本发明属于纺织面料
技术领域：
，具体地，涉及一种防水透气型面料及其制备方法。
背景技术：
：随着人们岁生活品质的要求越来越高，服装面料不仅仅要满足遮蔽及美观性要求，同时也应是穿着更加舒适的。在衣服基本功能不变的基础上，人们越来越多的注重衣物对身体的保健作用，随着科技的发展和人民生活水平的提高，对于面料的安全性的需求也不断扩大，人们对服装面料的功能性、舒适性、健康性、环保性及保健性都有更高的要求。不断的研发衣服的新材料，利用适当的工艺将不同材料的各种功效添加到衣料中，增加了衣服的功能性。目前，防水透气层压织物已成为纺织产品研究开发的热点，在功能性纺织面料中，防水透气层压面料是难度较大、技术含量较高的产品。目前市场上的面料具有拒水功能即不透雨水功能的，大多是在涤纶面料的表面增加涂层，因而降低了面料的透气性，穿着时感觉闷热，而且其内层的保暖性以及舒适性差。开发出更好的、适应市场需求的防水透气面料具有及其重要的意义。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种防水透气型面料及其制备方法，该面料包括舒适里层和涂覆于舒适里层表面的功能性薄膜，舒适里层采用甲纶纤维和改性粘胶纤维制造而成，使得舒适里层具有透气、穿着舒适、阻燃等性能；功能性薄膜采用聚醚共聚乙酰胺树脂作为薄膜基体，并加入了改性纳米二氧化硅，使得薄膜在保持良好的疏水性能的基础上孔隙率增大，保证了薄膜的透气性，同时，薄膜的力学性能和耐久性较好；制得的面料可使结构内部水汽迅速排出，避免结构孳生霉菌，并保持人体始终干爽，完美解决了透气与防水的问题，是一种健康环保的新型面料。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种防水透气型面料，包括舒适里层和涂覆于舒适里层表面的功能性薄膜，其中，功能性薄膜的厚度为60-80μm；所述防水透气型面料由如下步骤制成：第一步、舒适里层的制备：选用线密度为1.67dtex、长度为51mm的甲纶纤维及改性粘胶纤维，按照50：50的配比，纺成55s/2的纱线，采用平纹组织，进行织造，织成舒适里层，面密度为95g/m2；第二步、功能性薄膜所用涂料的制备：所述功能性薄膜所用涂料由如下重量份原料制成：聚醚共聚乙酰胺树脂16-20份、改性纳米二氧化硅3-4份、正丁醇160-200份；所述功能性薄膜所用涂料由如下步骤制成：(1)将聚醚共聚乙酰胺树脂溶于正丁醇中，配制成基液；(2)将改性纳米二氧化硅加入到配制好的基液中，搅拌、超声至分散均匀，抽真空脱泡，得到功能性薄膜所用涂料；第三步、将功能性薄膜所用涂料均匀涂覆于舒适里层的表面，置于60℃烘箱中干燥6-7h，制得防水透气型面料。进一步地，所述改性粘胶纤维由如下方法制备：(1)采用0.1mol/l的hcl水溶液调节粘胶纺丝原液的ph值至6-7，加入磷酸，100r/min搅拌20min后加入羧甲基纤维素钠，继续搅拌至完全溶解；(2)真空静置脱泡24h得到复合纺丝溶液，将制得的复合纺丝液通过喷丝板挤入到凝固浴中固化成丝，拉伸1.5倍，经过水洗、115℃干燥和卷绕后制得改性粘胶纤维；其中，凝固浴的组成为硫酸90g/l、硫酸钠300g/l、硫酸锌15g/l，凝固浴温度60℃-70℃，浴长1.9-2.1m。进一步地，所述粘胶纺丝原液、羧甲基纤维素钠和磷酸的质量之比为100：3-4:0.6-0.7。进一步地，所述改性纳米二氧化硅由如下方法制备：(1)将6ml的正硅酸乙酯加入到12ml无水乙醇中，然后逐滴加入1.2ml浓度为2mol/l的hcl溶液，将混合溶液在55℃水浴中持续搅拌4h，冷却到室温，再缓慢加入0.5ml浓度为2mol/l的氨水溶液，在室温下搅拌5h；(2)再逐滴加入0.6ml二甲基二乙氧基硅烷，于55℃恒温条件下反应22h，将得到的产物用甲苯和无水乙醇分别洗涤、离心3次，烘干，制得改性纳米二氧化硅。