一种环保型PTFE服装膜的制备方法与流程

本申请涉及功能性纺织复合膜材料，具体涉及一种环保型 ptfe 服装膜及其制备方法。

背景技术：

1、功能性纺织复合膜材料在户外防护服装、工装及极限运动装备领域具有广泛的应用，是决定服装防水透湿性能与穿着舒适度的核心组件。目前，行业内普遍采用ptfe微孔复合膜作为主要防护材料，其制备工艺通常包括将高氟含量的ptfe树脂与有机溶剂混合配制成分散液，通过浸渍或涂布方式附着于聚酯或聚酰胺等织物基材表面，随后经过热压成型、高温烧结使树脂熔融结晶形成微孔结构，部分产品还会进行额外的表面涂层处理以赋予特定的功能特性。现有的技术方案侧重于利用ptfe本身的化学惰性和微孔结构来实现液态水阻隔与水蒸气透过，并通过调整加工温度和时间来控制膜层的物理形态，现有公开专利cn117024839-a：一种透气耐水洗双组份聚四氟乙烯防水透湿服装膜及制备方法，该专利核心采用双组份聚氨酯搭配常规ptfe粉体，通过浸-轧-烘常规复合工艺制备防水透湿服装膜，核心侧重提升膜体基础耐水洗和防水透湿性能，专利存在的核心技术缺陷是原料端仍采用全氟纯ptfe树脂体系，未采用低氟生物基改性原料，材料降解性极差，废弃后氟化物残留污染严重，不符合当下纺织行业环保限氟、绿色生产的政策要求，环保适配性不足。

2、针对以上现有技术存在的环保性差、工艺匹配度低、成品性能单一、耐用性不足、加工易出缺陷等问题，本申请研发一款环保型低氟生物基ptfe服装膜制备方案，通过原料配比优化、低溶剂分散工艺、低温热压成型、等离子表面改性、预固化除溶剂、精准温度烧结以及无氟亲水抗菌涂层复合，实现膜层防水、透湿、耐水洗、抗紫外、抗菌、环保可降解多重效果，适配高强度工装和户外极限运动防护服使用需求。

技术实现思路

1、本申请提供了一种环保型ptfe服装膜及其制备方法，可以解决传统ptfe服装膜环保性差、溶剂用量大、分散不均、复合牢度不足、功能单一及水洗后性能衰减快等技术问题。

2、为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、本申请的第一方面提供了一种环保型ptfe服装膜的制备方法，该制备方法包含如下步骤：

4、s1原料选择：选用高纯度ptfe树脂或生物基ptfe替代材料作为主要原料，生物基ptfe替代材料氟含量控制在58%～65%，具备可降解特性，同时保证材料整体使用强度，所用ptfe树脂粒径为30～60μm，熔点327℃；

5、s2低溶剂分散处理：选取二甲基亚砜、乙醇水溶液等低挥发溶剂，与ptfe树脂混合配制分散液，原料与溶剂体积比控制在1:8～1:12，采用30khz、500w超声波分散处理45min，使ptfe粉体均匀分散，保证分散液体系稳定；

6、s3膜层成型加工：将聚酯纤维、聚酰胺类织物基材浸入ptfe分散液中，浸渍时长10～15min，使ptfe物料均匀附着在基材表面，浸渍完成后放入热压机，设定热压温度160℃～175℃，压力2～4mpa，保压3～6min，使ptfe适度渗入基材表层，形成稳定复合膜层；

7、s4表面改性处理：将成型膜体放入等离子处理设备，氩气氛围下采用300w功率处理3min，提升膜层表面亲水性能，使表面能不低于50mn/m，同步改善膜体透气与耐污性能；

8、s5预固化干燥：改性完成后的膜体置于烘箱内，120℃～140℃烘干10～15min，充分去除残留溶剂，稳定膜层结构；

9、s6高温烧结成膜：将预干燥后的膜体送入烧结炉，烧结温度控制在330℃～335℃，保温烧结40min，在氮气或其他惰性气体保护下完成熔融结晶；

10、s7无氟亲水涂层整理：烧结后的膜体自然冷却至室温，再浸入无氟亲水涂层液；涂层液按重量份配比：水性聚氨酯10～12份、水性多异氰酸酯交联剂1～2份、纳米二氧化硅或纳米二氧化钛0.5～1份、补足纯水100份，涂覆完成后，在90℃～120℃条件下热交联3～8min。

