本發(fā)明涉及功能面料領(lǐng)域，具體涉及一種防水透氣透濕面料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、防水透濕膜是防水透濕功能服裝的核心材料，其在抵御外界風(fēng)、霜、雨、雪的同時(shí)，能夠?qū)Ⅲw表蒸發(fā)的汗液傳遞到外側(cè)，使人體表面的微環(huán)境保持平衡從而保證人體的舒適性。防水透濕膜因其特殊的功能不僅能保證人體在惡劣氣候環(huán)境下保持舒適，又能滿足于戶內(nèi)外的運(yùn)動(dòng)需求，在一定條件下還能起到隔離作用。防水透濕膜在各個(gè)行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，比如戶外運(yùn)動(dòng)中常用于沖鋒衣、滑雪服等戶外服裝和帳篷等戶外設(shè)備，在醫(yī)療上主要用于的手術(shù)服、床單、傷口敷料等，在軍事上主要用于作戰(zhàn)服、防寒服等，在消防上主要用于特種防護(hù)等。目前，防水透濕膜主要用于戶外服裝方面，并由于其特殊的性能，市場(chǎng)需求量不斷增大。

2、近幾年，隨著科技的進(jìn)步和人們生活水平的提高，防水透濕織物得到迅速發(fā)展，并應(yīng)用到很多領(lǐng)域中。目前，市場(chǎng)上性能優(yōu)良的防水透濕產(chǎn)物主要是美國的系列產(chǎn)品和德國sympatex公司生產(chǎn)的防水透濕薄膜及織物。gore-tex具有輕、薄和耐用的特點(diǎn)，其不僅具有良好的防水性和透濕性還具有很好的防風(fēng)性，它的出現(xiàn)改變了市場(chǎng)上一般的防水膜的不透氣的缺點(diǎn)。隨著gore-tex的幾代發(fā)展，其產(chǎn)品在保持了防水性和耐用性的同時(shí)，透氣性能得到不斷改善，舒性更能滿足市場(chǎng)和消費(fèi)者的要求。目前，系列產(chǎn)品除了廣泛的用于各項(xiàng)戶外運(yùn)動(dòng)，還用于軍隊(duì)、安全消防等裝備。sympatex是一種以共聚多醚酯為原料的親水無孔膜，通過將sympatex薄膜與不同的面料復(fù)合得到具有不同用處的復(fù)合結(jié)構(gòu)。sympatex薄膜在歐洲市場(chǎng)占有率較高，這種薄膜的成分為100％聚酯，在自然條件下分解為氮、氫和氧，因此其對(duì)環(huán)境無污染并可實(shí)現(xiàn)回收利用。此外，由于其是利用親水無孔膜中大分子鏈進(jìn)行濕氣傳導(dǎo)，因此在使用一段時(shí)間后不會(huì)因?yàn)楣尾粱蛘呦礈於绊懫渫笣裥?，但是隨著人們對(duì)功能性要求的提高，其透濕性漸漸不能滿足人們的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、要解決的技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種防水透氣透濕面料，以熱塑性聚氨酯和殼聚糖為原料制備靜電紡絲紡絲納米纖維膜，再與面料復(fù)合，得到了同時(shí)具有防水透濕透氣的面料。

2、技術(shù)方案：一種防水透氣透濕面料，所述面料包括tpu層，面料層，排濕防水層，所述tpu層為tpu靜電紡絲膜，所述排濕防水層為殼聚糖靜電紡絲膜，且殼聚糖靜電紡絲膜中含有納米炭球/水滑石片狀材料。

3、優(yōu)選的，所述納米炭球/水滑石片狀材料的制備方法，包括以下步驟：

4、s11.將六水硝酸鎂和九水硝酸鋁按摩爾比3:1加入至去離子水中，攪拌溶解，得到混合鹽溶液；

5、s12.將氫氧化鈉和碳酸鈉按摩爾比1:1加入至去離子水中，攪拌溶解，得到混合堿溶液；

6、s13.將混合鹽溶液和混合堿溶液以相同的速度滴加到容器中，邊攪拌邊反應(yīng)，始終保持混合溶液的ph為10-11，待滴加完畢后加熱反應(yīng)，得到鎂鋁水滑石；

7、s14.將鎂鋁水滑石加入至甲酰胺中，攪拌20-60h后離心收集上清液，洗滌干燥，得到剝離的鎂鋁水滑石；

8、s15.將剝離的鎂鋁水滑石加入至果糖水溶液中，然后加入水熱釜中加熱反應(yīng)，得到納米炭球/水滑石片狀材料；

9、s16.將納米炭球/水滑石片狀材料加入至無水乙醇中，攪拌分散均勻，然后加入硬脂酸，混合均勻，得到懸浮液，保持溶液ph在5.5，攪拌反應(yīng)，烘干得到改性納米炭球/水滑石片狀材料。優(yōu)選的，所述步驟s13中加熱反應(yīng)的溫度為70-90℃，時(shí)間為4-10h。

10、優(yōu)選的，所述步驟s15中鎂鋁水滑石在果糖水溶液中的濃度為2-8wt％，果糖水溶液的濃度為0.2-0.6mol/l，水熱反應(yīng)溫度為170-185℃，水熱反應(yīng)時(shí)間8-20h。

11、優(yōu)選的，所述步驟s16中納米炭球/水滑石片狀材料和硬脂酸的質(zhì)量比為5-8:1。

12、上述的防水透氣透濕面料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

13、s1.將熱塑性聚氨酯溶解于體積比為1:1的n,n-二甲基甲酰胺和四氫呋喃的混合溶液中，制備得到濃度為8-10％tpu紡絲液，將tpu進(jìn)行靜電紡絲，得到tpu靜電紡絲膜；

