一种新型防水透湿膜、新型防水透湿膜复合物及其制备工艺

技术领域

本发明涉及防护服技术领域，具体为一种新型防水透湿膜、新型防水透湿膜复合物及其制备工艺。

背景技术

常规的手术衣或防护服大多都含有至少一层薄膜和至少一层织物，其中的薄膜主要起到阻隔的作用，织物起到对薄膜增强和保护的作用。

根据防护等级的分类，AAMI4级是手术衣的最高防护等级，除了材料本身，手术衣的关键部位也必须达到这个级别，也就是这些关键部位都要分别通过抗病毒穿透性测试，如此严苛的阻隔性能必须借助两类高质量的阻隔膜来完成：即微孔膜(microporous film)和无孔透湿膜(monolithic film)。微孔膜通常通过机械拉伸来分离高分子聚合物与填充其中的无机盐微粒，从而形成无数的微孔结构。当拉伸度提高到适当程度，薄膜获得适当的透湿度。然而，此类薄膜微孔孔径及孔径大小的分布难以控制。薄膜会有局部地区形成较大的微孔，阻隔性能较低。为此，人们通常以牺牲透湿性(穿着舒适性)能来保证高阻隔性。相对而言，无孔透湿膜是连续的并且不含微孔的，是通过化学吸收周围的某些气体和水分子，然后扩散转移通过膜厚度，进而在相反的表面上释放。此类膜提供优良的透湿度和阻隔性能，但其造价昂贵，因此，在本领域中仍然需要一种新型防水透湿膜、新型防水透湿膜复合物及其制备工艺达到这些功能要求。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种新型防水透湿膜、新型防水透湿膜复合物及其制备工艺，能够解决上述背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提出的新型防水透湿膜，包括至少一层热塑性多孔透湿膜层和至少一层热固性无孔透湿膜层，所述热固性无孔透湿膜层的克重是热塑性多孔透湿膜层的克重的0.1倍-2.0倍，所述热固性无孔透湿膜层在固化前通过挤出或涂层的工艺实施在所述热塑性多孔透湿膜层的至少一个表面上。

优选的，包括至少一层热塑性多孔透湿膜层和至少一层热固性无孔透湿膜层，所述热固性无孔透湿膜层之间直接或间接地夹有至少一层热塑性多孔透湿膜层。

优选的，包括至少一层热塑性多孔透湿膜层和至少一层热固性无孔透湿膜层，所述热塑性多孔透湿膜层之间直接或间接地夹有至少一层热固性无孔透湿膜层。

优选的，所述热固性无孔透湿膜层为聚氨酯膜层，所述热固性无孔透湿膜层通过辊涂或者刮涂工艺在热塑性多孔透湿膜层至少一个表面上形成连续的反应型聚氨酯热熔胶胶膜后再与环境中水汽发生固化反应形成。

优选的，所述热塑性多孔透湿膜层由流延工艺或者吹塑工艺制备而成。

优选的，所述热塑性多孔透湿膜层与热固性无孔透湿膜层复合而成的厚度为10μm至100μm之间。

优选的，所述热塑性多孔透湿膜层与热固性无孔透湿膜层复合而成的克重为10gsm至70gsm。

本发明提出的一种新型防水透湿膜制备工艺，包括以下步骤：

S1、通过流延工艺或者吹塑工艺制备热塑性多孔透湿膜层；

S2、通过辊涂或者刮涂工艺在热塑性多孔透湿膜层至少一个表面上形成连续的反应型聚氨酯热熔胶胶膜；

S3、在适当的温度湿度和时间范围内，允许反应型聚氨酯热熔胶胶膜与环境中水汽发生固化反应，形成热固性无孔透湿膜层。

本发明提出的一种新型防水透湿膜的复合物，包括热固性无孔透湿膜层与热塑性多孔透湿膜层，所述热固性无孔透湿膜层的至少一侧粘接有热固性无孔透湿膜层，所述热塑性多孔透湿膜层远离热固性无孔透湿膜层的一侧粘接有热熔胶层，所述热熔胶层远离热塑性多孔透湿膜层的一侧粘接有纤维材料层，在纤维材料层远离热熔胶层的一侧设置有粘接剂，便于进行纤维材料层的连续粘接。

