專利名稱：抗菌防水透濕復(fù)合功能材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗菌防水透濕復(fù)合功能材料，具體涉及一種防水透濕聚氨酯 (PU)/納米抗菌粒子(NAP)復(fù)合功能材料及其制備方法，本發(fā)明還涉及該防水透濕聚氨酯 (PU)/納米抗菌粒子(NAP)復(fù)合功能材料在制備醫(yī)用防護(hù)服方面的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用于織物層壓或涂層的防水透濕材料主要有兩類主流材料，一類是聚四 氟乙烯(PTFE)薄膜，另一類是嵌段聚氨酯(PU)乳液和薄膜。其中，PTFE主要以層壓的方式與織物進(jìn)行層壓整理。PTFE薄膜有兩代產(chǎn)品，第一 代產(chǎn)品為微孔薄膜，微孔的直徑遠(yuǎn)小于水滴或霧滴的直徑(200 μ m)，但是遠(yuǎn)大于水汽的直 徑(0.4Χ10_4μπι)，從而實(shí)現(xiàn)防水透濕。由于PTFE本身的惰性，不能夠與織物進(jìn)行良好的 粘合，為此，開發(fā)了第二代PTFE薄膜。使用時(shí)一般將PTFE薄膜與親水性薄膜層壓在一起成 為復(fù)合薄膜，此時(shí)的透濕機(jī)理為，親水薄膜分子中親水基團(tuán)的“化學(xué)階梯石”作用，即通過吸 附_擴(kuò)散_解吸方式，水蒸氣分子沿著階梯從高濕度一側(cè)遷移到低濕度一側(cè)，進(jìn)行透濕。雖 然PTFE面料的防水透濕性能出色，但是由于該類薄膜難以被自然界降解，大規(guī)模的應(yīng)用使 得PTFE漸漸成為環(huán)境的殺手。因此，在環(huán)境保護(hù)主義大行其道的今天，PTFE面臨著環(huán)保的 危機(jī)。而且，PTFE價(jià)格貴，經(jīng)過PTFE整理后，織物的柔軟性和懸垂性也不盡人意。PU乳液或薄膜是以涂層或?qū)訅旱募夹g(shù)制備防水透濕織物，PU大分子中含有大 量的極性基團(tuán)，分子間作用力很強(qiáng)，因此具有優(yōu)良的成膜性，并能與織物進(jìn)行良好的粘合。 PU涂層為無孔薄膜，膜的連續(xù)性使其具有優(yōu)異的防水性，而透濕機(jī)理則以“功能微孔” 和親水基團(tuán)的“化學(xué)階梯石”兩種方式同時(shí)作用。一方面PU中的極性基團(tuán)或親水基團(tuán)， 如-OH、-NHCOO-、-SO3H、-COOH等的“化學(xué)階梯石”作用，使水蒸氣分子沿著階梯從高濕度一 側(cè)遷移到低濕度一側(cè)；另一方面PU由軟鏈段(可逆相)和硬鏈段(固定相)組成，其中固 定相具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和結(jié)晶熔融溫度(Tm)，而可逆相在15°C -60°c溫度 范圍內(nèi)有明顯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和結(jié)晶熔融溫度(Tm)。如果把Tg或Tm設(shè)定為人體 需求的舒適溫度，當(dāng)環(huán)境溫度低于Tg或Tm時(shí)，聚合物分子鏈段的運(yùn)動(dòng)被凍結(jié)，聚合物處于 結(jié)晶態(tài)或玻璃態(tài)，分子鏈的致密排列使得透濕量較??；而當(dāng)環(huán)境溫度高于Tg或Tm時(shí)，聚合 物的大分子鏈段解凍而處于橡膠態(tài)，高分子的鏈間間隙(自由體積)明顯增大，從而具有高 透濕量。嵌段功能PU材料的這種透濕性即穿著舒適性可通過人體或外界環(huán)境溫度的變化 而自行調(diào)節(jié)，具有智能化的功效。因此，PU涂層或?qū)訅壕哂心芘c織物良好的粘合，無孔膜的連續(xù)性使其具有優(yōu)異的 防水性，固定相和可逆相構(gòu)成的嵌段化學(xué)結(jié)構(gòu)使其通過“功能微孔”和“化學(xué)階梯石”兩種 方式實(shí)現(xiàn)透濕性，而且這種透濕性能具有智能化的功效且價(jià)格較低。此外，PU乳液，減少了 有機(jī)溶劑的使用，綠色環(huán)保。更重要的是，PU比PTFE價(jià)格便宜。目前對于防水透濕織物的多功能化研究，即使防水透濕織物同時(shí)具有抗菌、保 暖、阻燃、抗靜電、防紫外等特殊功能的研制，國內(nèi)外現(xiàn)在還處于起步階段。獲取防水透濕功能與其它功能復(fù)合的途徑大多數(shù)采用功能納米粒子與防水透濕材料進(jìn)行物理共混的形式， 此法容易出現(xiàn)納米粒子分散不均勻、團(tuán)聚，無機(jī)納米粒子與聚合物相容性不好，以及影響防 水透濕材料的力學(xué)性能等現(xiàn)象，因此其應(yīng)用也就受到一定的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種抗菌防水透濕聚氨酯(PU)/納米抗菌粒子 (NAP)復(fù)合功能材料及其制備方法和應(yīng)用，利用無機(jī)/有機(jī)雜化理論，對功能納米抗菌粒子 (NAP)進(jìn)行表面修飾后，將其以化學(xué)鍵接枝到防水透濕PU材料上，從而良好的改善功能納 米粒子的分散性和與聚合物之間的相容性，獲得功能持久的抗菌防水透濕復(fù)合功能織物， 最后再采用涂層技術(shù)，將所獲得的復(fù)合功能織物制備成抗菌防水透濕醫(yī)用防護(hù)服產(chǎn)品。