【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于生物基膜，尤其涉及一種具有高效防水透濕性能的生物基膜的制備方法。
技術介紹
1、隨著環保意識的提高，生物基材料的制備技術越來越受到關注。生物基材料是指以生物質為原料，通過化學、物理或生物方法制備的材料，具有可再生、可降解等優點。其中，靜電紡絲技術是一種新型的納米纖維制備技術，可以制備出具有高比表面積、高孔隙率的納米纖維膜，廣泛應用于過濾、防護、生物醫學等領域。防水透濕膜是一類重要的功能膜，主要應用于戶外服裝、醫療設備等，要求具有良好的防水性能的同時，又能保證一定的透濕性，以保持人體舒適度。
2、現有的防水透濕膜主要是通過微孔膜技術制備的，通過控制膜的微孔結構，可以實現防水和透濕的平衡。然而，現有的防水透濕膜在實際應用中還存在一些問題。首先，微孔膜的防水性能和透濕性能往往難以同時滿足，要么防水性能好，但透濕性能差，要么透濕性能好，但防水性能差。傳統的防水涂層制備方法往往需要使用有機溶劑，如dmf(二甲基甲酰胺)，這些溶劑不僅對環境有害，而且對人體健康也有一定的影響。此外，現有的防水透濕膜大多采用石油基原料，不環保，且不可降解，對環境造成壓力。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種具有高效防水透濕性能的生物基膜的制備方法，該方法制備的生物基膜具有優異的透氣性和防水性。
2、本專利技術提供了一種具有高效防水透濕性能的生物基膜的制備方法，包括以下步驟：
3、a)將聚氨酯、聚合物和混合溶劑混合，得到混合液；所述聚合物選自p
4、b)將所述混合液攪拌，靜置脫泡，得到紡絲溶液；
5、c)將所述紡絲溶液靜電紡絲，得到pu納米纖維膜；
6、d)采用水熱輔助溶膠-凝膠工藝在所述pu納米纖維膜表面接枝二氧化硅顆粒，熱處理，浸泡，取出后繼續熱處理，得到表面接枝sio2顆粒的pu納米纖維膜；
7、e)將所述表面接枝sio2顆粒的pu納米纖維膜在含有正硅酸乙酯的乙醇溶液中浸泡，取出后熱處理，得到多層次孔隙結構的防水透膜；
8、f)將所述多層次孔隙結構的防水透膜干燥，冷卻，得到具有高效防水透濕性能的生物基膜。
9、本專利技術通過pu和pva或pva-co-pe或殼聚糖混合液紡絲，以及在pu納米纖維表面接枝二氧化硅(sio2)顆粒形成耐磨防水涂層，使得制備出的防水透濕膜具有優異的防水性能，能夠有效防止水分侵入，與傳統的涂層相比，提升了耐用性。
10、本專利技術步驟a)中聚氨酯(pu)和聚合物的質量比為1:0.8～1.2；所述混合溶劑為質量比2:0.8～1.2:0.8～1.2的水、乙醇和異丙酮(或丙酮)的混合物；具體實施例中，混合溶劑為質量比2:1:1的水、乙醇和丙酮的混合物。具體實施例中，pu和pva的質量比為1:1；pu和pva-co-pe的質量比為1:1；pu和殼聚糖的質量比為1:1。混合溶劑為質量比為2:1:1的水、乙醇和丙酮。聚氨酯和聚合物與混合溶劑的質量比為1:8.5～9.5，優選為1:9。本專利技術制備的混合液親水性好，提升透濕效果，同時，pu、pva和殼聚糖中的羥基基團提供更多反應位點，易于與防水涂層發生反應。
11、本專利技術步驟a)中聚氨酯的數均分子量為75000～85000；pva的數均分子量為9500～11000；pva-co-pe的數均分子量為20000～77000；殼聚糖的數均分子量為50000～90000。具體實施例中，所述pu的數均分子量為80000，pva的數均分子量為10000，pva-co-pe的數均分子量為20000，殼聚糖的數均分子量為50000。本專利技術采用生物基原料制備防水透濕的生物基膜，具有可再生、可降解等優點，采用環保型溶劑代替dmf溶劑，符合環保要求，減少對環境的壓力和對人體健康的潛在危害。
12、本專利技術步驟b)中攪拌的溫度為55～65℃，時間為1.5～2.5h；靜置脫泡的時間為11～13h。具體實施例中，攪拌的溫度為60℃，時間為2h；靜置脫泡的時間為12h。
13、將所述紡絲溶液靜電紡絲，得到pu納米纖維膜。本專利技術通過靜電紡絲工藝，可以得到具有高孔隙率的納米纖維膜，提高膜的防水性能和透濕性能。本專利技術步驟c)中靜電紡絲的電壓為20～30kv，接收距離為14.5～15.5cm。靜電紡絲的濕度為20～80％。具體實施例中，靜電紡絲的電壓為20kv，接收距離為15cm。
14、本專利技術采用水熱輔助溶膠-凝膠工藝在所述pu納米纖維膜表面接枝二氧化硅顆粒，熱處理，浸泡，取出后繼續熱處理，得到表面接枝sio2顆粒的pu納米纖維膜。本專利技術步驟d)中熱處理的溫度為85～95℃，時間為30～60min；具體實施例中，熱處理的溫度為90℃，時間為30min。本專利技術步驟d)中浸泡采用的浸泡液包括質量比為1:1:2的二異氰酸酯、硅烷偶聯劑和乙醇；所述二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯或二苯基甲烷二異氰酸酯(mdi)；所述硅烷偶聯劑選自kh-550或lt-560；浸泡的時間為24h。浸泡后取出繼續熱處理，繼續熱處理的溫度為55～65℃，時間為30～60min；具體實施例中，繼續熱處理的溫度為60℃，時間為30min。