14、s2.將面料浸泡于0.1-0.3wt％殼聚糖溶液中，攪拌反應(yīng)后干燥，將tpu靜電紡絲膜通過熱壓粘合的方式與面料層的一側(cè)粘合，然后在未粘合tpu靜電紡絲膜的一側(cè)，再涂覆一層殼聚糖濕凝膠，得到面料層；

15、s3.將納米炭球/水滑石片狀材料加入至殼聚糖溶液中，攪拌混合均勻后，以面料層含殼聚糖濕凝膠一側(cè)作為接收面，通過靜電紡絲，在面料層外側(cè)制備得到排濕防水層，最后冷凍干燥，得到防水透氣透濕面料。

16、優(yōu)選的，所述步驟s1中靜電紡絲膜的孔隙率為60-70％。

17、優(yōu)選的，所述步驟s2中殼聚糖水凝膠的厚度為0.1-0.2mm。

18、優(yōu)選的，所述步驟s3中納米炭球/水滑石片狀材料在殼聚糖溶液中的濃度為5-8wt％，殼聚糖溶液的濃度為0.8-1.2wt％，排濕防水層的孔隙率為80-90％。

19、優(yōu)選的，所述步驟s3中冷凍干燥溫度為-60～-40℃，時(shí)間為10-20h。

20、有益效果：本發(fā)明防水透氣透濕面料具有以下優(yōu)點(diǎn)：

21、1.本發(fā)明中采用具備疏水性的tpu層，面料層和排濕防水層復(fù)合而成，得到具有定向?qū)竦膹?fù)合面料；將面料與tpu復(fù)合之前，先將面料浸泡于濃度比較低的殼聚糖溶液中，使面料的孔隙中滲透負(fù)載有殼聚糖，孔隙中滲透的殼聚糖充當(dāng)毛細(xì)管的作用，而在面料浸泡低濃度的殼聚糖后在面料表面再涂覆一層濕殼聚糖凝膠，濕殼聚糖凝膠可以充當(dāng)兩個(gè)作用，首先，在殼聚糖是凝膠表面直接靜電紡絲，靜電紡絲膜和面料的復(fù)合不需要加粘合劑，殼聚糖靜電紡絲膜可以很好的與殼聚糖濕凝膠粘附，其次，濕凝膠在干燥以后，其通過多孔結(jié)構(gòu)，可以快速的將孔隙中吸附的水分蒸發(fā)出去，提高透氣透濕的效果；

22、2.本發(fā)明中制備了在微納米片狀水滑石上通過在果糖溶液中通過水熱反應(yīng)，果糖在微納米水滑石表面含有納米炭微球，最后經(jīng)過疏水改性，再將制備的納米炭球/水滑石片狀材料加入至殼聚糖紡絲液中，制備的纖維膜具備多級(jí)粗糙結(jié)構(gòu)和低表面能，實(shí)現(xiàn)超疏水特性，同時(shí)復(fù)合納米纖維膜具有疏水多孔結(jié)構(gòu)，可以阻止液態(tài)水滲透的同時(shí)傳質(zhì)水蒸氣。

技術(shù)特征：

1.一種防水透氣透濕面料，其特征在于：所述面料包括tpu層，面料層，排濕防水層，所述tpu層為tpu靜電紡絲膜，所述排濕防水層為殼聚糖靜電紡絲膜，且殼聚糖靜電紡絲膜中含有納米炭球/水滑石片狀材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防水透氣透濕面料，其特征在于：所述納米炭球/水滑石片狀材料的制備方法，包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防水透氣透濕面料，其特征在于：所述步驟s13中加熱反應(yīng)的溫度為70-90℃，時(shí)間為4-10h。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防水透氣透濕面料，其特征在于：所述步驟s15中鎂鋁水滑石在果糖水溶液中的濃度為2-8wt％，果糖水溶液的濃度為0.2-0.6mol/l，水熱反應(yīng)溫度為170-185℃，水熱反應(yīng)時(shí)間8-20h。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防水透氣透濕面料，其特征在于：所述步驟s16中納米炭球/水滑石片狀材料和硬脂酸的質(zhì)量比為5-8:1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防水透氣透濕面料的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的防水透氣透濕面料的制備方法，其特征在于：所述步驟s1中靜電紡絲膜的孔隙率為60-70％。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的防水透氣透濕面料的制備方法，其特征在于：所述步驟s2中殼聚糖水凝膠的厚度為0.1-0.2mm。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的防水透氣透濕面料的制備方法，其特征在于：所述步驟s3中納米炭球/水滑石片狀材料在殼聚糖溶液中的濃度為5-8wt％，殼聚糖溶液的濃度為0.8-1.2wt％，排濕防水層的孔隙率為80-90％。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的防水透氣透濕面料的制備方法，其特征在于：所述步驟s3中冷凍干燥溫度為-60～-40℃，時(shí)間為10-20h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種防水透氣透濕面料，所述面料包括TPU層，面料層，排濕防水層，所述TPU層為TPU靜電紡絲膜，所述排濕防水層為殼聚糖靜電紡絲膜，且殼聚糖靜電紡絲膜中含有納米炭球/水滑石片狀材料。本發(fā)明的一種防水透氣透濕面料，以熱塑性聚氨酯和殼聚糖為原料制備靜電紡絲紡絲納米纖維膜，再與面料復(fù)合，得到了同時(shí)具有防水透濕透氣的面料。

技術(shù)研發(fā)人員：劉志廣
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州廣坤紡織有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9