一种防水高透湿透气的静电纺丝膜及其制备方法和应用与流程

本发明涉及膜制备领域，具体涉及一种防水高透湿透气的静电纺丝膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着市场竞争的加剧，品牌需要提供更具有附加值的产品。功能性服装材料的使用能够使品牌在市场上脱颖而出，满足消费者对多样性和性能的要求。防水透湿透气材料的应用不仅仅局限于户外运动，还扩展到了日常生活、办公场所等。人们对多功能服装的需求提高，这使得这类材料在各种场合都具有市场需求。防水透湿透气服装材料在户外活动、运动以及恶劣天气条件下提供了更好的保护。它们可以防止雨水渗透，同时又不会让体温在湿气中迅速降低。防水透湿透气材料可以阻挡外部水分进入服装内部，同时允许汗蒸发排出。这种特性提高了穿着者在不同环境下的舒适性，特别是在潮湿和多汗的条件下。而市场有许多膜类材料例如常规的pu膜、tpu膜、ptfe膜等虽然部分具有防水透湿的性能，但存在不透气的劣势，使穿着服装缺乏一定的舒适性。

2、现有的tpu膜、pu膜防水透湿性能一般，且有不透气的缺陷，随然市场具有微多孔的膜，但耐久性较差，经水洗后静水压明显下降。

3、公开号为cn115595732的中国专利公开了一种高强度静电纺丝聚氨酯防水透湿膜及其制备方法，将dmf和乙酸甲酯混合得到纺丝液，将防水剂在配好的溶剂中进行分散；将tpu颗粒分散到溶液当中直至形成透明的纺丝液，将纺丝液进行静电纺丝。然而，该专利存在着耐久性差的问题，经水洗后，膜的结构发生变化，导致防水性能下降的技术问题。

技术实现思路

1、发明目的：为了解决现有技术存在的技术问题，本发明旨在提供一种耐水洗的、综合性能优异的防水高透湿透气的静电纺丝膜，并且本发明还提供了该静电纺丝膜的制备方法和应用。

2、技术方案：本发明所述的防水高透湿透气的静电纺丝膜的制备方法包括以下步骤：

3、(1)将聚氨酯、无氟防水剂、n,n二甲基乙酰胺、四氢呋喃和水混合均匀，静置至气泡完全脱出，得均一的静电纺丝液；

4、(2)静电纺丝液经静电纺丝制得静电纺丝膜；

5、(3)将n,n二甲基乙酰胺和四氢呋喃的混合溶液用乙醇稀释后喷涂于静电纺丝膜上，再加热处理，结束后制得具有粘接点的静电纺丝膜，即防水高透湿透气的静电纺丝膜。

6、进一步地，步骤(1)中，所述聚氨酯的分子量为50000-70000，该分子量范围使纺丝过程更易进行，强力更好；所述聚氨酯、无氟防水剂、n,n二甲基乙酰胺、四氢呋喃和水的质量百分数分别为：10-18％、1-3％、15-25％、15-25％和30-49％，优选为14-16％、2-2.5％、18-20％、19％和44.5-45％；所述无氟防水剂为羟甲基硬脂酸酰胺，无氟更环保。

7、进一步地，步骤(2)中，所述静电纺丝的参数为：电压10-20kv，接收距离12.5-16.5cm，纺丝流量0.06-0.09mm/min，温度40-60℃，湿度25-75％；优选的，静电纺丝的参数为：电压15-17kv，接收距离13-15cm，纺丝流量0.06-0.08mm/min，温度45-55℃，湿度50-65％。

8、进一步地，步骤(3)中，所述n,n二甲基乙酰胺和四氢呋喃的体积比为1:0.5-1.5，优选为1:1，所述稀释后n,n二甲基乙酰胺的体积浓度为0.5-1％，优选为0.5％。

9、进一步地，所述步骤(3)具体为：将静电纺丝膜放置于密封箱中，采用喷雾器将用乙醇稀释后的n,n二甲基乙酰胺和四氢呋喃的混合溶液喷洒于密封箱中，通过喷雾器喷出的喷雾溶解静电纺丝膜中的部分纤维，加速纤维表面分子流动性，静置30s-60s后加热密封箱至180℃-200℃，加热1-2min，使溶剂(即n,n二甲基乙酰胺、四氢呋喃、乙醇)挥发实现两根纳米纤维在交叉点位置的重结晶，以后迅速取出冷却，即得防水高透湿透气的静电纺丝膜。

