柔性防水透水汽的復(fù)合材料及其形成方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及柔性復(fù)合材料，特別涉及一種柔性防水透水汽復(fù)合材料及其形成方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]用于雨衣的材料是已知的，它們具有一層發(fā)泡微孔聚四氟乙烯(ePTFE)或多孔聚丙烯，參見Gore等的美國專利4，194,041或Henn的美國專利4，969，998。在Gore的美國專利3，953，566中揭示的發(fā)泡微孔防水聚四氟乙烯材料特別適用于此用途。它是防水的，但能使汗水通過。聚氨酯類和其它聚合物也可用于此用途。為了使用于織物方面(textilesector)的材料具有良好的柔韌性，所述微孔層應(yīng)制得盡可能薄。然而，膜比較薄通常會導(dǎo)致性能降低，而且涂層薄具有防水性下降的危險。
美國專利4，194，041提到了在微孔聚合物上使用另外的涂層，該涂層是基于薄的不透氣涂層，它由聚醚聚氨酯或聚全氟磺酸組成，通過擴(kuò)散運(yùn)送水汽分子。使用該薄的涂層以減少表面活性劑和污染物透過聚合物。由于聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，在微孔結(jié)構(gòu)上的這種單一涂層顯示出高的運(yùn)送水分子通過聚合物材料的能力(高的透水汽性)。該薄膜應(yīng)制得盡可能薄，以不影響柔韌性，并向復(fù)合材料提供充分的保護(hù)。而且，對于較厚的單一薄膜，透水汽性大大降低。
美國專利4，969，998中揭示了一類復(fù)合膜。在該膜中，內(nèi)層材料部分滲入微孔外層的孔中。作為微孔外層的材料，提到了微孔發(fā)泡聚四氟乙烯。作為內(nèi)層，提到了聚醚-聚硫醚。后一材料在一定程度上填入微孔層的孔中，但始終是密封的、無定形的和無孔的。據(jù)報道，該復(fù)合材料的透濕氣率高于上述層壓材料的透濕氣率。然而，當(dāng)該復(fù)合材料用作雨衣的紡織層壓材料時，發(fā)現(xiàn)在極大的運(yùn)動負(fù)荷下形成大量汗液，后者并不總能消散在環(huán)境中而沒有殘留物。殘留在服裝內(nèi)的汗液對于良好的觸覺和穿著舒適有不良的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種柔性防水透水汽復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。
[0004]為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括:
一種柔性防水透水汽的復(fù)合材料，它包括:
微孔聚合物薄膜層a，該聚合物是防水且可透水汽的；
不透氣聚合物層b，該層可透水汽；
微孔聚合物薄膜層C，它是可透水汽的且親水的；
所述不透氣聚合物層b粘附在所述微孔聚合物薄膜層a的一面，所述微孔聚合物薄膜c粘附于所述微孔聚合物薄膜層a的另一側(cè)。
[0005]為了獲得柔韌性，這些層應(yīng)是薄的。
微孔聚合物具有穿透內(nèi)部結(jié)構(gòu)的孔隙，形成從一面到另一面的相互連接的連續(xù)的氣體通路?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)服裝中使用含有層C的復(fù)合材料且該層在最里面時，從里到外的透濕氣率出人意料地大于其它不含親水層的三層復(fù)合材料之一的透濕氣率。這一令人吃驚的現(xiàn)象可能是由于當(dāng)界面上存在水時，中間層b的透濕氣率以過量比例增加的緣故。具有親水性能的微孔內(nèi)層的作用就象海綿類，吸收形成的汗液，并將其散布于較大的表面積上，使邊界層至內(nèi)部擴(kuò)散層上的單個水分子容易通過，或者以較高的濃度進(jìn)入溶液，因此更快地遷移或擴(kuò)散至外側(cè)，微孔層(C)可以是本來就具有親水性的，或者是使用已知的方法賦予其親水性的，
進(jìn)一步的，所述層a的微孔聚合物選自氟聚合物、聚烯烴、聚酰胺、聚酯、聚砜、聚醚砜、聚碳酸酯、聚氨酯及其混合物，所述氟聚合物包括聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯，所述聚烯烴，如聚乙烯或聚丙烯。優(yōu)選的，所述層a的微孔聚合物選自聚四氟乙烯。
[0006]優(yōu)選的，層b為聚氨酯。