一种防水透气型面料的制备方法，包括如下步骤：第一步、舒适里层的制备：选用线密度为1.67dtex、长度为51mm的甲纶纤维及改性粘胶纤维，按照50：50的配比，纺成55s/2的纱线，采用平纹组织，进行织造，织成舒适里层，面密度为95g/m2；第二步、功能性薄膜所用涂料的制备：所述功能性薄膜所用涂料由如下重量份原料制成：聚醚共聚乙酰胺树脂16-20份、改性纳米二氧化硅3-4份、正丁醇160-200份；所述功能性薄膜所用涂料由如下步骤制成：(1)将聚醚共聚乙酰胺树脂溶于正丁醇中，配制成基液；(2)将改性纳米二氧化硅加入到配制好的基液中，搅拌、超声至分散均匀，抽真空脱泡，得到功能性薄膜所用涂料；第三步、将功能性薄膜所用涂料均匀涂覆于舒适里层的表面，置于60℃烘箱中干燥6-7h，制得防水透气型面料。进一步地，第一步中织造参数如下：经密度为236根/10cm、纬密度为212根/10cm。本发明的有益效果：本发明的面料的里层采用改性粘胶纤维和甲纶纤维制造而成，粘胶纤维属再生纤维素纤维,具有透气性良好和穿着舒适的特点，但是存在断裂强度不够高的缺陷；通过羧甲基纤维素钠和磷酸对粘胶纤维进行改性处理，复合纺丝液中，磷酸分子分布在羧甲基纤维素钠分子链之间，纺丝后通过加热与羧甲基纤维素钠分子链上的羟基发生脱水缩合反应从而实现羧甲基纤维素钠分子链之间的交联，交联后的纤维内部的化学交联点增多,最终形成交联网络结构，当分子链段受到外界应力作用时会经过交联网络，结构产生应力分散,从而使纤维的断裂强度得到提高；甲纶纤维是采用干法纺丝技术生产的聚酰亚胺纤维，具有优异的阻燃、隔热、耐高温性能，氧指数为38，属不燃纤维；通过将改性粘胶纤维和甲纶纤维纺织成的内层面料，具有透气、穿着舒适、阻燃等性能；本发明在舒适里层的表面涂覆有功能性薄膜，聚醚共聚乙酰胺树脂本身具备良好的疏水性，将其作为薄膜基体涂覆于舒适里层时，能赋予面料良好的防水性能；改性纳米二氧化硅超细微的粒径和庞大的比表面积，使得其可深入到聚醚共聚乙酰胺树脂的高分子链的酰胺基附近，表面配位不足以使得改性纳米二氧化硅具备较强的活性，从而可与酰胺基上的n原子提供的孤对电子发生键合作用，提高分子间的键合力，促进高分子链连接成网状结构，从而提高功能性薄膜的断裂强力；改性纳米二氧化硅球形颗粒的高流动性和小尺寸效应，有利于减轻高分子链间的黏连作用，从而提高其断裂伸长率；一般来说，由于涂层孔隙远小于基布的孔隙，因此，涂层对整个涂层织物的透气性能起到限制作用，改性纳米二氧化硅的添加使得颗粒与高聚物间形成孔隙，从而增加了涂层的孔隙率，提高其透气性；再者，改性纳米二氧化硅分布于高聚物的网状结构中，起到支撑点的作用，阻碍了高分子链段的相互黏连，也有利于提高涂层的孔隙率，同时，构成颗粒的改性纳米二氧化硅分子间也存在间隙，进一步提高了涂层的孔隙率和透气性，因此科学配比的改性纳米二氧化硅的添加，能显著提高功能性薄膜的透气性能；本发明的面料包括舒适里层和涂覆于舒适里层表面的功能性薄膜，舒适里层采用甲纶纤维和改性粘胶纤维制造而成，使得舒适里层具有透气、穿着舒适、阻燃等性能；功能性薄膜采用聚醚共聚乙酰胺树脂作为薄膜基体，并加入了改性纳米二氧化硅，使得薄膜在保持良好的疏水性能的基础上孔隙率增大，保证了薄膜的透气性，同时，薄膜的力学性能和耐久性较好；制得的面料可使结构内部水汽迅速排出，避免结构孳生霉菌，并保持人体始终干爽，完美解决了透气与防水的问题，是一种健康环保的新型面料。