10、本发明所述的制备方法制得的防水高透湿透气的静电纺丝膜的微观形貌为：多层网状结构，厚度为：10-18微米。

11、本发明所述的防水高透湿透气的静电纺丝膜在户外服装面料中的应用。

12、进一步地，所述应用的方法为：通过复合技术将防水高透湿透气的静电纺丝膜复合在作为外层的尼龙基布上，里层再复合一层涤纶飘纱，即得户外服装面料。

13、发明原理：本发明创新的通过静电纺丝和纤维粘接技术，聚氨酯被拉伸成超细纤维，然后融合成一种类似蜘蛛网的多层超高多孔膜，每个平方厘米膜上有数十亿个纳米孔，使膜具有高透气性和防水透湿性能，同时因纤维粘接技术，将纤维之间进行捆绑，使其具有优异的耐水洗性能。

14、有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：

15、(1)本发明制得的具有防水高透湿透气的静电纺丝膜的静水压可达到10kmmh2o以上，透湿10kg/(m2·24h)以上，且透气性可达2-3mm/s；且更加耐水洗，水洗10次，静水压下降低于10％，明显优于市场上同类材料；

16、(2)本发明采用的制备方法工艺简单、条件可控，安全环保；

17、(3)本发明制得的具有防水高透湿透气的静电纺丝膜可应用于户外服装面料，大幅提高面料的防护舒适性能。

技术特征：

1.一种防水高透湿透气的静电纺丝膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚氨酯的分子量为50000-70000。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚氨酯、无氟防水剂、n,n二甲基乙酰胺、四氢呋喃和水的质量百分数分别为：10-18％、1-3％、15-25％、15-25％和30-49％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述无氟防水剂为羟甲基硬脂酸酰胺。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述静电纺丝的参数为：电压10-20kv，接收距离12.5-16.5cm，纺丝流量0.06-0.09mm/min，温度40-60℃，湿度25-75％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述n,n二甲基乙酰胺和四氢呋喃的体积比为1:0.5-1.5，所述稀释后n,n二甲基乙酰胺的体积浓度为0.5-1.5％。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为：将静电纺丝膜放置于密封箱中，采用喷雾器将用乙醇稀释后的n,n二甲基乙酰胺和四氢呋喃的混合溶液喷洒于密封箱中，通过喷雾器喷出的喷雾溶解静电纺丝膜中的部分纤维，静置30s-60s后加热密封箱至180℃-200℃，加热1-2min以后迅速取出冷却，即得防水高透湿透气的静电纺丝膜。

8.一种权利要求1所述的制备方法制得的防水高透湿透气的静电纺丝膜。

9.根据权利要求8所述的防水高透湿透气的静电纺丝膜，其特征在于，所述静电纺丝膜的微观形貌为：多层网状结构，静电纺丝膜的厚度为：10-18微米。

10.一种权利要求8所述的防水高透湿透气的静电纺丝膜在户外服装面料中的应用。

技术总结
本发明公开了一种防水高透湿透气的静电纺丝膜及其制备方法和应用，属于膜制备领域。上述静电纺丝膜的制备方法包括以下步骤：(1)将聚氨酯、无氟防水剂、N,N二甲基乙酰胺、四氢呋喃和水混合均匀，静置至气泡完全脱出，得均一的静电纺丝液；(2)静电纺丝液经静电纺丝制得静电纺丝膜；(3)将N,N二甲基乙酰胺和四氢呋喃的混合溶液用乙醇稀释后喷涂于静电纺丝膜上，再加热处理，结束后制得防水高透湿透气的静电纺丝膜，可应用于户外服装面料中。本发明通过混合溶剂对静电纺丝膜进行后整理，在静电纺丝膜表面引入纳米粘点，能够显著提高其防水性、透气性和透气性和耐水洗性。

技术研发人员：胡会娜,张啸梅,段武海,陈百顺
受保护的技术使用者：波司登羽绒服装有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1