本發(fā)明涉及透濕膜材料，具體涉及聚酰胺-聚醚嵌段聚合物復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、透濕膜主要分為有孔透濕膜和無(wú)孔透濕膜，有孔透濕膜材料主要為聚烯烴樹(shù)脂通過(guò)熱拉伸形成孔徑為0.01~10μm的透氣孔，其允許氣體通過(guò)但液體無(wú)法透過(guò)，且隔水性取決于透濕膜的孔徑大小，常見(jiàn)的病毒一般直徑在0.02~0.4μm，細(xì)菌大小在0.2~50μm，因此該類薄膜的抗菌抗病毒效果較差，在醫(yī)療和食品包裝等領(lǐng)域應(yīng)用存在潛在風(fēng)險(xiǎn)。無(wú)孔透濕膜的主要代表為tpu，其主要通過(guò)親水基團(tuán)的吸濕性，將水汽從濃度高和壓力高的一方傳導(dǎo)至另一方，原理類似于水分進(jìn)入細(xì)胞，在服裝面料、醫(yī)療衛(wèi)生、護(hù)理等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。但傳統(tǒng)的tpu材料其熔點(diǎn)低，僅為120℃左右，濕阻抗大，低溫性能欠缺。

2、聚酰胺-聚醚嵌段共聚物材料作為一種高性能彈性體材料具有高彈性，優(yōu)良的機(jī)械性能，優(yōu)異的生物相容性，優(yōu)良的耐低溫。其中非晶的聚醚軟段作為親水基團(tuán)對(duì)透氣透濕部分其主要作用，而結(jié)晶聚酰胺硬段部分對(duì)材料的機(jī)械性能起到?jīng)Q定作用，其中聚醚部分的增加會(huì)提高材料的透濕效果，但勢(shì)必造成材料的機(jī)械性能下降。如何制備具有優(yōu)異透濕性且具有優(yōu)異機(jī)械能的透濕膜材料成為本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種聚酰胺-聚醚嵌段聚合物復(fù)合材料，同時(shí)具有優(yōu)異的透濕性和優(yōu)異的機(jī)械能。

2、本發(fā)明還提供其制備方法，科學(xué)合理，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

3、本發(fā)明還提供其應(yīng)用，可以應(yīng)用于制備隔水透濕膜材料。

4、本發(fā)明所述的聚酰胺-聚醚嵌段聚合物復(fù)合材料，由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制得：

5、聚酰胺彈性體40~80份；

6、聚烯烴10~50份；

7、功能化聚烯烴5~20份；

8、納米纖維素0.1~5份。

9、所述的聚酰胺彈性體是以70~90質(zhì)量份數(shù)的聚酰胺硬段和10~30質(zhì)量份數(shù)的聚醚軟段所組成的聚合物。

10、所述的聚酰胺硬段為由6~12個(gè)碳原子的脂肪族二元胺和6~14個(gè)碳原子的二元酸所制備的聚合物材料。

11、優(yōu)選的，脂肪族二元胺為己二胺、癸二胺、十二烷二胺中的一種或幾種，二元酸為癸二酸、己二酸、十二烷二酸中的一種或幾種。

12、所述的聚醚軟段為羥基官能化的聚醚二元醇和氨基官能化的聚醚二元胺。

13、優(yōu)選的，聚醚二元醇為聚四氫呋喃二醇、聚乙二醇、聚丙二醇中的一種或幾種，其數(shù)均分子量為100~6000g/mol，優(yōu)選500~3000g/mol；聚醚二元胺為聚醚二醇氨化所得，優(yōu)選為聚氧化乙烯二胺、聚四氫呋喃二胺、聚氧化丙烯二胺中的一種或幾種，其數(shù)均分子量為100~6000g/mol，優(yōu)選500~3000g/mol。

14、所述聚酰胺彈性體的合成可通過(guò)在兩個(gè)鏈末端均具有羧基的聚酰胺嵌段與聚醚兩個(gè)鏈末端的羥基共縮合來(lái)進(jìn)行，所述的聚酰胺彈性體的制備方法，包含以下步驟：將脂肪族二元胺、二元酸、聚醚二元胺和去離子水投入反應(yīng)容器中，升溫至200~230℃，并保持壓力1~1.5mpa，反應(yīng)1~3h，泄壓至大氣壓并蒸餾出多余水分得到預(yù)聚物；在上述預(yù)聚物中加入聚醚二元醇和催化劑，攪拌均勻后抽真空在至少1000pa壓力下于240~280℃反應(yīng)1~3h。該聚合過(guò)程中可加入抗氧劑、染料、填料、uv穩(wěn)定劑等助劑。

15、所述的催化劑為鈦、鋯、鉿的金屬衍生物。優(yōu)選為鈦酸四丁酯、鋯酸四丁酯。

16、所述的聚烯烴為α-烯烴或二烯烴的均聚物或共聚物中的一種或幾種。包括：1-丁烯，1-戊烯，1-辛烯，1-庚烯，乙烯，丙烯等，或其組合，所形成的聚合物如ldpe、lldpe、hdpe、pp、乙丙橡膠（epr）、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（sbs）等，優(yōu)選ldpe、lldpe。