本发明提出的一种新型防水透湿膜的复合物制备工艺，包括以下步骤：

S1、通过流延工艺或者吹塑工艺制备热塑性多孔透湿膜层；

S2、在纤维材料一个表面上施加粘合剂，并与上述热塑性多孔透湿膜层形成双层复合物；

S3、通过辊涂或者刮涂工艺在上述双层复合物的膜面上形成连续的反应型聚氨酯热熔胶胶膜；

S4、在适当的温度湿度和时间范围内，允许反应型聚氨酯热熔胶胶膜与环境中水汽发生固化反应，形成热固性无孔透湿膜层。

本发明提供了一种新型防水透湿膜、新型防水透湿膜复合物及其制备工艺。具备以下有益效果：

(1)、该新型防水透湿膜、新型防水透湿膜复合物及其制备工艺通过热塑性多孔透湿膜层与热固性无孔透湿膜层间隔复合的方式使得该防水透湿膜具有良好的耐静水压能力，同时，该防水透湿膜及其复合物无微孔缺陷，并提高了提供优良的透湿度和阻隔性能，使防护服具备良好的防护效果。

(2)、该新型防水透湿膜、新型防水透湿膜复合物及其制备工艺通过流延工艺或者吹塑工艺制备热塑性多孔透湿膜层再通过辊涂或者刮涂工艺在热塑性多孔透湿膜层至少一个表面上形成连续的反应型聚氨酯热熔胶胶膜后，通过与环境中水汽发生固化反应，形成热固性无孔透湿膜层，生产方式易得到，成本相对较低。

(3)、该新型防水透湿膜、新型防水透湿膜复合物及其制备工艺能够根据不同需求，对新型防水透湿膜、新型防水透湿膜复合物及其制备工艺的层数进行快速叠加，达到不同的耐静水压效果与透湿率，提高该新型防水透湿膜、新型防水透湿膜复合物及其制备工艺的使用效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例一中新型防水透湿膜结构示意图；

图2为本发明实施例二中新型防水透湿膜结构示意图；

图3为本发明实施例三中新型防水透湿膜结构示意图；

图4为本发明新型防水透湿膜复合物的一种结构示意图；

图5为本发明新型防水透湿膜复合物的另一种结构示意图；

图6为本发明复合物实例性能检测图。

附图标号说明：

1、热塑性多孔膜层；2、热固性无孔透湿膜层；3、热熔胶层；4、纤维材料层。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1，本发明提出一种新型防水透湿膜，包括至少一层热塑性多孔透湿膜层1和至少一层热固性无孔透湿膜层2，热固性无孔透湿膜层2的克重是热塑性多孔透湿膜层1的克重的0.1倍-2.0倍，热固性无孔透湿膜层2在固化前通过挤出或涂层的工艺实施在热塑性多孔透湿膜层1的至少一个表面上，热塑性多孔透湿膜层1与热固性无孔透湿膜层2复合而成的厚度为10μm至100μm之间，热塑性多孔透湿膜层1的聚合物包括以下中的至少一者：聚乙烯，聚丙烯，聚酯，聚酰胺等，热塑性多孔透湿膜层1与热固性无孔透湿膜层2复合而成的克重为10gsm至70gsm，单层热固性无孔透湿膜层2克重不大于单层热塑性多孔膜层1重量的50％，热固性无孔透湿膜层2为聚氨酯膜层，通过流延工艺或者吹塑工艺制备热塑性多孔透湿膜层1，再通过辊涂或者刮涂工艺在热塑性多孔透湿膜层1至少一个表面上形成连续的反应型聚氨酯热熔胶胶膜后再与环境中水汽发生固化反应形成热固性聚氨酯膜层，这种生产方式易得到，成本相对较低，能够有效降低生产成本。

