一种防水布料及其制备方法与流程

本发明属于纺织领域，尤其涉及一种防水布料及其制备方法。

背景技术：

1、布料是装饰材料中常用的材料，用于制作装饰性服装以及各类的装饰性布艺制品中。其通常包括有化纤地毯、无纺壁布、亚麻布、尼龙布、彩色胶布、法兰绒等各式布料。此外，随着布料科技的进步，其还被广泛地用于消防、武装、医疗等领域中，但随着而来的也是对于布料性能需求的提升。

2、如目前而言布料最普遍存在的特种性能需求即防水透气性能需求，因而延伸出防水透气布料这一独特分支。防水透气布料的主要功能有：防水、透湿、透气、绝缘、防风、保暖。从制作工艺上讲，防水透气布料的技术要求要比一般的防水布料高的多；同时从品质上来看，防水透气布料也具有其他防水布料所不具备的功能性特点。防水透气布料在加强布料气密性、水密性的同时，其独特的透气性能，可使结构内部水气迅速排出，避免结构滋生霉菌，并保持人体始终干爽，完美解决了透气与防风、防水、保暖等问题，是一种健康环保的新型布料。真正的防水布料长期处于潮湿的气候环境中也能经得住渗水压力，不渗水。

3、但是，现有的防水布料却普遍存在着防水不防渗、透气不抗渗，且防水性和透气性难以有效兼具的问题，导致其实际使用上仍受到较大的局限。

技术实现思路

1、为解决现有的防水布料防水性和透气性两者兼具程度相对较差，并且大多数防水布料不具备抗渗性能，对有机溶液体系以及血液等生物体液的抗渗性较差等问题，本发明提供了一种防水布料，以及该防水布料的制备方法。

2、本发明的目的在于：

3、一、确保布料具有良好的防水透气性能；

4、二、使得布料具备良好的阻燃性能；

5、三、强化布料的抗渗性能。

6、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

7、一种防水布料的制备方法，

8、所述方法包括：

9、1)制备有机-金属复合纤维，将其作为改性掺杂纤维；

10、2)将步骤1)所制得的改性掺杂纤维与纺织纤维混合进行纺织制得半成品布料；

11、3)将半成品布料以碱性有机溶剂浸润后滤出，并依次进行紫外改性和烘干，制得防水布料。

12、作为优选，

13、步骤1)所述有机-金属复合纤维由静电纺丝为有机载体纤维后在有机载体纤维表面喷镀金属和/或金属化合物构成。

14、作为优选，

15、所述有机载体纤维的静电纺丝过程包括：将含端氨基的长链聚合物、甲基苯氰酸类化合物和二异氰酸酯类化合物混合为中间体后加入四氢呋喃、聚乙二醇和乙醇，混合均质后进行静电纺丝得到有机载体纤维。

16、作为优选，

17、所述含端氨基的长链聚合物为氨丙基封端聚二甲基硅氧烷；

18、所述甲基苯氰酸类化合物为4,4-亚甲基二(2,6-二乙基苯基异氰酸酯)；

19、所述二异氰酸酯类化合物为异佛尔酮二异氰酸酯。

20、作为优选，

21、所述含端氨基的长链聚合物、甲基苯氰酸类化合物和二异氰酸酯类化合物的用量质量比为20：(4～6)：(0.9～1.2)；

22、所述含端氨基的长链聚合物、甲基苯氰酸类化合物和二异氰酸酯类化合物混合均匀后于160～170℃条件下搅拌预反应4～8h，得到中间体；

23、所述中间体、四氢呋喃、聚乙二醇和乙醇的用量质量比为8：(1.8～2.2)：(1.3～1.7)：(1.8～2.2)。

24、作为优选，

25、所述静电纺丝控制所得有机载体纤维线径为20～50μm。

26、作为优选，

27、所述金属和/或金属化合物为镍基合金；

28、所述镍基合金成分包括3～6wt％硼、4～7wt％硅、25～35wt％铜和余量的镍及不可避免的杂质。

29、作为优选，

30、步骤2)所述改性掺杂纤维用量为纺织纤维的12～15wt％，且混合前将改性掺杂纤维切断至其长度≤5mm；

31、所述纺织纤维为pet纤维和/或pa纤维和/或pu纤维和/或芳纶纤维和/或棉纤维。

32、作为优选，

33、步骤3)所述紫外改性将采用300～400w高压紫外汞灯置于半成品布料上方2～3dm处垂直照射3～5min。

34、一种防水布料。

35、本发明主要是通过了一种特种短纤维掺杂实现了对布料纤维的强化，从而实现对布料性能的改进。具体的，本发明所用的特种短纤维是经特殊处理的有机无机复合纤维，通过有机成分来协调改善布料的力学性能，再以无机金属成分实现特种性能的强化。