17、所述的功能化聚烯烴為含有反應(yīng)性官能團(tuán)的烯烴或烯烴共聚物，所述反應(yīng)性官能團(tuán)包括環(huán)氧、丙烯酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯、馬來(lái)酸酐等官能團(tuán)中的至少一種體系。功能化聚烯烴作為增溶劑用于增加聚酰胺彈性體和聚烯烴之間的相容性，其官能團(tuán)的接枝率為0.01%~5%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，優(yōu)選1%~2%之間。

18、所述的納米纖維素為親水性天然高分子，用于提高材料的透濕性。

19、本發(fā)明所述的聚酰胺-聚醚嵌段聚合物復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

20、a、先將聚酰胺彈性體和功能化聚烯烴進(jìn)行熔融共混得到混合物1；

21、b將混合物1擠出造粒后再將聚烯烴、納米纖維素與所得顆粒干混，或者，將聚烯烴、納米纖維素與混合物1熔融共混后再擠出造粒。

22、所述的熔融共混的溫度為140~300℃，優(yōu)選的為180~220℃。

23、本發(fā)明所述的聚酰胺-聚醚嵌段聚合物復(fù)合材料的應(yīng)用，應(yīng)用于制備隔水透濕膜材料。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果如下：

25、1）本發(fā)明所述聚酰胺彈性體硬段含量高，制備透濕膜具有優(yōu)異的機(jī)械性能。

26、2）本發(fā)明所述納米纖維素具有良好的親水性，有效提高透濕膜的透濕性。

27、3）本發(fā)明所述透濕膜具有廣泛的適用性，可以應(yīng)用于紡織品復(fù)合、包裝、醫(yī)療等領(lǐng)域，滿足不同的應(yīng)用場(chǎng)景需求。

技術(shù)特征：

1.一種聚酰胺-聚醚嵌段聚合物復(fù)合材料，其特征在于，由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制得：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺-聚醚嵌段聚合物復(fù)合材料，其特征在于，所述的聚酰胺彈性體是以70~90質(zhì)量份數(shù)的聚酰胺硬段和10~30質(zhì)量份數(shù)的聚醚軟段所組成的聚合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚酰胺-聚醚嵌段聚合物復(fù)合材料，其特征在于，所述的聚酰胺硬段為由6~12個(gè)碳原子的脂肪族二元胺和6~14個(gè)碳原子的二元酸所制備的聚合物。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚酰胺-聚醚嵌段聚合物復(fù)合材料，其特征在于，所述的聚醚軟段為羥基官能化的聚醚二元醇和氨基官能化的聚醚二元胺。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚酰胺-聚醚嵌段聚合物復(fù)合材料，其特征在于，所述的聚酰胺彈性體的制備方法，包含以下步驟：將脂肪族二元胺、二元酸、聚醚二元胺和去離子水投入反應(yīng)容器中，升溫至200~230℃，并保持壓力1~1.5mpa，反應(yīng)1~3h，泄壓至大氣壓并蒸餾出多余水分得到預(yù)聚物；在預(yù)聚物中加入聚醚二元醇和催化劑，攪拌均勻后抽真空在至少1000pa壓力下于240~280℃反應(yīng)1~3h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺-聚醚嵌段聚合物復(fù)合材料，其特征在于，所述的聚烯烴為α-烯烴或二烯烴的均聚物或共聚物中的一種或幾種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺-聚醚嵌段聚合物復(fù)合材料，其特征在于，所述的功能化聚烯烴為含有反應(yīng)性官能團(tuán)的烯烴或烯烴共聚物，所述反應(yīng)性官能團(tuán)包括環(huán)氧、丙烯酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯、馬來(lái)酸酐。

8.一種權(quán)利要求1~7任一所述的聚酰胺-聚醚嵌段聚合物復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚酰胺-聚醚嵌段聚合物復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的熔融共混的溫度為140~300℃。

10.一種權(quán)利要求1~7任一所述的聚酰胺-聚醚嵌段聚合物復(fù)合材料的應(yīng)用，其特征在于，應(yīng)用于制備隔水透濕膜材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及透濕膜材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及聚酰胺?聚醚嵌段聚合物復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制得：聚酰胺彈性體40~80份、聚烯烴10~50份、功能化聚烯烴5~20份、納米纖維素0.1~5份。所述的聚酰胺彈性體是以70~90質(zhì)量份數(shù)的聚酰胺硬段和10~30質(zhì)量份數(shù)的聚醚軟段所組成的聚合物。本發(fā)明所述聚酰胺彈性體硬段含量高，制備透濕膜具有優(yōu)異的機(jī)械性能。本發(fā)明所述納米纖維素具有良好的親水性，有效提高透濕膜的透濕性。

技術(shù)研發(fā)人員：呂江波,徐偉杰,劉慧敏,盧吉明,李雪婷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東廣垠新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/11