和氯化铁的含量为乳液总质量的1.5%，三者混合的比例为1:2:4，所述乳液的电导率为6.5mS/cm，表面张力为20mN/cm。
[0104](2)使用附图所示的静电喷射箱体I喷射，先通过静电喷射供液系统及喷射针头3将乳液灌注到喷管中，接收基材为铝箔，接收距离为25cm ；
[0105](3)打开高压电源，将电压调至86kV，静电喷射的环境温度为20°C，相对湿度为55%，将乳液以15mL/h的喷射速度喷到接收基材上，同时调节进、出气系统之间的气压差，使反向气流以23m/s的速度对乳液液滴进行喷吹，使液滴在电场力、空气阻力、反向气流阻力、静电斥力和表面张力的综合作用下分裂成网，所制备的纳米蛛网防水透湿膜的特点为蛛网覆盖面积为100%，平均孔径为15011!11，孔隙率为95%。获得的纳米蛛网防水透湿膜的耐水压为127kPa，透湿通量为15460g/m2/d。
[0106]实施例17
[0107]一种静电喷射纳米蛛网防水透湿膜的制备方法，具体步骤为:
[0108](I)提取有机硅乳液和聚醋酸乙烯乳液的混合均匀乳液；该均匀的乳液中，有机硅和聚醋酸乙烯混合乳液的质量浓度为20%，两者的混合比例为1:3，所述乳液的电导率为7.lmS/cm，表面张力为36mN/cm。
[0109](2)使用附图所不的静电喷射箱体I喷射，先通过静电喷射供液系统及喷射针头3将乳液灌注到喷管中，接收基材为纤维素纸，接收距离为30cm ；
[0110](3)打开高压电源，将电压调至75kV，静电喷射的环境温度为22°C，相对湿度为15%，将乳液以8mL/h的喷射速度喷到接收基材上，同时调节进、出气系统之间的气压差，使反向气流以66m/s的速度对乳液液滴进行喷吹，使液滴在电场力、空气阻力、反向气流阻力、静电斥力和表面张力的综合作用下分裂成网，所制备的纳米蛛网防水透湿膜的特点为蛛网覆盖面积为100%，平均孔径为200nm，孔隙率为97%。获得的纳米蛛网防水透湿膜的耐水压为129kPa，透湿通量为15640g/m2/d。
[0111]实施例18
[0112]一种静电喷射纳米蛛网防水透湿膜的制备方法，具体步骤为:
[0113](I)提取聚氨酯乳液；该乳液中，聚氨酯乳液的质量浓度为15%，所述乳液的电导率为10mS/cm，表面张力为35mN/cm。
[0114](2)使用附图所示的静电喷射设备喷射，先通过供液系统将乳液灌注到喷管中，接收基材为非织造布，接收距离为50cm ；
[0115](3)打开高压电源，将电压调至50kV，静电喷射的环境温度为25°C，相对湿度为35%，将乳液以5mL/h的喷射速度喷到接收基材上，同时调节进、出气系统之间的气压差，使反向气流以65m/s的速度对乳液液滴进行喷吹，使液滴在电场力、空气阻力、反向气流阻力、静电斥力和表面张力的综合作用下分裂成网，所制备的纳米蛛网防水透湿膜的特点为蛛网覆盖面积为100%，平均孔径为19011!11，孔隙率为99%。获得的纳米蛛网防水透湿膜的耐水压为130kPa，透湿通量为15680g/m2/d。
[0116]实施例19
[0117]—种静电喷射纳米蛛网防水透湿膜的制备方法，具体步骤为:
[0118](I)提取聚丙烯酸酯乳液；该乳液中，聚丙烯酸酯乳液的质量浓度为40%，所述乳液的电导率为7mS/cm，表面张力为30mN/cm。
[0119](2)使用附图所示的静电喷射设备喷射，先通过供液系统将乳液灌注到喷管中，接收基材为非织造布，接收距离为50cm ；
[0120](3)打开高压电源，将电压调至76kV，静电喷射的环境温度为25°C，相对湿度为35%，将乳液以5mL/h的喷射速度喷到接收基材上，同时调节进、出气系统之间的气压差，使反向气流以39m/s的速度对乳液液滴进行喷吹，使液滴在电场力、空气阻力、反向气流阻力、静电斥力和表面张力的综合作用下分裂成网，所制备的纳米蛛网防水透湿膜的特点为蛛网覆盖面积为100%，平均孔径为19011!11，孔隙率为99%。获得的纳米蛛网防水透湿膜的耐水压为125kPa，透湿通量为15880g/m2/d。
[0121]实施例20
[0122]—种静电喷射纳米蛛网防水透湿膜的制备方法，具体步骤为:
[0123](I)提取聚苯乙烯乳液、聚乳酸-己内酯乳液和聚醋酸乙烯乳液的混合均匀乳液；该均匀的乳液中，有机硅和聚醋酸乙烯混合乳液的质量浓度为20 %，两者的混合比例为1:2:3，所述乳液的电导率为7.5mS/cm，表面张力为36mN/cm。
[0124](2)使用附图所示的静电喷射箱体I喷射，先通过静电喷射供液系统及喷射针头3将乳液灌注到喷管中，接收基材为纤维素纸，接收距离为30cm ；
[0125](3)打开高压电源，将电压调至56kV，静电喷射的环境温度为22°C，相对湿度为15%，将乳液以8mL/h的喷射速度喷到接收基材上，同时调节进、出气系统之间的气压差，使反向气流以70m/s的速度对乳液液滴进行喷吹，使液滴在电场力、空气阻力、反向气流阻力、静电斥力和表面张力的综合作用下分裂成网，所制备的纳米蛛网防水透湿膜的特点为蛛网覆盖面积为100%，平均孔径为200nm，孔隙率为97%。获得的纳米蛛网防水透湿膜的耐水压为123kPa，透湿通量为16020g/m2/d。