15、本專利技術采用水熱輔助溶膠-凝膠工藝在pu納米纖維表面接枝二氧化硅(sio2)顆粒，不僅可以使纖維膜獲得粗糙表面，還可以降低纖維表面能，進一步提高pu納米纖維膜的防水性能。同時具有良好的耐磨性，可以使得防水透濕膜在經過多次洗滌后，仍然保持良好的防水性能，從而延長了其使用壽命。
16、將所述表面接枝sio2顆粒的pu納米纖維膜在含有正硅酸乙酯的乙醇溶液中浸泡，取出后熱處理，得到多層次孔隙結構的防水透膜。本專利技術形成多層次孔隙結構的防水透濕膜，可以使得從內到外孔隙依次減小，利用虹吸效應使內部汗液易排出，外界的水難進入，從而提高了防水透濕膜的透氣舒適性和防水性能。本專利技術步驟e)中取出后熱處理的溫度為55～65℃，時間為30～60min。
17、本專利技術步驟f)中干燥為真空干燥或烘干；所述真空干燥的溫度為55～65℃，時間為11～13h；所述烘干的溫度為75～85℃，時間為1～2h。
18、本專利技術步驟f)中冷卻的溫度為15～25℃，冷卻的時間為20～40min。具體實施例中，冷卻的溫度為20℃，時間為30min。
19、本專利技術提供的上述制備過程，采用環保溶劑，如水、乙醇、異丙醇混合，以減少使用有機溶劑，降低環境污染和對人體健康影響。制備過程節約能源和資源，符合綠色發展理念，如采用高效能的紡絲設備和節能的干燥設備，以及合理的生產流程設計，以減少能源的消耗和浪費。
20、本專利技術提供的具有高效防水透濕性能的生物基膜主要應用于戶外沖鋒衣，可以提供良好的防水性能，同時保證一定的透濕性，保持人體舒適度，提高了戶外活動的安全性和舒適性。
21、本專利技術提供了一種具有高效防水透濕性能的生物基膜的制備方法，包括以下步驟：a)將聚氨酯、聚合物本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種具有高效防水透濕性能的生物基膜的制備方法，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟a)中聚氨酯和聚合物的質量比為1:0.8～1.2；
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟a)中聚氨酯的數均分子量為75000～85000；
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟b)中攪拌的溫度為55～65℃，時間為1.5～2.5h；靜置脫泡的時間為11～13h。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟c)中靜電紡絲的電壓為20～30KV，接收距離為14.5～15.5cm。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟d)中熱處理的溫度為85～95℃，時間為30～60min；
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟d)中浸泡采用的浸泡液包括質量比為1:1:2的二異氰酸酯、硅烷偶聯劑和乙醇；
8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟e)中取出后熱處理的溫度為55～65℃，時間為30～60min。
9.根據權利
10.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟f)中冷卻的溫度為15～25℃，冷卻的時間為20～40min。
...【技術特征摘要】
1.一種具有高效防水透濕性能的生物基膜的制備方法，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟a)中聚氨酯和聚合物的質量比為1:0.8～1.2；
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟a)中聚氨酯的數均分子量為75000～85000；
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟b)中攪拌的溫度為55～65℃，時間為1.5～2.5h；靜置脫泡的時間為11～13h。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟c)中靜電紡絲的電壓為20～30kv，接收距離為14.5～15.5cm。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：鐘欣，曾國坪，王馨悅，周淑梅，余思慧，
申請(專利權)人：安踏中國有限公司，
類型：發明
國別省市：
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