【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种海绵状连通网络结构高透气透湿防护膜材料及其制备方法，属于微纳米防护材料。
技术介绍
1、透气透湿防护膜在个体防护领域具有巨大潜力，在保护生命健康方面发挥着至关重要的作用。随着生活质量和卫生水平的提高，对防护面料的安全、舒适的需求不断增加。除了良好的防护性能外，医疗防护材料还必须具有优异的透气性和透湿性，以确保穿着者的舒适度。在过去的几十年里，医用防护服在防护、透气和热湿舒适性方面取得了很大的进步。然而，防护能力与穿着舒适性之间的关键平衡在很大程度上被忽视，这不仅与医护人员的舒适度密切相关，也与他们的工作效率息息相关。
2、目前，具有优异阻隔性能的医用防护服可通过机织、针织和非织造技术生产，机织面料表面化学整理或附加阻隔膜因其生产工艺简单、成本效益高而被广泛应用于可重复使用的医用服装。非溶剂诱导相分离(nips)制膜方法是20世纪60年代专利技术的一种高效的制膜方法。用该方法制备的不对称膜结构具有良好的选择渗透性能，孔结构易于调节，已成为目前研究和商业化生产聚合物涂层膜的常用方法。使用无机盐作为造孔剂可以精确控制材料的孔径和孔隙率，并且化学性质稳定，不易与其他材料发生不良反应，保证了多孔材料的纯度和性能。此外，无机盐溶于水，可以在后处理过程中通过简单的水洗去除，以避免残留造孔剂对材料性能的影响。
3、专利cn112918056b公开了一种防水透湿膜的制备方法，所述防水透湿膜包括医用无纺布、亲水透湿膜和抗菌防水膜，所述抗菌防水膜和所述医用无纺布分别贴附于所述亲水透湿膜的上表面和下表面。为了提
4、专利cn111019332b公开了一种聚氨酯防水透湿膜的制备方法，所述防水透湿膜主要由聚氨酯树脂、制孔剂、无机填料和有机溶剂制成。所述聚氨酯防水透湿膜表面利用干法成膜，透湿效果好。但该技术制备的膜没有形成连通孔结构，在透气性方面不足，同时没有阻隔其他液体(如油、合成血液和酒精)的能力。
5、专利cn107556715b公开了一种防水透湿膜及其制备方法，从原料选择上采用生物质材料，属于可再生资源，减少了对不可再生石油资源的依赖，并且聚酯具有良好的生物可降解性。该方法制成的防水透湿膜为了满足环保的需要，膜的孔径偏小，限制了其在户外防护方面的应用。
6、专利cn113430676b公开了一种医卫防护用微纳米纤维及其制备方法，首先在挤出机中混合pp、极性聚合物及添加剂进行熔融混炼塑化、造粒制备pp合金颗粒；然后采用超临界co2溶解和渗透，得到pp合金/超临界流体均相体系；最后采用熔体静电纺制备多级结构、低阻、高效pp复合微纳米纤维膜。该方法以安全、绿色的熔体静电纺丝代替了溶液静电纺丝，避免纺丝过程中有毒和有害有机溶剂的使用。
7、然而，目前的相分离法制备的微孔膜忽略了材料的透气性和透湿性，长期穿着透气性和透湿性差的防护服会导致湿气和热量积聚，引起皮肤过敏、中暑甚至晕厥，同时增加疲劳感，降低工作效率。因此，优化膜材料的本体结构以提升材料透气和透湿性能，同时提升材料的液体阻隔性能，对个体防护领域的实际应用具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是：针对现有技术的不足，本专利技术提供一种海绵状连通网络结构高透气透湿防护膜材料及其制备方法，具体提供一种适用于广泛聚合物原料范围、无需模板即可制备稳定海绵状连通网络结构微孔膜的相转化技术，通过该方法制备的微孔膜具有优异的透气透湿性能和液体阻隔性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种海绵状连通网络结构高透气透湿防护膜材料的制备方法，包括以下步骤：
3、步骤1：将吸湿性无机盐、聚合物、含氟聚合物和溶剂配制成铸膜液；
4、步骤2：将铸膜液在基材上刮涂成膜，得到初始湿膜；
5、步骤3：将步骤2所得的初始湿膜浸入凝固浴中进行相转化，制得具有海绵状连通网络结构微孔膜；
6、步骤4：将疏水性整理剂和纳米颗粒混合制备成喷涂液，在步骤3所得的微孔膜上进行喷涂、烘干，即得。
7、上述制备方法中，选用吸湿性的无机盐与聚合物混合有利于进行相转化造孔，首先，由于相转化过程中用到的凝固浴是以水为主要成分，利用无机盐的溶解性更易形成微米孔；其次，具有吸湿性的无机盐，尽管在制备过程中会溶解，但本身溶于水后的离子形式促进转化发生的同时也能使材料性质发生变化，提高透湿性。此外，无机盐的尺寸在转化过程是可调控的，本领域技术人员可根据需求调控出相应尺寸的微米级或纳米级无机盐；无机盐在溶剂和水的溶解过程可以进行调控，过量的无机盐更容易形成微米孔，而少量的无机盐更容易形成纳米孔。
8、上述制备方法中，在铸膜液中加入了吸湿性无机盐，吸湿性无机盐通常具有良好的溶解性，能够在水相凝固浴中进行相转化时被溶解带出，形成呈微-纳米多孔结构的微孔膜，微孔膜的自组装将获得高比表面积、高孔隙率的海绵状微孔膜材料，高比表面积和高孔隙率的结构特点所产生的附加毛细管力有望提高其吸湿速率，并大大增加其与空气的接触面积，增强了材料的透湿性能以及水分扩散速度和干燥速度，进而赋予材料优异的透气和透湿性能。