具体实施方式下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。一种防水透气型面料，包括舒适里层和涂覆于舒适里层表面的功能性薄膜，其中，功能性薄膜的厚度为60-80um；所述舒适里层由如下方法制备：选用线密度为1.67dtex、长度为51mm的甲纶纤维及改性粘胶纤维，按照50：50的配比，纺成55s/2的纱线，采用平纹组织，进行织造，经密度为236根/10cm、纬密度为212根/10cm，织成舒适里层，面密度为95g/m2；其中，改性粘胶纤维由如下方法制备：(1)采用用0.1mol/l的hcl水溶液调节粘胶纺丝原液的ph值至6-7，加入磷酸，100r/min搅拌20min后加入羧甲基纤维素钠，继续搅拌至完全溶解；(2)真空静置脱泡24h得到复合纺丝溶液，将制得的复合纺丝液通过喷丝板挤入到凝固浴中固化成丝，拉伸1.5倍，经过水洗、115℃干燥和卷绕后制得改性粘胶纤维；凝固浴的组成为硫酸90g/l、硫酸钠300g/l、硫酸锌15g/l，凝固浴温度60℃-70℃,浴长1.9-2.1m；其中，粘胶纺丝原液、羧甲基纤维素钠和磷酸的质量之比为100：3-4:0.6-0.7；粘胶纤维属再生纤维素纤维,具有透气性良好和穿着舒适的特点，但是存在断裂强度不够高的缺陷；通过羧甲基纤维素钠和磷酸对粘胶纤维进行改性处理，复合纺丝液中，磷酸分子分布在羧甲基纤维素钠分子链之间，纺丝后通过加热与羧甲基纤维素钠分子链上的羟基发生脱水缩合反应从而实现羧甲基纤维素钠分子链之间的交联，交联后的纤维内部的化学交联点增多,最终形成交联网络结构，当分子链段受到外界应力作用时会经过交联网络，结构产生应力分散,从而使纤维的断裂强度得到提高；甲纶纤维是采用干法纺丝技术生产的聚酰亚胺纤维，具有优异的阻燃、隔热、耐高温性能，氧指数为38，属不燃纤维；通过将改性粘胶纤维和甲纶纤维纺织成的内层面料，具有透气、穿着舒适、阻燃等性能；所述功能性薄膜由如下重量份原料制成：聚醚共聚乙酰胺树脂16-20份、改性纳米二氧化硅3-4份、正丁醇160-200份；所述功能性薄膜由如下步骤制成：(1)将聚醚共聚乙酰胺树脂溶于正丁醇中，配制成基液；(2)将改性纳米二氧化硅加入到配制好的基液中，搅拌、超声至分散均匀，抽真空脱泡，得到功能性涂料；(3)将功能性涂料均匀涂覆于舒适里层的表面，置于60℃烘箱中干燥6-7h；聚醚共聚乙酰胺树脂本身具备良好的疏水性，将其作为薄膜基体涂覆于舒适里层时，能赋予面料良好的防水性能；改性纳米二氧化硅超细微的粒径和庞大的比表面积，使得其可深入到聚醚共聚乙酰胺树脂的高分子链的酰胺基附近，表面配位不足以使得改性纳米二氧化硅具备较强的活性，从而可与酰胺基上的n原子提供的孤对电子发生键合作用，提高分子间的键合力，促进高分子链连接成网状结构，从而提高功能性薄膜的断裂强力；改性纳米二氧化硅球形颗粒的高流动性和小尺寸效应，有利于减轻高分子链间的黏连作用，从而提高其断裂伸长率；一般来说，由于涂层孔隙远小于基布的孔隙，因此，涂层对整个涂层织物的透气性能起到限制作用，改性纳米二氧化硅的添加使得颗粒与高聚物间形成孔隙，从而增加了涂层的孔隙率，提高其透气性；再者，改性纳米二氧化硅分布于高聚物的网状结构中，起到支撑点的作用，阻碍了高分子链段的相互黏连，也有利于提高涂层的孔隙率，同时，构成颗粒的改性纳米二氧化硅分子间也存在间隙，进一步提高了涂层的孔隙率和透气性，因此科学配比的改性纳米二氧化硅的添加，能显著提高功能性薄膜的透气性能；改性纳米二氧化硅的制备：(1)将6ml的正硅酸乙酯(teos)加入到12ml无水乙醇中，然后逐滴加入1.2ml浓度为2mol