一种高效防水的户外防水服的制作方法

本技术涉及防水服领域，更具体地说，它涉及一种高效防水的户外防水服。

背景技术：

1、我国生产防水服的历史悠久，从几千年前用桐油涂布在织物上到现在使用有机氟加工雨衣，防水服历经了无数演变。随着工农业生产的发展，包括防水服在内的特种功能防护服吸引了无数专业人员从事研究开发的工作。

2、相关技术通常采用涂覆涂层的手段来赋予防水服防水透湿的效果。涂层织物的防水透湿性能会随着涂层厚度不同而有差异，相对而言，涂层织物透湿率小，耐水压值较低。涂层织物的涂层很容易在在使用过程中易产生开裂的现象，能发挥的防水透湿效果有限，故有待改善。

技术实现思路

1、为了提升防水服的防水透湿性能，本技术提供一种高效防水的户外防水服。

2、本技术提供的一种高效防水的户外防水服采用如下的技术方案：

3、一种高效防水的户外防水服，所述高效防水的户外防水服通过防水透湿面料制成，所述防水透湿面料包括细旦涤纶基布和纳米纤维膜，所述纳米纤维膜包括以下质量份数的组分：改性金属有机骨架材料5-15份

4、改性聚乳酸150-200份

5、改性聚氨酯250-300份。

6、改性金属有机骨架材料丰富的孔隙结构可以帮助输送水汽至面料表面，提升透湿性能；多金属配位协同作用下，赋予了改性金属有机骨架材料更优异的抗紫外线性能和抑菌性能；改性聚乳酸是一种新型绿色环保的纤维，具有优良的抗紫外线性能和生物相容性，作为衣物面料可以吸湿排汗，提升舒适度；改性聚氨酯的拒水性能得到提升；通过同轴静电纺丝工艺得到外层为改性聚氨酯，内层为改性聚乳酸的三层防水透湿面料，通过纳米纤维膜提升面料的防水透湿性能，纳米纤维膜稳定性好，不易开裂，可以长效的发挥防水透湿性能；改性金属有机骨架材料均匀附着在每根纤维表面，三者协同作用下，可以大幅提升防水服的防水透湿性能。

7、优选的，所述改性金属有机骨架材料包括四氯化锆，四羧基苯基卟啉锌、苯甲酸、二氯二茂钛和n，n-二甲基甲酰胺。

8、四羧基苯基卟啉锌的卟啉结构可以提供丰富的富电子氮原子与引入的锌离子进行配位，将氧分子活化生成单线态氧；卟啉分子是一种光敏性分子，可以吸收紫外线和蓝光的能量，变成三聚态，并释放出单线态氧；钛离子可以吸收和反射紫外线，钛离子的掺入进一步促进了单线态氧的生成；三种金属离子和卟啉协同作用，在提升面料防水透湿性能的同时，吸收紫外线，产生大量单线态氧在卟啉结构上扩散，与细菌内的生物大分子发生作用,进而诱导细菌死亡，从而达到抗紫外线和抗菌的效果。

9、优选的，所述改性金属有机骨架材料采用如下步骤制备：

10、(1)将四氯化锆，四羧基苯基卟啉锌和苯甲酸混合分散至n，n二甲基甲酰胺中，在100-140℃下反应，冷却后洗涤，干燥得到金属有机骨架材料a；

11、(2)将金属有机骨架材料a和二氯二茂钛分散于n，n二甲基甲酰胺中，在100-140℃下反应，冷却后洗涤，干燥得到改性金属有机骨架材料。

12、四氯化锆、四羧基苯基卟啉锌和苯甲酸在n，n二甲基甲酰胺中配位自组装形成含有双金属配位的金属有机骨架材料a，二氯二茂钛在n，n二甲基甲酰胺中向金属有机骨架材料a中掺杂钛离子，得到三金属配位的改性金属有机骨架材料，可以提升面料的防水透湿性能，三种金属离子的协同作用也可以实现更好的抗紫外线和抗菌效果。

13、优选的，所述改性金属有机骨架材料制备步骤(2)中在100-140℃下反应所需的时间为21-27小时。

14、在这个时间范围内可以得到较好形貌孔隙结构、钛掺杂率较高的改性金属有机骨架材料，发挥较优的防水透湿性能。

15、优选的，所述改性聚乳酸采用如下步骤制备：

16、将聚乳酸进行干燥预处理得到干燥聚乳酸，将干燥聚乳酸与单宁酸混合分散至n，n二甲基甲酰胺中，搅拌后得到改性聚乳酸。

17、单宁酸具有较好的生物相容性，与聚乳酸共混可形成强烈的范德华力和氢键作用，从而进一步提高聚乳酸的亲水性、热稳定性和力学性能；单宁酸在紫外线区具有强吸收，对多种细菌、真菌和微生物有显著的抑制作用；使用单宁酸改性聚乳酸，使贴近皮肤的聚乳酸具有更好的吸湿性能，可以和改性金属有机骨架材料协同提升面料的防水透湿性能、抗紫外线和抑菌的能力。

