专利名称：一种超耐用超疏水纺织品及其制备方法
一种超耐用超疏水纺织品及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种功能纺织品的制备方法，特别涉及一种超耐用超疏水纺织品及其制备方法。
背景技术：
超疏水纺织品具有特殊的润湿性，即水滴在织物表面的接触角大于150°，并在其表面易于滚动。水滴在滚动过程中会将表面上沾有的污物一同带走，这就是所谓的“荷叶自清洁效应”。同时超疏水性能使得产品实现“雨后不湿，随时收放”，还避免了水对纤维基质的浸溃降解老化从而延长织物的使用寿命。超疏水纺织品在工业生产、医疗、军用产品及日常生活中具有有广泛的应用。制备超疏水表面的关键技术有两点:(I)在表面构筑微纳粗糖结构，即提闻表面的粗糙度；(2)然后对其进行低表面能处理。目前，在织物表面构筑微纳粗糙结构的方法主要有:溶胶-凝胶法(中国专利CN 102277720A)、纳米颗粒构筑法(中国专利CN102321974A)、纤维表面原位生长纳米结构法(中国专利CN101748596A)等。以上在织物表面构筑微纳粗糙结构的方法都是在纤维上引入非纤维本体的其它材料。这些材料大都数是无机纳米颗粒，然而由于纳米粒子和纤维基质之间较弱的结合力，使得上述制备的织物很容易受到机械力如手指按压，洗涤和机械摩擦等影响，从而造成织物在平时的使用中容易失去超疏水性，因此超疏水性能的持久性不好。
发明内容本发明所解决的技术问题是提供一种具有超耐久的超疏水涤纶纺织品及其制备方法，以提高纺织品的附加值和实用性，扩展其应用范围。为达到上述目的，本发明提供了一种超疏水涤纶纺织品的制备方法，首先用强碱在高温下处理涤纶织物，使纤维表面被刻蚀，表面产生凹凸不平的坑穴，以提高纤维表面的粗糙度，然后采用长链烷基硅烷与聚二甲基硅氧烷复合物的混合溶液处理涤纶织物。所述的用碱处理涤纶织物的步骤为:首先将涤纶织物用去离子水洗涤，烘干后，放入浓度为400-450g/L的氢氧化钠，促进剂1227浓度为0.5_4g/L的整理液中进行浸溃，然后取出织物放入蒸气中进行汽蒸，最后用去离子水充分洗涤、烘干。所述的长链烧基娃烧为碳原子数6 18的长链烧基娃烧或氣代烧基娃烧、长链烧基硅氧烷或氟代烷基硅氧烷、长链烷基氯硅烷或氟代烷基氯硅烷以及它们的混合物。所述的聚二甲基硅氧烷复合物为将SYLGARD 184产品中的聚二甲基硅氧烷基本组分和有机硅弹性体固化剂组分以质量比为8: Γ10: I的比例均匀混合而得。所述的用长链烷基硅烷与聚二甲基硅氧烷复合物的混合溶液处理涤纶织物的步骤为:将涤纶织物浸溃到长链烷基硅烷与聚 二甲基硅氧烷复合物的混合溶液中，然后使用轧车轧掉多余整理液，在80°C下处理3min，然后取出织物，在135°C下烘0.5h。根据本发明方法制得的超耐用超疏水纺织品，其与水滴的接触角为150.3。 162.1。。按本发明的处理方法制备的超疏水涤纶纺织品，与水滴的静态接触角大于150°。本发明利用纤维本身微米级粗糙结构，用碱刻蚀涤纶织物，使微米级纤维表面被碱刻蚀产生凹凸不平的坑穴，在纤维表面形成纳米级粗糙度，从而使织物形成微纳结构粗糙表面，以提高织物表面的超疏水性能，而不需要引入其他的纳米颗粒材料。碱处理后的涤纶织物，其表面含有大量的羧基和轻基，还有利于低表面能物质与纤维表面形成化学键结合。使制备的超疏水涤纶纺织品的超疏水性能耐摩、耐洗、耐化学溶液腐蚀。涤纶织物及碱处理涤纶织物的纤维表面的形貌，以及制备的超疏水织物表面水滴形态如附图所示。
图1为经过不同处理的涤纶织物的扫描电镜图。其中，(a)为未处理的涤纶织物；(b)为经过碱处理后的涤纶织物，(c)为经过PDMS整理后的涤纶织物，Cd)为经过PDMS整理后且碱处理后的涤纶织物。图2为经过不同处理后的涤纶织物与水滴的接触角。其中，(a)为经过PDMS整理后的涤纶织物与水滴的接触角，为159.8。，(b)为经过PDMS整理后且碱处理后的涤纶织物与水滴的接触角，为164°。
