[发明专利]一种防水透湿复合膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种防水透湿复合膜及其制备方法。

背景技术

防水透湿复合膜是指以微孔膜为支撑层，在其表面覆盖一定厚度的亲水无孔膜作为选择分离层，这样的构成复合膜既可以透湿防水又能发挥其选择分离的优势。由该类复合膜所层压制成的复合面料具有使水滴（或液滴）不能渗入织物，而人体散发的汗气能通过织物扩散传递到外界，且能阻挡或隔离有毒的生化化学物质，使之不能侵入人体内。

防水透湿膜自问世至今被广泛应用于各个领域，按照透湿机理，透湿薄膜分为两类：微孔膜和无孔亲水膜。微孔透湿薄膜防水透湿的机理是将薄膜表面孔径控制在一定范围（0.2~20μm），而各类液态水直径通常都大于100μm，最小雾滴直径为20μm，而水蒸汽分子直径为0.0004μm，因此即使最小的雨滴也不能透过。在穿着使用过程中，水蒸汽分子依靠服装内外两侧的水蒸汽压差可以自由通过微孔向外逸散。从而具备防水透湿功能。

微孔膜，以多微孔结构为特征，具有较好的防水、透湿、透气性能，以及较好的手感。但加工过程较为复杂，对涂层剂和设备有一定要求。另外，在使用过程中极易吸附尘埃，造成微孔堵塞和玷污，导致织物防水透湿性能下降，而且微孔在受到外力作用时，微孔尺寸变大，在长时间雨淋或重负荷的条件下，水蒸汽会通过表面微孔结构渗入内部影响透湿性，同时，外力作用也会引起薄膜的破损缩短了织物的使用寿命。微孔膜的防风性也较差。

与微孔防水透湿薄膜不同，无孔亲水膜的透湿原理是利用膜内部的亲水链段或亲水基团，首先将水蒸汽吸附并溶解在膜表面，然后在浓度差的推动下，溶解在膜上的汽体分子扩散到膜的另一侧表面，并不断得到解吸，即放湿过程。经过这样“吸湿—扩散—放湿”的过程将人体产生的汗汽从湿度高的一面输送到湿度低的一面，从而达到透湿目的。无孔亲水膜均匀致密结构，其防水性来自于膜自身的连续性和较大的膜面张力。

无孔亲水膜不存在微孔，液态水不能通过，因此拥有较高的耐静水压，具有优异的防风性能以及对细菌污物阻隔性好的优点；而且无孔膜具有更广泛的耐化学、溶剂性能，由于膜轻薄柔软，使得层压织物的手感较接近于最初的单层纺织品。但与微孔膜透湿织物相比，产品的透湿性相对较差。另外，通过对无孔亲水膜的透湿机理分析不难发现，膜在导湿之前首先发生的是亲水基团对湿分的吸附蓄积过程，因而膜易发生润湿溶胀，易产生湿冷感，且当湿层压织物相互摩擦是会产生刺耳的噪声。

微孔膜与无孔亲水膜各有利弊，在实际应用中，通常将二者结合起来，以获得良好的使用效果。有许多成功的案例，如戈尔公司的Gore-TEX第二代产品将PTFE膜层压与亲水PU涂层相结合，以实现防水透湿且在穿着使用过程中不堵塞微孔；比利时的UCB公司将Ucecoat 2000微孔PU涂层和NPU亲水涂层结合制成防水透湿雨衣等。

现有技术公开了多种微孔/无孔复合膜及其制备方法。其中聚四氟乙烯微孔/亲水复合膜最主要的制备方法是涂层法、共拉伸法[李登科，宋德亮，宋尚军等，防水透湿织物中PTFE复合膜的研究进展，有机氟工业，2011]。专利CN1566204 A公开了一种制备透湿型病毒阻隔聚四氟乙烯复合膜的方法，该方法采用聚四氟乙烯双向拉伸微孔膜附着在离型纸或织物上，使用涂层机将透湿型聚氨酯或嵌段聚醚酯溶液均匀地涂覆在聚四氟乙烯微孔膜上，然后在一定温度下烘干，最后剥离制成透湿型复合膜，该方法制备的复合膜具有良好的病毒阻隔性；专利CN 1291828 C 公开了一种聚氨酯-聚四氟乙烯共同拉伸复合膜的制备方法，该方法通过刮涂热塑性聚氨酯溶液，或通过挤出熔涂聚氨酯溶液在聚四氟乙烯基带上。然后于50～300^oC的温度下进行共同拉伸，并在200～400^oC的条件下定型，最后得到共拉伸复合膜。制备的复合膜可广泛应用于保暖内衣、运动服、防寒服、鞋靴、帐篷等。上述两项专利中采用涂层聚氨酯方法所提供制备复合膜的方法，经常出现聚氨酯和聚四氟乙烯基带粘合性差，降低复合膜的粘合牢度。专利CN100377864C公开了一种PTFE与热塑性聚氨酯复合膜制方法，是将热塑性聚氨酯挤出熔涂覆于经过水蒸汽汽蒸的PTFE脱脂基带上，然后进行在扩幅机上进行共同拉伸、定型制备PTFE/聚氨酯共同拉伸复合膜。虽然本发明所制备复合膜的制备方法克服了这一缺陷，但是拉伸法制备复合膜的方法工艺复杂，制备的复合膜微孔分布不均匀。