18、优选的，所述单宁酸和聚乳酸的质量比为(0.05-0.15)：1。

19、按照上述质量比得到的改性聚乳酸可以发挥较优的防水透湿性能。

20、优选的，所述改性聚氨酯采用如下步骤制备：

21、将聚氨酯、甲基氢硅氧烷和疏水二氧化钛分散至n，n二甲基甲酰胺中，搅拌后静置得到改性聚氨酯。

22、甲基氢硅氧烷具有良好的耐候性、疏水性和透气性；疏水二氧化钛可以在聚氨酯表面构建粗糙的微纳复合结构，提升聚氨酯的拒水性能，且二氧化钛分子具有紫外吸收和抑菌性能，可以提升聚氨酯的抗紫外线和抗菌能力；使用甲基氢硅氧烷、疏水二氧化钛与聚氨酯进行共混，可以形成聚合物交联网状结构，形成一层高度致密且粗糙的聚硅氧烷薄膜包覆在纤维表面，提升防水透湿面料的防水透湿性能、抗紫外线和抗菌性能。

23、优选的，所述防水透湿面料还包括四丁基溴化铵和聚乙烯吡咯烷酮。

24、四丁基溴化铵可以提升纺丝溶液的电导率，使纺丝射流可以劈裂形成直径较细的分支纤维，从而形成一种树枝状的特殊形貌，这种树枝状分叉结构对于纤维本身的亲疏水性能具有一定的增强作用；分支纤维可以提供更多的接触位点，使得纤维上可以附着更多的改性金属有机骨架材料，从而具备更好的防水透湿性能；聚乙烯吡咯烷酮能提高纳米纤维膜与织物的结合牢度，将聚乙烯吡咯烷酮添加入纺丝溶液中，可以促进纳米纤维膜与基布之间的结合。

25、优选的，所述高效防水的户外防水服采用如下步骤制备：

26、将细旦涤纶基布进行预处理后得到中间层基布，将改性聚乳酸、聚乙烯吡咯烷酮和四丁基溴化铵混合得到纺丝溶液a，将改性聚氨酯、聚乙烯吡咯烷酮和四丁基溴化铵混合得到纺丝溶液b，将改性金属有机骨架材料分散至n，n二甲基甲酰胺中得到改性金属有机骨架材料悬浊液；

27、使用中间层基布为接收屏，将纺丝溶液a和改性金属有机骨架材料悬浊液进行同轴静电纺丝，得到单面具有改性聚乳酸纳米纤维膜的面料a；

28、使用面料a远离纳米纤维膜的一面作为接收屏，将纺丝溶液b和改性金属有机骨架材料悬浊液进行同轴静电纺丝，得到具有改性聚氨酯纳米纤维膜的面料b，对面料b进行热压处理，洗涤后得到防水透湿面料；

29、将防水透湿面料进行裁剪，上胶，拼接后进行热压，冷却后得到高效防水的户外防水服。

30、采用同轴静电纺丝，改性金属有机骨架材料可以均匀的附着在改性聚氨酯和改性聚乳酸纤维上，通过添加聚乙烯吡咯烷酮增加纺丝溶液的黏合，使得静电纺丝得到的纳米纤维膜和中间层基布的层间作用力增强，可以发挥较好的防水透湿性能。

31、优选的，所述四丁基溴化铵和改性聚氨酯的质量比为1：(0.1-0.15)。

32、按照上述质量比获得的防水透湿面料具有较优的树枝状分支结构，具有较好的防水透湿性能。

33、综上所述，本技术具有以下有益效果：

34、1、通过同轴静电纺丝工艺，得到孔隙率较高的三层防水透湿面料，静电纺丝得到的纳米纤维膜稳定性好，不易开裂，可以更长效的发挥防水透湿性能；亲水改性的聚乳酸具有更好的生物相容性，可以达到更好的吸湿排汗效果，改性金属有机骨架材料的多孔隙结构帮助汗液输送至面料表面排出，最外层的改性聚氨酯具有合成纤维固有的拒水性能，三者协同作用下，可以大幅提升防水服的防水透湿性能。

35、2、改性金属有机骨架材料中锆、钛和锌三种金属离子和卟啉协同作用，吸收紫外线，产生大量单线态氧与细菌内的生物大分子发生作用,进而诱导细菌死亡；单宁酸在紫外线区具有强吸收，对多种细菌、真菌和微生物有显著的抑制作用，可以和改性金属有机骨架材料协同提升面料抗紫外线和抑菌的能力。

36、3、同轴静电纺丝使得纤维具有树枝状分支结构，同时使得改性金属有机骨架材料均匀涂覆在改性聚氨酯和改性聚乳酸每一根纤维的表面上，降低了包埋进纤维中对于金属有机骨架材料性能发挥的影响，提升了面料的防水透湿性能。