11、在一种可选的实施例中，该膜孔隙率为80%～88%，平均孔径0.2～0.4μm，耐水压≥100kpa，24h 透湿率≥10000g/㎡・24h，适合户外防护面料加工使用。

12、在一种可选的实施例中，经等离子改性配合无机填料协同作用，膜体表面能可达55mn/m以上，具备良好抗污与抗紫外能力，紫外线透过率低于5%，满足uv400防护要求。

13、在一种可选的实施例中，该复合膜经过10次标准水洗测试后，耐水压保留率不低于90%，透湿率保留率不低于95%，长期使用稳定性良好。

14、在一种可选的实施例中，膜体拉伸强度50～100mpa，断裂伸长率100%～150%，能够满足高强度防护服装的加工与使用要求。

15、在一种可选的实施例中，在亲水涂层中添加纳米银、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛功能性填料，提升膜体抗菌能力，对常见致病菌抑菌率可达99%以上。

16、本申请的第二方面提供了一种环保型 ptfe 服装膜，由前述任意一项制备方法制备得到，该膜兼具防水、透湿、抗污、抗紫外性能，耐用性优异，适用于工装及户外运动面料。

17、有益效果：

18、本申请提供了一种环保型ptfe服装膜及其制备方法，该方案通过选用氟含量控制在58%～65%的生物基ptfe替代材料或高纯度ptfe树脂，从源头降低环境负担并维持材料力学强度；借助低挥发溶剂配合特定频率与功率的超声波分散处理，使得ptfe粉体在分散液中达到高度均匀状态，避免了团聚现象，从而保障了后续成膜的一致性；基于低温热压工艺促使ptfe物料适度渗入织物基材表层，形成了稳固的界面结合，进而防止了层间剥离；通过氩气氛围下的等离子表面处理，有效提升了膜层表面能至50mn/m以上，不仅增强了亲水性与透气性，还为后续涂层提供了良好的附着基础；利用预固化干燥环节充分去除残留溶剂，消除了烧结过程中产生气泡缺陷的隐患；在此基础上，采用精准控制的略高于熔点的高温烧结并在惰性气体保护下完成熔融结晶，构建了均匀稳定的微孔网络结构；最后施加由水性聚氨酯、交联剂及纳米填料组成的无氟亲水涂层并进行热交联，形成了耐水洗的功能化表层。从而有效解决了传统ptfe膜环保性差、分散不均、复合牢度低、功能单一及水洗后性能衰减快的问题，实现了防水、透湿、抗紫外、抗菌及耐水洗等多重性能的协同优化，显著提升了防护服在极端环境下的可靠性与使用寿命。

1.一种环保型ptfe服装膜的制备方法，其特征在于，该制备方法包含如下步骤：

2.根据权利要求1中所述的一种环保型ptfe服装膜的制备方法，其特征在于：该膜孔隙率为80%～88%，平均孔径0.2～0.4μm，耐水压≥100kpa，24h透湿率≥10000g/m²・24h，适合户外防护面料加工使用。

3.根据权利要求1中所述的一种环保型ptfe服装膜的制备方法，其特征在于：经等离子改性配合无机填料协同作用，膜体表面能可达55mn/m以上，具备良好抗污与抗紫外能力，紫外线透过率低于5%，满足uv400防护要求。

4.根据权利要求1中所述的一种环保型ptfe服装膜的制备方法，其特征在于：该复合膜经过10次标准水洗测试后，耐水压保留率不低于90%，透湿率保留率不低于95%，长期使用稳定性良好。

5.根据权利要求1中所述的一种环保型ptfe服装膜的制备方法，其特征在于：膜体拉伸强度50～100mpa，断裂伸长率100%～150%，能够满足高强度防护服装的加工与使用要求。

6.根据权利要求1中所述的一种环保型ptfe服装膜的制备方法，其特征在于：在亲水涂层中添加纳米银、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛功能性填料，提升膜体抗菌能力，对常见致病菌抑菌率可达99%以上。

7.一种环保型ptfe服装膜，其特征在于，由权利要求1至5任意一项所述制备方法制备得到，该膜兼具防水、透湿、抗污、抗紫外性能，耐用性优异，适用于工装及户外运动面料。