[0007]本發(fā)明以實施方案之一，一種形成上述任一項所述柔性防水透水汽的復(fù)合材料的方法，它包括以下步驟:
(1)形成可透水汽但防水的微孔聚合物薄膜a；
(2)形成不透氣但可透水汽的聚合物b;
(3)形成可透水汽且親水性的微孔聚合物薄膜c;
(4)將這些聚合物粘合在一起形成三層的層壓材料。
[0008]進(jìn)一步的，所述透水汽且親水性的微孔聚合物薄膜c選自四氟乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物、聚丙烯酸及其共聚物、聚丙烯酰胺及其共聚物、聚乙酸乙烯酯(PVA)、聚苯乙烯磺酸鹽、聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)、親水性聚硅氧烷；陰離子、陽離子、非離子或兩性表面活性劑或混合物以及上述物質(zhì)的復(fù)合體的水溶液、醇溶液或水/醇溶液。
本發(fā)明另一實施方案之一，一種形成上述任一項所述柔性防水透水汽的復(fù)合材料的方法，其特征在于它包括以下步驟:
(1)形成可透水汽但防水的微孔聚合物薄膜a；
(2)形成不透氣但可透水汽的聚合物b;
(3)形成可透水汽且經(jīng)親水性材料處理的微孔聚合物薄膜c；
(4)將這些聚合物粘合在一起形成三層的層壓材料。
[0009]進(jìn)一步的，用親水性材料進(jìn)行處理是通過將該材料以液態(tài)如該材料的熔體，或者溶液或乳膠分散體表面浸潰在所述液體中，或?qū)⑺鲆后w涂抹、噴涂、輥涂或刷涂在表面而完成，施用一直進(jìn)行到該微孔結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面被涂覆，但孔中未充填該液體，因為否則的話將破壞或大大降低該層的透水汽性能。因此，親水性材料的存在對孔隙度幾乎沒有影響；這就是說，限定微孔聚合物中孔隙的壁最好僅帶有很薄的所述材料涂層。該材料的施用可在各種溶液或分散體濃度、固體含量和/或在各種溫度或壓力下進(jìn)行。
[0010]含有上述柔性防水透水汽復(fù)合材料的服裝。
[0011]進(jìn)一步的，所述柔性防水透水汽復(fù)合材料層壓于織物層的一面或兩面。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點包括:
(1)本發(fā)明的復(fù)合材料可層壓于織物的一面或兩面，所得到的材料可用于制造防水但可透水汽的服裝，再雨衣和運(yùn)動服裝等上面有廣泛用途；
(2)該復(fù)合材料也可用于其它工業(yè)領(lǐng)域，它可用于從溶液、蒸餾液、污水濃縮液、濃縮汁或生物體系中去除低分子量的分子，也可用于滲析領(lǐng)域；
(3)本發(fā)明織物從里面通過孔滲入的水份將首先形成水滴，然而，該水滴通過毛細(xì)管力重新被送入該內(nèi)層，并送入中間層b，在該表面，水分布在表面并“轉(zhuǎn)變”成水汽排出，使該復(fù)合材料有氣孔但不導(dǎo)致泄漏。
【具體實施方式】
[0013]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本案發(fā)明人經(jīng)長期研究和大量實踐，得以提出本發(fā)明的技術(shù)方案。如下將對該技術(shù)方案、其實施過程及原理等作進(jìn)一步的解釋說明。
[0014]用多種方法中的任何一種方法將不透氣的聚合物層b與聚合物層a和c復(fù)合。不透氣的聚合物可以液體混合物的液態(tài)施用，或者可以固態(tài)薄片形式施用。如果該聚合物是以薄片的形式，則可通過使這些薄片通過夾輥或施用可吸入的粘合劑將它層壓于疏油性膜片。適宜的用于層(b)的聚合物有透水汽但不透空氣的聚氨酯。它可進(jìn)行預(yù)交聯(lián)或施用之后進(jìn)行交聯(lián)。微孔層c可進(jìn)行預(yù)處理，使它具有親水性。這可在層b固定之前或之后進(jìn)行。
在一種制造三層復(fù)合材料的方法中，使用輥涂機(jī)將預(yù)交聯(lián)的聚氨酯樹脂與固化劑一起施用于第一片ePTFE薄膜，該涂層重量可為，例如，10克/平方米。然后施用另一片微孔ePTFE層，將用此方法接合的層送入兩個壓輥之間的狹縫，使尚未完全交聯(lián)的樹脂被壓制到一定的程度進(jìn)入微孔結(jié)構(gòu)并滲入孔中。然而，如DE-PS2925318中所述，該聚氨酯樹脂可作為成品薄膜首先粘附于一層。然后經(jīng)上述處理，使一微