一种超疏水导湿舒适芳纶织物的等离子体制备方法与流程

1.本发明属于材料领域，具体涉及一种超疏水导湿舒适芳纶织物的等离子体制备方法。


背景技术：

2.芳纶织物具有遇火不燃烧、不融滴、不发烟等特点，具有优异的防火效果，广泛应用于消防救援、特种防护、航天等领域。但芳纶纤维表面光滑、表面能低、亲水性差导致芳纶织物的导湿排汗性能差，严重影响了织物的穿着舒适性。现有技术中通过采用混纺法，将芳纶纤维与各类价位较低的阻燃纤维或天然纤维进行混纺提高织物舒适性；也可采用大分子改性如原丝改性、接枝改性等，但受限于处理技术和成本，芳纶织物超疏水和导湿性能无法兼顾，导致低温环境下消防用芳纶织物因表面防水功能不足引起冰层粘附并降低消防救援效率或因导湿性能不足引起消防救援人员的热应激反应，严重影响消防救援人员的生命安全。因此，研究具有防水导湿功能的舒适性芳纶织物及其制备方法具有重要意义。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提出一种超疏水导湿舒适芳纶织物的等离子体制备方法，以解 决背景技术中芳纶织物防水和透气导湿性能难以实现协同一致的问题。
4.为实现上述目的，本发明提出了一种防水导湿涂层芳纶面料，包括芳纶织物和具有单向导湿通道的低表面能复合涂层材料；其中，所述低表面能复合涂层材料在对芳纶织物进行涂层处理之前先进行超声共混，形成均匀的功能单体混合液，后经喷涂法附着于芳纶织物表面；所述芳纶织物在进行喷涂处理时需使用具有图案镂空设计的隔板，实现功能单体的纹理性附着，后经等离子体诱导处理后，再对覆有互补图案盖板的织物表面进行等离子体亲水处理，制成具有导湿功能的超疏水涂层。
5.优选的，在所述超疏水导湿舒适芳纶织物中，所述芳纶织物为芳纶长丝或短线纱制成的机织、针织或非织织物。
6.优选的，在所述一种超疏水导湿舒适芳纶织物的等离子体制备方法，步骤（1）中低表面能复合功能单体为分子链长度不超过8的含氟单体与聚四氟乙烯颗粒的混合，更有选的，含氟单体为1h-全氟庚烷，聚四氟乙烯颗粒粒径为2-300 μm，更优选的10-100 μm。
7.优选的，在所述超疏水导湿舒适芳纶织物中，所述盖板材质为普通塑料板（如pp、pe等）、钢板或聚四氟乙烯板。
8.优选的，在所述超疏水导湿舒适芳纶织物中，所述盖板厚度为0.01-10 mm，更优选的0.5-5 mm。
9.优选的，在所述超疏水导湿舒适芳纶织物中，所述盖板镂空设计为均匀分布的圆形或椭圆形，孔径为1-30 mm，更优选的5-15 mm，孔隙间隔0.1-10 mm，更优选的2-5 mm。
10.在本发明中，还提出了一种超疏水导湿舒适芳纶织物的等离子体制备方法，用于制 造如上文所述的超疏水导湿舒适芳纶织物，制备流程主要包括：
（1）低表面能功能单体混合液制备；（2）对所述芳纶织物进行喷涂处理；（3）对所述芳纶织物进行等离子体处理，以在所述芳纶织物表面形成具有一定纹理的超疏水涂层；（4）对所述超疏水芳纶织物进行等离子体亲水处理，在芳纶织物中形成单向导湿通道，提高防水芳纶织物的导湿性能。
11.优选的，在所述一种超疏水导湿舒适芳纶织物的等离子体制备方法，步骤（1）中使用超声震荡法将含氟单体和聚四氟乙烯颗粒进行混合，聚四氟乙烯颗粒与含氟单体的质量比1:1000-100:1000，更优选的10:1000-50-1000。
12.优选的，在所述一种超疏水导湿舒适芳纶织物的等离子体制备方法，步骤（2）中喷涂气压为10-400 kpa，更优选的10-100 kpa。
13.优选的，在所述一种超疏水导湿舒适芳纶织物的等离子体制备方法，步骤（2）中喷涂距离为0-30 cm，更优选的20-30 cm。
14.优选的，在所述一种超疏水导湿舒适芳纶织物的等离子体制备方法，步骤（2）中喷涂时间为1-20 s，更优选的3-8 s。
15.优选的，在所述一种超疏水导湿舒适芳纶织物的等离子体制备方法，步骤（3）（4）中等离子体放电装置为电容耦合放电，依据放电频率可以分为直流，脉冲，低频，射频等离子体放电。
16.优选的，在所述一种超疏水导湿舒适芳纶织物的等离子体制备方法，步骤（3）（4）中等离子体的处理功率为50-500 w，更优选的100-250 w。
17.优选的，在所述一种超疏水导湿舒适芳纶织物的等离子体制备方法，步骤（3）（4）中等离子体的压强为100-300 mtorr，更优选的150-250 mtorr。
18.优选的，在所述一种超疏水导湿舒适芳纶织物的等离子体制备方法，步骤（3）（4）中等离子体的极板间距5-16 cm，更优选的10-12.5 cm。