/l的hcl溶液，将混合溶液在55℃水浴中持续搅拌4h，冷却到室温，再缓慢加入0.5ml浓度为2mol/l的氨水溶液，在室温下搅拌5h；(2)再逐滴加入0.6ml二甲基二乙氧基硅烷，于55℃恒温条件下反应22h，将得到的产物用甲苯和无水乙醇分别洗涤、离心3次，烘干，制得改性纳米二氧化硅；二甲基二乙氧基硅烷通过于二氧化硅表面的羟基反应接枝在了二氧化硅上，这种有机链段增加了纳米二氧化硅在薄膜基体中的分散性，有利于制备均匀的功能性薄膜涂料，同时也提高了聚醚共聚乙酰胺树脂和二氧化硅颗粒之间的物理或化学作用；再者，二氧化硅接枝是与二氧化硅表面的羟基发生反应，减少了二氧化硅表面的羟基(亲水性基团)的数量，从而提高功能性薄膜的防水性能，另外，二氧化硅表面接枝的乙烯基三乙氧基硅烷中的乙氧基硅基可与纤维反应，形成化学键合而提供耐久性，使得功能性薄膜具备耐久性，不易破坏及洗去。实施例1改性粘胶纤维的制备：(1)采用0.1mol/l的hcl水溶液调节粘胶纺丝原液的ph值至6-7，加入磷酸，100r/min搅拌20min后加入羧甲基纤维素钠，继续搅拌至完全溶解；(2)真空静置脱泡24h得到复合纺丝溶液，将制得的复合纺丝液通过喷丝板挤入到凝固浴中固化成丝，拉伸1.5倍，经过水洗、115℃干燥和卷绕后制得改性粘胶纤维；凝固浴的组成为硫酸90g/l、硫酸钠300g/l、硫酸锌15g/l，凝固浴温度65℃,浴长2m；其中，粘胶纺丝原液、羧甲基纤维素钠和磷酸的质量之比为100：3:0.6。实施例2改性纳米二氧化硅的制备：(1)将6ml的正硅酸乙酯加入到12ml无水乙醇中，然后逐滴加入1.2ml浓度为2mol/l的hcl溶液，将混合溶液在55℃水浴中持续搅拌4h，冷却到室温，再缓慢加入0.5ml浓度为2mol/l的氨水溶液，在室温下搅拌5h；(2)再逐滴加入0.6ml二甲基二乙氧基硅烷，于55℃恒温条件下反应22h，将得到的产物用甲苯和无水乙醇分别洗涤、离心3次，烘干，制得改性纳米二氧化硅。实施例3一种防水透气型面料由如下步骤制成：第一步、舒适里层的制备：选用线密度为1.67dtex、长度为51mm的甲纶纤维及实施例1制备的改性粘胶纤维，按照50：50的配比，纺成55s/2的纱线，采用平纹组织，进行织造，织成舒适里层，经密度为236根/10cm、纬密度为212根/10cm，面密度为95g/m2；第二步、功能性薄膜所用涂料的制备：所述功能性薄膜所用涂料由如下重量份原料制成：聚醚共聚乙酰胺树脂16份、实施例2制备的改性纳米二氧化硅3份、正丁醇160份；所述功能性薄膜所用涂料由如下步骤制成：(1)将聚醚共聚乙酰胺树脂溶于正丁醇中，配制成基液；(2)将改性纳米二氧化硅加入到配制好的基液中，搅拌、超声至分散均匀，抽真空脱泡，得到功能性薄膜所用涂料；第三步、将功能性薄膜所用涂料均匀涂覆于舒适里层的表面，置于60℃烘箱中干燥6h，制得防水透气型面料，功能性薄膜的厚度为60μm。实施例4一种防水透气型面料由如下步骤制成：第一步、舒适里层的制备：选用线密度为1.67dtex、长度为51mm的甲纶纤维及实施例1制备的改性粘胶纤维，按照50：50的配比，纺成55s/2的纱线，采用平纹组织，进行织造，织成舒适里层，经密度为236根/10cm、纬密度为212根/10cm，面密度为95g/m2；第二步、功能性薄膜所用涂料的制备：所述功能性薄膜所用涂料由如下重量份原料制成：聚醚共聚乙酰胺树脂18份、实施例2制备的改性纳米二氧化硅3.5份、正丁醇180份；所述功能性薄膜所用涂料由如下步骤制成：(1)将聚醚共聚乙酰胺树脂溶于正丁醇中，配制成基液；(2)将改性纳米二氧化硅加入到配制好的基液中，搅拌、超声至分散均匀，抽真空脱泡，得到功能性薄膜所用涂料；第三步、将功能性薄膜所用涂料均匀涂覆于舒适里层的表面，置于60℃烘箱中干燥6.5h，制得防水透气型面料，功能性薄膜的厚度为70μm。