实施例二

在实施例一的基础上，该新型防水透湿膜包括至少一层热塑性多孔透湿膜层1和至少一层热固性无孔透湿膜层2，热固性无孔透湿膜层2之间直接或间接地夹有至少一层热塑性多孔透湿膜层1。

实施例三

在实施例一的基础上，该新型防水透湿膜包括至少一层热塑性多孔透湿膜层1和至少一层热固性无孔透湿膜层2，热塑性多孔透湿膜层1之间直接或间接地夹有至少一层热固性无孔透湿膜层2。

通过实施例二与实施例三，改变热塑性多孔透湿膜层1与热固性无孔透湿膜层2的层数与叠加方式，能够达到不同的耐静水压与透湿率，提高该新型防水透湿膜的使用效果。

本发明提出的一种新型防水透湿膜制备工艺，包括以下步骤：

S1、通过流延工艺或者吹塑工艺制备热塑性多孔透湿膜层1；

S2、通过辊涂或者刮涂工艺在热塑性多孔透湿膜层1至少一个表面上形成连续的反应型聚氨酯热熔胶胶膜；

S3、在适当的温度湿度和时间范围内，允许反应型聚氨酯热熔胶胶膜与环境中水汽发生固化反应，形成热固性无孔透湿膜层2。

本发明提出的一种新型防水透湿膜的复合物，包括热固性无孔透湿膜层2与热塑性多孔透湿膜层1，热固性无孔透湿膜层2的至少一侧粘接有热固性无孔透湿膜层2，热塑性多孔透湿膜层1远离热固性无孔透湿膜层2的一侧粘接有热熔胶层3，热熔胶层3远离热塑性多孔透湿膜层1的一侧粘接有纤维材料层4，其中，在纤维材料层远离热熔胶层的一侧设置有粘接剂，便于进行纤维材料层的连续粘接。

需要说明的是，该新型防水透湿膜的复合物的加工步骤为：

S1、通过流延工艺或者吹塑工艺制备热塑性多孔透湿膜层1；

S2、在纤维材料一个表面上施加粘合剂，并与上述热塑性多孔透湿膜层1形成双层复合物；

S3、通过辊涂或者刮涂工艺在上述双层复合物的膜面上形成连续的反应型聚氨酯热熔胶胶膜；

S4、在适当的温度湿度和时间范围内，允许反应型聚氨酯热熔胶胶膜与环境中水汽发生固化反应，形成热固性无孔透湿膜层2。

为了能够知晓新型防水透湿膜、新型防水透湿膜复合物及其制备工艺的性能，将对新型防水透湿膜、新型防水透湿膜复合物及其制备工艺进行性能检测，具体如下：

实验对比1

取聚乙烯·碳酸钙共混粒子,熔融温度为185℃，在根据ISO 1133进行测试时的体积熔体流量为10cm

实验对比2

采用实验对比1的15gsm的透气微孔膜，该微孔膜具有第一和第二表面。其中第二表面与22gsm SMS无纺布之间以喷胶的方法施加1.5gsm热熔胶，上胶温度＝161℃，形成一个薄膜/SMS复合物，并标识为“样品2A”

实验例3

采用实验对比1的15gsm的透气微孔膜。该微孔膜具有第一和第二表面。其中第二表面与22gsm SMS无纺布叠加为两层，但这两层之间没有施加任何粘合剂，使得微孔膜的第一表面可以被均匀地涂布一层PUR热熔胶胶膜。本实施例采用东莞聚力创新材料科技有限公司生产的PUTECH3329，密度＝1.05g/cc涂布辊温度为100℃，涂布线速160m/min。通过调节施胶辊转速比，胶膜的克重得以调节。然后涂有胶膜的上述微孔膜/SMS的两层叠加物与一层离型膜经过75PSI的压力后复合，形成一个四层的结构，然后卷绕在标准的3英寸直径的纸管上，制成样品卷，贮存在25℃，相对湿度65％的环境中，使其固化1天，更好是3天，最好是5天以上使用固化反应得以完成。对上述完成固化的4层的样品卷进行倒卷操作。因微孔膜和SMS之间没有施加粘合剂，SMS层可以轻易的分离出来。因为部分固化的PU膜不能粘合离型纸，离型纸层也可以轻易的分离出来。微孔膜和固化的PU膜牢固结合，形成一个含有热塑性多孔膜层和热固性无孔膜层的拒水透湿的双层薄膜。倒卷过程中分别收集上述SMS，离型纸膜，和拒水透湿双层膜。涂布过程中，通过调节施胶辊轮转速比来改变胶膜的克重，制成上述双层膜3A，3B&3C。