【主权项】
1.一种静电喷射纳米蛛网防水透湿膜的制备方法，其特征是:静电喷射过程中，以反向气流在平行于聚合物乳液液滴的喷射方向对液滴进行喷吹，促使液滴在电场中飞行时受力变形形成液膜，进而相分离，在接收基材表面形成纳米蛛网防水透湿膜；所述纳米蛛网防水透湿膜为具有稳定六边形网孔结构的二维网状材料；所得纳米蛛网防水透湿膜的耐水压彡 120kPa，透湿通量彡 15000g/m2/d。
2.根据权利要求1所述的一种静电喷射纳米蛛网防水透湿膜的制备方法，其特征在于，所述聚合物乳液的性质:质量浓度为2?40%，表面张力范围为10?50mN/m，电导率范围为 0.05 ?1mS/cm0
3.根据权利要求1所述的一种静电喷射纳米蛛网防水透湿膜的制备方法，其特征在于，所述反向气流的喷吹流速为I?100m/s ;当聚合物乳液表面张力为10?25mN/m时，反向气流喷吹速度为I?35m/s ;当聚合物乳液表面张力为26?35mN/m时，反向气流喷吹速度为36?65m/s ;当聚合物乳液表面张力为36?50mN/m时，反向气流喷吹速度为66?100m/so
4.根据权利要求1所述的一种静电喷射纳米蛛网防水透湿膜的制备方法，其特征在于，所述聚合物乳液为纯聚合物乳液或含有至少一种无机盐的聚合物乳液。
5.根据权利要求4所述的一种静电喷射纳米蛛网防水透湿膜的制备方法，其特征在于，所述纯聚合物乳液为聚氨酯乳液、聚丙烯酸酯乳液、有机硅乳液、聚苯乙烯乳液、聚醋酸乙烯乳液、聚乳酸-己内酯乳液、聚乳酸-聚氧化乙烯乳液、聚氨酯-丙烯酸酯共聚乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、有机硅-丙烯酸酯共聚乳液中的一种或任意几种的组合。
6.根据权利要求4所述的一种静电喷射纳米蛛网防水透湿膜的制备方法，其特征在于，所述含有至少一种无机盐的聚合物乳液为无机盐与纯聚合物乳液的混合物，所述的无机盐为氯化钙、氯化锂、氯化钾、氯化钠、氯化铁、氯化锌、氯化钡、氯化镁、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、硝酸银、硝酸铜、硝酸钠、亚硫酸钠和溴化锂中的任意一种或几种的混合物。
7.根据权利要求6所述的一种静电喷射纳米蛛网防水透湿膜的制备方法，其特征在于，所述无机盐的加入量为所述聚合物乳液总质量的0.01?15% ;配置过程:先将无机盐加入到去离子水中，并超声I?20个小时，然后将纯聚合物乳液加入其中，并用磁力搅拌装置连续搅拌5?24小时，配制成均匀且稳定的乳液。
8.根据权利要求1所述的一种静电喷射纳米蛛网防水透湿膜的制备方法，其特征在于，所述静电喷射过程的电压为50?120kV，接收距离为10?50cm，灌注速度为0.1?15mL/h，温度15?30°C，相对湿度15?90%;当聚合物乳液电导率为0.05?4.0mS/cm时，电压为96?120kV ;聚合物乳液电导率为4.1?7.0mS/cm时，电压为76?95kV ;当聚合物乳液电导率为7.1?10.0mS/cm时，电压为50?75kV。
9.根据权利要求1所述的一种静电喷射纳米蛛网防水透湿膜的制备方法，其特征在于，所述接收基材为织物、金属网、纤维素纸、铝箔或非织造布。
10.如权利要求1所述的一种静电喷射纳米蛛网防水透湿膜的制备方法所制得的纳米蛛网防水透湿膜，其特征是:所述纳米蛛网防水透湿膜为具有稳定六边形网孔结构的二维网状材料，蛛网覆盖面积为100%，结构完整性好，平均孔径为10?200nm，孔隙率多80%,所得纳米蛛网防水透湿膜的耐水压多120kPa，透湿通量多15000g/m2/d。
【专利摘要】本发明涉及一种静电喷射纳米蛛网防水透湿膜及其制备方法，特别是涉及一种利用反向气流喷吹辅助成网的静电喷射乳液制备纳米蛛网防水透湿膜的加工技术，具体是：静电喷射过程中，以反向气流在平行于聚合物乳液液滴的喷射方向对液滴进行喷吹，促使液滴在电场中飞行时受力变形形成液膜，进而相分离形成具有稳定六边形网孔结构的二维网状材料。该纳米蛛网防水透湿膜的特点为蛛网覆盖面积为100％、结构完整性好、平均孔径为10～200nm、孔隙率≥80％。该防水透湿膜耐水压≥120kPa，透湿通量≥15000g/m2/d，在户外运动服装、野战军服等领域具有广阔的应用前景。
【IPC分类】D01D5-00, D04H1-4382, D04H1-732, A41D31-02, D04H1-4374, D04H1-728
【公开号】CN104562444
【申请号】CN201410842872
【发明人】丁彬, 生俊露, 李洋, 张世超, 赵景, 张龙威, 田海洋, 孙刚, 俞建勇
【申请人】东华大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月29日