19.优选的，在所述一种超疏水导湿舒适芳纶织物的等离子体制备方法，步骤（3）中等离子体的处理时间为10-100 s，更优选的30-60 s。
20.优选的，在所述一种超疏水导湿舒适芳纶织物的等离子体制备方法，步骤（3）中等离子体的工作气体为氩气或氦气。
21.优选的，在所述一种超疏水导湿舒适芳纶织物的等离子体制备方法，步骤（4）中等离子体处理时间为10-200 s，更优选的60-120 s。
22.优选的，在所述一种超疏水导湿舒适芳纶织物的等离子体制备方法，步骤（4）中等离子体工作气体为氩气、氦气、氧气、水蒸气或氢气中的两种或多种混合。
23.与现有技术相比，本发明能改善芳纶织物的防水性和穿着舒适性。另外，本发明所使用的功能单体的交联聚合使用的低压等离子体方法适用性广泛且操作工艺简单，可重复性好，有利于实现工业化。
附图说明
24.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
25.图1 为实施例中超疏水导湿舒适芳纶织物工艺流程图。
26.图2为实施例中盖板的图案形态。
27.图3为实施例中经等离子体处理后芳纶纤维的表面形貌。
具体实施方式
28.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案作进一步地说明。
29.本发明提出了一种超疏水导湿舒适芳纶织物，所述超疏水导湿舒适芳纶织物由芳纶织物和具有单向导湿通道的低表面能涂层构成。
30.具体的，在实施例中提出了一种超疏水导湿舒适芳纶织物，包括芳纶织物和具有单向导湿通道的低表面能涂层构成；其中，所述低表面能复合涂层材料在对芳纶织物进行涂层处理之前先进行超声共混，形成均匀的功能单体混合液，后经喷涂法附着于芳纶织物表面；所述芳纶织物在进行喷涂处理时需使用如图2所示具有图案镂空设计的隔板，实现功能单体的纹理性附着，后经等离子体诱导处理后，再对覆有互补图案盖板的织物表面进行等离子体亲水处理，制成具有导湿功能的超疏水涂层。
31.在本实施例中，所述芳纶织物为芳纶长丝或短纤纱的机织、针织或非织织物，所述镂空盖板材质为可普通塑料板（如pp、pe等）、钢板或聚四氟乙烯板，根据实际情况进行选材。
32.在本实施例中，所述低表面能单体为含氟单体与聚四氟乙烯颗粒混合而成，其中含氟单体的分子链长度小于8，聚四氟乙烯颗粒粒径为2-300 μm，两者混用不仅可以有效提高芳纶织物的防水性能，且化学稳定性好、对环境无污染。
33.在本实施例中，如图3所示，所述经等离子体处理后的芳纶纤维表面均匀附着有聚四氟乙烯颗粒，汉服单体在芳纶纤维表面的成膜性良好，制成的芳纶织物手感柔软，并不改变芳纶织物本身的强度和阻燃性能。
34.在本实施例中，如图1所示，超疏水导湿舒适芳纶织物的制备流程主要包括：（1）低表面能功能单体混合液制备；（2）对所述芳纶织物进行喷涂处理；（3）对所述芳纶织物进行等离子体处理，以在所述芳纶织物表面形成具有一定纹理的超疏水涂层；（4）对所述超疏水芳纶织物进行等离子体亲水处理，在芳纶织物中形成单向导湿通道，提高防水芳纶织物的导湿性能。
35.在本实施例中，所述步骤（3）中，所述等离子体表面处理工艺采用电容耦合放电装置，依据放电频率分为直流，脉冲，低频，射频等离子体放电，可根据实际情况进行选择，放电功率50-250 w，压强100-300 mtorr，极板间距5-16 cm，工作气体为氩气或氦气，对芳纶织物表面附着的地表面能单体进行诱导交联，并在芳纶织物表面形成均匀的低表面能涂层，增加其防水性。
36.在本实施例中，所述步骤（4）中，所述等离子体表面处理工艺采用电容耦合放电装置，依据放电频率分为直流，脉冲，低频，射频等离子体放电，可根据实际情况进行选择，放电功率50-250 w，压强100-300 mtorr，极板间距5-16 cm，工作气体为氩气、氦气、氧气、水蒸气或氢气中的两种或多种混合，实现芳纶织物的亲水改性并形成单向导湿通道，提高超
疏水芳纶织物的导湿和舒适性综上所述，在本实施例中提出的一种超疏水导湿舒适芳纶织物的等离子体制备方法中，使用具有一定图案的镂空盖板控制低表面能功能单体混合液的粘附区域，还可控制等离子体亲水处理区域和单向导湿通道的形成和分布，以达到提高芳纶织物防水功能的同时，赋予其单向导湿功能，提高芳纶织物的穿着舒适性，制成的芳纶织物手感柔软，功能性好。
37.以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，都将落入本发明的保护范围内。