具体实施方式实施例1步骤1:用碱处理涤纶织物:首先将涤纶织物用去离子水洗涤，烘干备用，然后将织物浸入到浓度为400-450g/L的氢氧化钠，促进剂1227浓度为0.5^4g/L的整理液中，然后进行气蒸，气蒸后取出织物，用去离子水充分洗涤、烘干，得到碱处理的涤纶织物。步骤2:将3g碱处理的涤纶织物浸溃于1.26g的十六烷基三甲氧基硅烷和0.6g的PDMS (聚二甲基硅氧烷)，0.06g有机硅弹性体固化剂的低表面能疏水整理液中，浸溃一定时间，在80°C下处理3min，取出织物在135°C下烘0.5h。得到的织物的表面接触角为160.7°，得到的织物在AATCC耐摩擦色牢度实验仪上磨2000次后，其与水滴的接触角为150.3°，将织物放入到浓度为0.37%的200mL皂洗液中，并加入10颗6mm钢珠，40°下洗涤45min记为洗涤一次。相当于家庭洗涤5次。洗涤360min后，其接触角为157.6°。实施例2步骤1:用碱处理涤纶织物:首先将涤纶织物用去离子水洗涤，烘干备用，然后将织物浸入到浓度为400-450g/L的氢氧化钠，促进剂1227浓度为0.5^4g/L的整理液中，气蒸后取出织物，用去离子水充分洗涤、烘干。得到碱处理的涤纶织物。步骤2:将3g碱处理的涤纶织物浸溃于1.38g的十二烷基三乙氧基硅烷和0.6g的PDMS，0.06g有机硅弹性体固化剂的低表面能疏水整理液中，浸溃一定时间，在80°C下处理3min，取出织物在135°C下烘0.5h。得到的织物的表面接触角为158.1°，得到的织物在AATCC耐摩擦色牢度实验仪上磨2000次后，其与水滴的接触角为151.7°，将织物放入到浓度为0.37%的200mL皂洗液中，并加入10颗6mm钢珠，40°下洗涤45min记为洗涤一次。相当于家庭洗涤5次。洗涤720min后，其接触角为154.2°。实施例3
步骤1:用碱处理涤纶织物:首先将涤纶织物用去离子水洗涤，烘干备用，然后将织物浸入到浓度为400-450g/L的氢氧化钠，促进剂1227浓度为0.5^4g/L的整理液中，气蒸后取出织物，用去离子水充分洗涤、烘干。得到碱处理的涤纶织物。步骤2:将3g碱处理的涤纶织物浸溃于1.5g的十六烷基三甲氧基硅烷和0.6g的PDMS, 0.06g有机硅弹性体固化剂的低表面能疏水整理液中，浸溃一定时间，在80°C下处理3min，取出织物在135°C下烘0.5h。得到的织物的表面接触角为162.1°，得到的织物在AATCC耐摩擦色牢度实验仪上磨2000次后，其与水滴的接触角为154.5°，将织物放入到浓度为0.37%的200mL皂洗液中，并加入10颗6mm钢珠，40°下洗涤45min记为洗涤一次。相当于家庭洗涤5次。经过家庭洗涤530次后，其接触角为157.3°。实施例4步骤1:用碱处理涤纶织物:首先将涤纶织物用去离子水洗涤，烘干备用，然后将织物浸入到浓度为400-450g/L的氢氧化钠，促进剂1227浓度为0.5^4g/L的整理液中，气蒸后取出织物，用去离子水充分洗涤、烘干。得到碱处理的涤纶织物。步骤2:将3g碱处理的涤纶织物浸溃于1.62g的全氟辛基三乙氧基硅烷和0.6g的PDMS，0.06g有机硅弹性体固化剂的低表面能疏水整理液中，浸溃一定时间，在80°C下处理3min，取出织物在135°C下烘0.5h。得到的织物的表面接触角为157.8。，得到的织物在AATCC耐摩擦色牢度实验仪上磨2000次后，其与水滴的接触角为150.1 °，将织物放入到浓度为0.37%的200mL皂洗液中，并加入10颗6mm钢珠，40°下洗涤45min记为洗涤一次。