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種抗菌防水透濕復(fù)合功能材料，包括如下重量比的組分防水透濕聚氨酯(PU) 92-98份；納米抗菌粒子(NAP) 2-8份。所述防水透濕聚氨酯由多元醇、二元或多元異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑制備而成。所述多元醇為聚醚型或聚酯型。所述二元或多元異氰酸酯為芳香族、脂肪族或脂環(huán)族。所述擴(kuò)鏈劑為小分子二醇或二胺類。所述納米抗菌粒子為納米Ag+，其粒徑為10-80nm。上述抗菌防水透濕復(fù)合功能材料的制備方法，包括以下步驟1)對納米抗菌粒子進(jìn)行化學(xué)修飾，使其穩(wěn)定的分散在水中，并且被雙官能團(tuán)的偶 聯(lián)劑活化，形成A組分，其化學(xué)反應(yīng)式如下
權(quán)利要求
一種抗菌防水透濕復(fù)合功能材料，其特征在于，包括如下重量比的組分防水透濕聚氨酯 92 98份；納米抗菌粒子2 8份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌防水透濕復(fù)合功能材料，其特征在于，所述防水透濕聚 氨酯由多元醇、二元或多元異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑制備而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗菌防水透濕復(fù)合功能材料，其特征在于，所述多元醇為聚 醚型或聚酯型。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗菌防水透濕復(fù)合功能材料，其特征在于，所述二元或多元 異氰酸酯為芳香族、脂肪族或脂環(huán)族。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗菌防水透濕復(fù)合功能材料，其特征在于，所述擴(kuò)鏈劑為小分子二醇或二胺類。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌防水透濕復(fù)合功能材料，其特征在于，所述納米抗菌粒 子為納米Ag+，其粒徑為10-80nm。
7.一種制備如權(quán)利要求1所述的抗菌防水透濕復(fù)合功能材料的方法，包括以下步驟 1)對納米抗菌粒子進(jìn)行化學(xué)修飾，使其穩(wěn)定的分散在水中，并且被雙官能團(tuán)的偶聯(lián)劑活化，形成A組分，其化學(xué)反應(yīng)式如下
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述雙官能團(tuán)的偶聯(lián)劑為Ν-β-(氨 乙基)-Y -氨丙基三甲氧基硅烷。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述聚氨酯的軟段和硬段的質(zhì)量比 為 1 2. 5 1 4。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述酮肟為丁酮肟。
11.所述抗菌防水透濕復(fù)合功能材料在織物方面的應(yīng)用，其特征在于，選用具有活 潑-H基團(tuán)的酮肟類有機(jī)小分子，對聚氨酯/納米抗菌粒子復(fù)合物預(yù)聚體進(jìn)行封端反應(yīng)，并 對織物進(jìn)行涂層時(shí)，調(diào)節(jié)溫度將封端的異氰酸酯解封，與織物上的羥基-OH反應(yīng)生成氨基 甲酸酯結(jié)構(gòu)，在聚氨酯/納米抗菌粒子復(fù)合物與織物間生成化學(xué)鍵而達(dá)到牢固的粘合作 用，其化學(xué)反應(yīng)式如下
12.所述抗菌防水透濕復(fù)合功能材料在制備醫(yī)用防護(hù)服中的應(yīng)用,
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抗菌防水透濕復(fù)合功能材料，包括如下重量比的組分防水透濕聚氨酯92-98份，納米抗菌粒子2-8份；其制備方法包括以下步驟1)納米抗菌粒子的化學(xué)修飾；2)防水透濕功能聚氨酯預(yù)聚體的制備；3)化學(xué)修飾后的納米抗菌粒子與防水透濕功能聚氨酯預(yù)聚體的化學(xué)接枝反應(yīng)，最終制得本發(fā)明的抗菌防水透濕聚氨酯/納米抗菌粒子復(fù)合功能材料，采用涂層技術(shù)，使該功能材料與織物作用，可制備成抗菌防水透濕醫(yī)用防護(hù)服產(chǎn)品，經(jīng)檢測，該醫(yī)用防護(hù)服具有較好的抗菌、防水、透濕性能。
文檔編號(hào)D06M15/564GK101987885SQ20091014438
公開日2011年3月23日 申請日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者嚴(yán)德正 申請人:合肥普爾德醫(yī)療用品有限公司