9、此外，上述制备方法中含氟聚合物的引入改变了铸膜液的本体性质，键能极高的碳氟键引入，结合氟原子对碳原子的“屏蔽保护效应”，显著提高了聚合物的热稳定性、拒液性能和耐化学腐蚀性能等。另外，氟原子具有极强的电负性和较小的原子半径，在聚合物分子中引入氟原子能够实现对分子结构的微调和修饰，阻断无机盐易溶解位点，改善分子的溶解途径和速度。同时，分子间的氢键作用能够有效延缓无机盐在相转化过程的作用时间，提高聚合物溶液在相转化过程中的分子利用度和选择性，诱导溶液相变、固化，促进其快速自组装形成海绵状结构
10、优选地，所述步骤1中的吸湿性无机盐选自无机镁盐、无机钙盐、无机钠盐、无机钾盐、无机铜盐和无机铵盐中的至少一种；
11、所述溶剂选自于n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、三氯甲烷、四氢呋喃、n-甲基吡咯烷酮、氯仿、甲醇、乙醇、异丙醇、去离子水、丙酮、二氯甲烷、甲酸、乙酸、二甲基亚砜、乙醚、甲苯、三氯乙酸和三氟乙酸中的至少一种。
12、更优选地，所述吸湿性无机盐选自氯化钙、氯化镁、氯化钾、硫酸钠、氯化钠、硫酸铜、氧化钙、硫酸铵、次氯酸钠和氢氧化钠中的至少一种。
13、优选地，所述步骤1中的聚合物选自聚氨酯、热塑性聚氨酯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚己内酯、聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰亚胺和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种；
14、所述含氟聚合物为氟化聚氨酯(fpu)、含氟聚碳酸酯(fpc)、含氟丙烯酸酯(faa)聚合物、全氟聚醚(pfpe)、含氟聚酯(fpet)、含氟聚芳醚(fpsf)、聚偏氟乙烯(pvdf)、聚四氟乙烯(ptfe)、乙烯-四氟乙烯共聚物(etfe)、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种海绵状连通网络结构高透气透湿防护膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的吸湿性无机盐选自无机镁盐、无机钙盐、无机钠盐、无机钾盐、无机铜盐和无机铵盐中的至少一种；
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的聚合物选自聚氨酯、热塑性聚氨酯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚己内酯、聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰亚胺和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种；
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1所得的铸膜液中：聚合物的质量含量为8～20％，聚合物与吸湿性无机盐的质量分数比为9：1～5：5，含氟聚合物的质量含量为1～10％；
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中的基材选自机织物、针织物、无纺布和静电纺纤维膜中的至少一种。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中凝固浴的温度20～60℃，所述相转化的时间为0.5～2h；
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4中的疏
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4的喷涂液中纳米颗粒的质量含量为1～15％。
9.权利要求1～8中任意一项所述的制备方法制备所得的海绵状连通网络结构高透气透湿防护膜材料。
10.权利要求9所述的海绵状连通网络结构高透气透湿防护膜材料在制备医用防护用品中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种海绵状连通网络结构高透气透湿防护膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的吸湿性无机盐选自无机镁盐、无机钙盐、无机钠盐、无机钾盐、无机铜盐和无机铵盐中的至少一种；
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的聚合物选自聚氨酯、热塑性聚氨酯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚己内酯、聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰亚胺和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种；
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1所得的铸膜液中：聚合物的质量含量为8～20％，聚合物与吸湿性无机盐的质量分数比为9：1～5：5，含氟聚合物的质量含量为1～10％；
5.如权利要求1所述的制...
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