实验例4

采用实验对比1的15gsm的透气微孔膜。该微孔膜具有第一和第二表面，其中第二表面与22gsm SMS无纺布之间以喷胶的方法施加1.5gsm热熔胶。上述的微孔膜和SMS的两层复合物进入到热熔胶辊轮涂布机，使得微孔膜的第一表面可以被均匀地涂布一层PUR热熔胶胶膜。本实施例采用东莞聚力创新材料科技有限公司生产的PUTECH3329，密度＝1.05g/cc，涂布温度100℃，涂布线速160m/min。通过调节施胶辊轮转速比，胶膜的克重得以调节。然后涂有胶膜的上述微孔膜/SMS的两层复合物与一层离型纸在75PSI的压力后复合，形成一个5层的结构，然后卷绕在标准的3英寸直径的纸管上，制成样品卷，贮存在25℃，相对湿度65％的环境中，使其固化1天，更好是3天，最好是5天以上，使固化反应得以完成。固化之后该5层的复合物含有一个热塑性的多孔膜层和热固性的无孔膜层的拒水透湿的双层薄膜。其中的热固性PU聚氨酯膜层既有透湿和阻隔的作用。对上述完成固化的5层的样品卷进行倒卷操作。因为部分固化的PU聚氨酯膜不能粘合离型纸，离型纸层可以轻易的分离出来，制成SMS-热熔胶-微孔膜-固化的PU膜这一4层结构的复合物。该复合物含有热塑性多孔膜层和热固性无孔聚氨酯膜层的拒水透湿的双层薄膜。PUR胶膜涂布过程中，通过调节施胶辊轮转速比来改变胶膜的克重，制成上述4层结构的复合物样品4A，4B&4C。

实验例5

采用实验对比1的15gsm的透气微孔膜，该微孔膜具有第一和第二表面。其中第二表面与22gsm SMS无纺布之间以喷胶的方法施加1.5gsm热熔胶。上述的微孔膜和SMS的两层复合物进入到热熔胶辊轮涂布机，使得微孔膜的第一表面可以被均匀地涂布一层PUR热熔胶胶膜。本实施例采用东莞聚力创新材料科技有限公司生产的PUTECH3329，密度＝1.05g/cc，涂布温度100℃，涂布线速160m/min。通过调节施胶辊轮转速比，胶膜的克重得以调节。然后涂有胶膜的上述微孔膜/SMS的两层复合物与一层20gsm的SMS在75PSI的压力后复合，形成一个5层的结构，然后卷绕在标准的3英寸直径的纸管上，制成样品卷，贮存在25℃，相对湿度65％的环境中，使其固化1天，更好是3天，最好是5天以上，使固化反应得以完成。固化之后该5层的复合物含有一个热塑性的多孔膜层和热固性的无孔聚氨酯膜层的拒水透湿的双层薄膜。其中的热固性聚氨酯膜层既有透湿和阻隔的作用，也有与无纺布结合的作用。制成上述5层结构的复合物样品5A，5B&5C。