36、其中，有机成分中主要起到强化作用的是氨丙基封端聚二甲基硅氧烷，其通过氨基化聚硅氧烷能够形成电子云堆积、疏水作用、氢键等非共价相互作用，促进有机硅弹性材料的聚合物链组成网络。该聚合物链网络在弱酸性和中性(ph值5.5～7.5)条件下具有室温自修复性，即能够显著提高织物的耐用性和使用寿命。

37、此外，将环状双烯加成形成的动态碳碳键或双硫键或硼酸酯键引入聚硅氧烷链段或侧链段，形成的动态交联点可用来构建有机硅弹性网络，增加布料韧性，并且在紫外照射条件下会形成分子弹性体网络，同时构成的纤维会产生特殊结构。因此，本发明还加入了甲基苯氰酸类化合物和二异氰酸酯类化合物，以在布料织制成型后配合紫外处理，以提高布料的动态密度。同时完成纤维编织的布料在高强度的高压汞灯的紫外照射下，可以使纤维内部三维空间内整齐而有规律的点阵排列结构呈现不规则排列的各种凝聚态晶态结构，引起大分子排列紊乱，堆砌比较疏松，形成较多的缝隙孔洞，结构强度下降，但是由于受到动态环状分子结构影响，所以纤维会出现中空的多个单向夹层，使布料具备抗皱性和透湿拒水能力。且受各向不均匀力的影响，纤维间会重新排布成为菱形网络结构，提高布料透气性。动态环状分子结构由于c＝n键上碳原子和氮原子的电负性不同，碳原子与氮原子分别带有部分正电荷和负电荷，氮原子上的部分负电荷会使得亚胺呈现相对碱性，产生偶极特性，会促进c＝n双键发生环加成反应，氮原子上负电荷易受其他亲电基团吸引，环加成所产生的环上无法确定π-σ键在电子云的准确位置，形成一个类似大π键动态环状分子结构。使得布料对有机溶剂以及生物体液等产生抗拒性并强化布料的疏水性，但所形成的弹性网络仍保持有三维多孔，因而保持有较良好的透气性。

38、并且，在紫外改性过程中，在碱性条件下，以有机硅丙烯酸共聚物(sas)和分子聚合物n-配位聚二甲基硅氧烷为原料，运用溶胶-凝胶法原理，进行原位生长硅溶胶颗粒，制作涂层材料，涂层在具有超疏水性能的同时兼具良好的稳定性和室温自修复能力，含有c＝c官能团的硅氧烷与丙烯酸单体在引发剂作用下可以聚合生成有机硅改性丙烯酸树脂，利用均含有不饱和双键的硅氧烷与丙烯酸酷类单体进行自由基共聚反应，从而在聚合物主链上引入有机硅氧烷链段，制得性能稳定的可交联有机硅丙烯酸树脂，该涂层对基底展现出普遍的适应性，涂层耐酸碱、耐有机溶剂、耐紫外老化和耐高温性能好，能够承受至少12000次的磨损。另一方面，本发明还对特种短纤维进行了金属喷镀处理。金属喷镀处理主要成分是镍，对于本发明而言镍可以催化各种偶联反应，相比金属钯，镍在催化循环的关键的氧化加成步骤中的价态是一价，因此电负性更低，氧化加成的活性更高，同时更加安全、成本更低。另外形成的c-ni烷基中间态比金属钯更加难以进行β消除，因此较难发生副反应，除了偶联反应，镍还可以催化会促进c＝n双键发生环加成反应。

39、而仅仅金属镍的喷镀效果不好，甚至于喷镀过程中容易导致纤维载体产生烧蚀现象。因而本发明采用特定的镍合金进行喷镀处理。合金中掺杂了硼和硅元素能够显著降低合金熔点，扩大固液相线温度区，形成低熔共晶体，以降低喷镀所需的温度，减少了纤维载体的烧蚀，而铜则提高了喷镀镀层的耐蚀性和抗菌性，此外铜的引入使得镍在紫外照射下的光催化能力更加稳定可控。

40、本发明的有益效果是：

41、本发明技术方案处理所得的防水布料能够有效应用于特殊领域使用，具有良好的防水抗渗性能，同时保有优秀的透气性，以及一定耐化学品腐蚀能力和抗磨损能力，能够广泛用于医疗布制品以及消防布制品等制作。