新型改性牦牛毛绒制品的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种新型改性牦牛毛绒制品的制备方法，特别是涉及一种具有超疏水 性能的防水面料的制备方法，属于纺织技术领域。
【背景技术】
[0002] 牦牛被称作高原之舟，是西藏高山草原特有的牛种，主要分布在喜马拉雅山脉和 青藏高原。牦牛全身一般呈黑褐色，身体两侧和胸、腹、尾毛长而密，四肢短而粗健。牦牛生 长在海拔3000~5000米的高寒地区，能耐零下30°C ~40°C的严寒，牦牛是世界上生活在海拔 最高处的哺乳动物。牦牛分为野牦牛和家牦牛，野牦牛又叫野牛，英文名wild yak，藏名音 译亚归。偶蹄目，牛科，牛亚科、牦牛属，是家牦牛的野生同类，典型的高寒动物，性极耐寒， 这与其毛、绒具有的高保暖性能有密切关系。牦牛为青藏高原特有牛种，为国家一类保护动 物。我国耗牛毛纤维资源丰富，主要分布在青海、西藏、四川、甘肃等地。耗牛毛纤维大部分 由鳞片层和皮质层组成，只含有极少的髓质层，强力较高，但因其鳞片紧贴毛干、比较光滑、 抱合力极差。又因纤维粗、长、卷曲少、硬挺、刚直、给纺纱带来极大困难。牦牛绒纤维弹性 好，滑糯，光泽柔和，不易起球，保暖性与羊绒相似，其价格比羊绒低，纯纺或混纺具有较高 的经济价值(畅衍荣·牦牛毛（绒）的分梳[J]·毛纺科技，1986，（3) : 49-53·)。但整 体上来说，牦牛毛、绒的生产长期都处于粗加工、技术含量低、附加值低的劳动密集型生产 占相当大的比重，高附加值、高技含量的加工生产相对较少，制约了牦牛资源的有效利用和 相关产业发展。
[0003] 疏水织物可用于防雨/雪服、帐篷、军用作战服等方面，其巨大潜在市场和经济效 益使其成为纺织工业研宄的热点。为了提高材料表面的疏水性，就必须解决表面的浸润 性。浸润性是固体表面的重要特征之一，由表面的化学组成和微观结构共同决定（Jiang L, Wang R, Yang B. Binary cooperative complementary nanoscale interfacial materials [J]· Pure Appl. Chem., 2000, 72:73-77·)。近年来，超疏水表面引起了人们 的普遍关注，如在自清洁材料、微流体和无损液体传输等领域都有广泛应用。超疏水表面是 指与水的接触角>150°的表面。接触角是衡量固体表面疏水性的标准之一，但判断一个表 面的疏水效果时，还应考虑到它的动态过程，一般用滚动角来衡量。滚动角为前进接触角 (简称前进角）与后退接触角（简称后退角）之差值，代表了水滴在固体表面上的滞后现象。 一个真正意义上的超疏水表面，应该既具有较大的静态接触角，又具有较小的滚动角。自然 界中有许多超疏水表面的实例，如荷叶、水稻叶、蝉翼以及水黾腿等，这些天然材料的特殊 表面结构在材料表面制造超疏水表面提供了模型（高雪峰，江雷.天然超疏水生物表面 研宄的新进展[J].物理，2006，35(7):559-564.)。研宄发现，微米结构与纳米结构相结 合的阶层结构是引起表面超疏水的根本原因。对这样的特殊生物表面，在纺织品表面上进 行模仿，通过控制合适的表面形态，可以得到超疏水自清洁表面、滚动各向异性表面和高粘 附性超疏水表面等具有特殊表面性质的纺织品材料。最典型的如荷叶表面、蝴蝶等鳞翅目 昆虫的翅膀及水鸟的羽毛等。通过观察和研宄发现，此类表面除有疏水的化学组分外，在微 观尺度上还有微细的粗糙结构。在电子显微镜下，荷叶表面具有双层微观结构，即由微米 尺度的乳突和其上的纳米尺度蜡状晶体组成；蝶类翅膀上的粉末由约100 mm的扁平囊状 物组成，囊状物由无数角质层(对称的甲壳质组成）构成，其表面并不光洁，这就是蝴蝶常具 有色彩斑斓的结构色及较好疏水性的原因。所以制备超疏水表面就要求：（1)在疏水材料 (接触角>90° )表面上构建粗糙结构；(2)在粗糙表面上修饰低表面能物质。常通过在表 面覆盖氟碳链或硅烷链来降低表面能。从制备方法来说，主要有诱导相分离法、电纺法、溶 胶一凝胶法等。
[0004] 近年来，在织物表面进行超疏水处理，制备功能性防水、防污、防雪等服装面料是 界面科学领域以及纺织工业中一个研宄热点。而在动物纤维织物表面进行超疏水处理的研 宄却鲜有报道。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是建立一种新型改性牦牛毛绒制品的制备方法，该聚合物材料具 有以下优点：该毛呢面料是一种天然材料；无毒，人体接触感觉舒适；具有仿生超疏水结 构；同时具有防水、防雪功能；透气性能好等优点。本专利中拟利用十六烷基三甲氧基硅烷 (HDTMS)对牦牛毛、绒进行表面修饰，利用硅作为低表面能物质降低织物表面能，而十六烷 基作为疏水物质构建纳米级的表面粗糙结构，从而制备仿生的超疏水表面。本专利中以我 国青藏高原天然牦牛毛、绒为原料，利用有机硅对材料进行两步法处理，使材料表面具有仿 生超疏水结构，从而制备一种新型的防水透气毛呢面料。
[0006] 防水毛呢面料的制备技术方案如下： 1) 在毛、绒纤维表面接枝庚二酰氯
2) 十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS)的水解
3)有机硅表面改性
通过以上技术方案，本发明具有如下优点：1)新型改性牦牛毛绒制品具有天然无毒等 优点； 2) 新型改性耗牛毛域制品具有仿生超疏水结构； 3) 新型改性牦牛毛绒制品具有防水、防雪功能，透气性能好； 4) 牦牛毛、绒资源丰富、便于采集，本面料的发明可有效的提高牦牛制品的经济价值。
【附图说明】
[0007] 图1为该防水毛呢面料的结构示意图。
[0008] 其中，①为十六烷基三甲氧基硅烷的烷基长链结构，其接枝于毛呢面料表面具有 强疏水作用；②为含硅表面，可有效降低毛发表面能，并粗糙表面的超疏水环境；③牦牛 毛、绒纤维。
【具体实施方式】
[0009] 下面给出实施例以对本发明进行具体描述，但值得指出的是以下实施例只用于对 本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根 据上述本
【发明内容】
对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。
[0010] 实施例1 : ①牦牛毛、绒的基本物理性质研宄 对牦牛毛、绒的截面形态、长度、细度、卷曲、比电阻、摩擦性能、表面润湿性等基本物理 性质进行深入研宄，同时对其表面的微观结构，特别是一些能够影响其表面理化特性的细 微结构、化学成分进行分析，研宄其宏观物理性质与微观结构之间的相互关系。一般采用的 是化学方法、物理方法和光学显微镜法。应用电子显微镜方法鉴别各种纤维，由于能够较为 清晰的观测其表面的超微结构和形态特征，逐步为科学家们所重视起来。利用扫描电子显 微镜对牦牛毛、绒的截面形态、长度、细度等进行观察和测试较为有效的一种方法。卷曲弹 性率以及卷曲率也是毛呢面料在制造过程中相当重要的一个参数。其中卷曲弹