实验例6

采用实验对比1的15gsm的透气微孔膜，该微孔膜具有第一和第二表面。其中第二表面与22gsm SMS无纺布之间以喷胶的方法施加1.5gsm热熔胶。上述的微孔膜和SMS的两层复合物进入到热熔胶辊轮涂布机，使得微孔膜的第一表面可以被均匀地涂布一层PUR热熔胶胶膜。本实施例采用东莞聚力创新材料科技有限公司生产的PUTECH3329，密度＝1.05g/cc。涂布温度100℃，涂布线速160m/min。通过调节施胶辊轮转速比，胶膜的克重得以调节。然后涂有胶膜的上述微孔膜/SMS的两层复合物与一层15gsm的高透气微孔膜在75PSI的压力后复合，形成一个5层的结构，然后卷绕在标准的3英寸直径的纸管上，制成样品卷，贮存在25℃，相对湿度65％的环境中，使其固化1天，更好是3天，最好是5天以上，使固化反应得以完成。固化之后该5层的复合物含有一个热塑性的多孔膜层和热固性的无孔聚氨酯膜层的拒水透湿的ABA结构的薄膜。其中的热固性聚氨酯膜层既有透湿和阻隔的作用，也有粘合两层微孔膜的作用。涂布过程中，通过调节施胶辊轮转速比来改变胶膜的克重，制成上述5层结构的复合物样品6A，6B&6C。

实验例7

采用实验对比1的15gsm的透气微孔膜，该微孔膜具有第一和第二表面。其中第二表面与22gsm SMS无纺布之间以喷胶的方法施加1.5gsm热熔胶。上述的微孔膜和SMS的两层复合物进入到热熔胶辊轮涂布机，使得微孔膜的第一表面可以被均匀地涂布一层PUR热熔胶胶膜。涂布温度100℃，涂布线速160m/min。通过调节施胶辊轮转速比，胶膜的克重得以调节。然后涂有胶膜的上述微孔膜/SMS的两层复合物与另一组上述微孔膜/SMS两层复合物的微孔膜面在75PSI的压力后复合，使得PUR胶膜夹在两层微孔膜之间，形成一个6层的结构，然后卷绕在标准的3英寸直径的纸管上，制成样品卷，贮存在25℃，相对湿度65％的环境中，使其固化1天，更好是3天，最好是5天以上，使固化反应得以完成。固化之后该6层的复合物将含有一个ABA结构的无孔的拒水透湿不透气的复合膜，外面的SMS层与该复合膜通过热塑性热熔胶粘合起来。上述ABA结构的复合膜的A层是热塑性微孔膜，B层是热固性无孔透湿聚氨酯膜。本实施例所得多层复合物7A，7B和7C。

实验对比8

采用实施例5中的20gsm SMS无纺布，该SMS的SB层的纤维细度通常在10-15微米，两个SB层的克重占SMS总克重的60％-95％，M层的纤维细度通常在0.5-10微米，M层的克重占SMS总克重的5％-40％。该SMS具有第一表面(压花面)和第二表面(光辊面)。该SMS进入到热熔胶辊轮涂布机，使得该SMS的第二表面可以被均匀地涂布一层PUR热熔胶胶膜，并与一层离型纸复合。涂布温度100℃，涂布线速160m/min。通过调节施胶辊转速比，胶膜的克重得以调节。上述复合物经过施加75PSI的压力后复合，形成一个3层的结构，然后卷绕在标准的3英寸直径的纸管上，制成样品卷，贮存在25℃，相对湿度65％的环境中，使其固化1天，更好是3天，最好是5天以上，使固化反应得以完成。固化之后该3层的复合物含有一个热塑性的多孔纤维膜层和一个热固性的聚氨酯膜皮层的拒水透湿的双层薄膜。对上述完成固化的3层的样品卷进行倒卷操作。将外层的离型纸与中间的膜层分离出来。分别收集上述离型纸层和中间膜层，制成拒水透湿的双层复合物8A，8B。

请参阅图6，通过本发明制备的新型防水透湿膜、新型防水透湿膜复合物及其制备工艺具有良好的耐静水压能力，同时通过针孔测试没有微孔缺陷，并且仍具有一定的透湿率。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。