相当于家庭洗涤5次。经过家庭洗涤530次后，其接触角为156.5°。实施例5步骤1:用碱处理涤纶织物:首先将涤纶织物用去离子水洗涤，烘干备用，然后将织物浸入到浓度为400-450g/L的氢氧化钠，促进剂1227浓度为0.5^4g/L的整理液中，气蒸后取出织物，用去离子水 充分洗涤、烘干。得到碱处理的涤纶织物。步骤2:将3g碱处理的涤纶织物浸溃于1.62g的十六烷基三甲氧基硅烷和0.6g的PDMS，0.075g有机硅弹性体固化剂的低表面能疏水整理液中，浸溃一定时间，在80°C下处理3min，取出织物在135°C下烘0.5h。得到的织物的表面接触角为156.8。，得到的织物在AATCC耐摩擦色牢度实验仪上磨2000次后，其与水滴的接触角为150.3°，将织物放入到浓度为0.37%的200mL皂洗液中，并加入10颗6mm钢珠，40°下洗涤45min记为洗涤一次。相当于家庭洗涤5次。经过家庭洗涤530次后，其接触角为156.9°。以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
权利要求
1.一种超耐用超疏水纺织品的制备方法，其特征在于:首先用强碱在高温下处理涤纶织物，使纤维表面被刻蚀，表面产生凹凸不平的坑穴，以提高纤维表面的粗糙度，然后采用长链烷基硅烷与聚二甲基硅氧烷复合物的混合溶液处理涤纶织物。
2.如权利要求书I所述的超耐用超疏水纺织品的制备方法，其特征在于:所述的用碱处理涤纶织物的步骤为:首先将涤纶织物用去离子水洗涤，烘干后，放入浓度为400-450g/L的氢氧化钠，促进剂1227浓度为0.5-4g/L的整理液中进行浸溃，然后取出织物放入蒸气中进行汽蒸，最后用去离子水充分洗涤、烘干。
3.如权利要求书I所述的超耐用超疏水纺织品的制备方法，其特征在于:所述的长链烷基硅烷为碳原子数6 18的长链烷基硅烷或氟代烷基硅烷、长链烷基硅氧烷或氟代烷基娃氧烧、长链烧基氣娃烧或氣代烧基氣娃烧以及它彳丨3的混合物。
4.如权利要求书I所述的超耐用超疏水纺织品的制备方法，其特征在于:所述的聚二甲基硅氧烷复合物是由道康宁SYLGARD 184有机硅弹性体的双组分产品配制而得，即将SYLGARD 184产品的聚二甲基硅氧烷基本组分与有机硅弹性体固化剂组分以质量比为8: Γ10: I的比例均匀混合而得。
5.如权利要求1所述的超耐用超疏水纺织品的制备方法，其特征在于:所述的用长链烷基硅烷与聚二甲基硅氧烷复合物的混合溶液处理涤纶织物的步骤为:将涤纶织物浸溃到长链烷基硅烷与聚二甲基硅氧烷复合物的混合溶液中，然后使用轧车轧掉多余整理液，在80°C下处理3min，然后取出织物，在135°C下烘0.5h。
6.根据权利要求Γ5中任意一项所述的方法所制得的超耐用超疏水纺织品，其特征在于:所述纺织品与水滴的接 触角为150.3° 162.1°。
全文摘要
本发明提供了一种超耐用超疏水纺织品及其制备方法。首先用碱处理涤纶织物，在微米级纤维表面产生纳米粗糙结构，使织物形成微纳结构粗糙表面，然后用长链烷基硅烷与聚二甲基硅氧烷复合物的混合溶液对织物进行低表面能处理，即可获得一种超耐用超疏水纺织品。该方法制备的涤纶织物表面的水滴静态接触角大于150°，水滴在其表面易滚动，并且该纺织品经强力摩擦，长时间洗涤，以及长时间强酸、强碱和强电解质溶液浸泡后，仍然具有优异的超疏水性能。
文档编号D06M13/513GK103074768SQ20121054859
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月17日 优先权日2012年12月17日
发明者薛朝华, 李亚茹, 贾顺田, 马建中 申请人:陕西科技大学