/%	582.3	557.1	528.3	494.4	468.2	412.0
拉伸强度/MPa	46.9	45.3	40.7	38.1	35.6	30.3

综合上述，本发明所得的耐压防水透湿膜耐压性能好，有较高的透湿量，机械性能也较强。相比于市售产品效果更好，值得大力推广。

以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。