实施例5一种防水透气型面料由如下步骤制成：第一步、舒适里层的制备：选用线密度为1.67dtex、长度为51mm的甲纶纤维及实施例1制备的改性粘胶纤维，按照50：50的配比，纺成55s/2的纱线，采用平纹组织，进行织造，织成舒适里层，经密度为236根/10cm、纬密度为212根/10cm，面密度为95g/m2；第二步、功能性薄膜所用涂料的制备：所述功能性薄膜所用涂料由如下重量份原料制成：聚醚共聚乙酰胺树脂20份、实施例2制备的改性纳米二氧化硅4份、正丁醇200份；所述功能性薄膜所用涂料由如下步骤制成：(1)将聚醚共聚乙酰胺树脂溶于正丁醇中，配制成基液；(2)将改性纳米二氧化硅加入到配制好的基液中，搅拌、超声至分散均匀，抽真空脱泡，得到功能性薄膜所用涂料；第三步、将功能性薄膜所用涂料均匀涂覆于舒适里层的表面，置于60℃烘箱中干燥7h，制得防水透气型面料，功能性薄膜的厚度为80μm。对比例1将实施例1制得的改性粘胶纤维换成普通粘胶纤维，其余与实施例3一致。对比例2在实施例3的基础上，不加入实施例2制备的改性纳米二氧化硅。对比例3在实施例3的基础上，将改性粘胶纤维换成普通粘胶纤维，不加入改性纳米二氧化硅。对比例4普通市售针织面料。对实施例3-5以及对比例1-4的面料做如下性能测试：(1)依据gb/t3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第1部分:断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》，对制备的复合涂层的断裂强力和伸长率进行测试；分别采用gb/t4745-2012《纺织品防水性能的检测和评价沾水法》规定的标准方法和接触角法，对面料的防水性能进行测试；依据gb/t5453-1997《纺织品织物透气性的测定》，对面料的透气性能进行检测，测试结果如下表1：表1可知，实施例3-5制备得到的面料的断裂强力达到32.5-33.1n、断裂伸长率达到了388-392％，说明本发明制备的面料的力学性能好，结合对比例1(普通粘胶纤维)，说明改性粘胶纤维的加入能够提高面料的断裂强力和断裂伸长率；实施例3-5制备得到的面料的沾水等级均为5级、水接触角为156-158°，说明本发明制备的面料防水性能好，结合对比例2(未加入改性纳米二氧化硅)，说明改性纳米二氧化硅的加入不但能够提高面料的疏水性能，而且能够增强力学强度；实施例3-5制备得到的面料透气率为34.9-35.2mm/s，结合对比例2和3，说明本发明制备的面料透气性好，纳米二氧化硅的加入能够增加透气性；(2)将整理后的棉织物浸于2g/l皂液中，浴比1：30，40℃下搅拌皂洗10min，清水洗2min，定为一次洗涤，分别洗涤不同次数后置于烘箱中90℃烘干，进行水接触角的测试，测试结果如下表2：表25次15次25次35次实施例3150146139132实施例4151148142133实施例5151147141134对比例21161018875可知，经过25次洗涤后，实施例3-5制备的面料的水接触角达到132-134°，说明本发明制备得到的面料的耐水洗性能好，具备耐久性。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属
技术领域：
技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。当前第1页12