一种超疏水/疏油织物表面的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及超疏水/疏油织物领域，特别涉及一种超疏水/疏油织物表面的制备方法。
【背景技术】
[0002]功能纺织品是纺织工业致力于提高技术含量的创新成果。随着功能性的提高和多样化，对织物疏水性能的要求越来越迫切，而超疏水织物则是其中的研究热点。超疏水性是指水在织物表面上的接触角大于150°，由于其潜在的应用价值，近年来成为人们研究的热点。为了制备出具有较高性能的疏水织物，研究者使用了各种方法降低纤维的表面能，包括使用含氟化合物、有机硅化合物或者纳米复合结构等。
[0003]对于纺织品的疏水整理根据其材料不同可分为2种形式:I)采用共混法、聚合法或混合纺丝等制备具有疏水性能的纤维，然后再织成织物。这种方法适于合成纤维；2)针对天然纤维织物，进行后整理获得疏水效果，即使用疏水剂对织物进行整理，改善纺织品的性能。棉纤维中纤维素的含量达到75%以上，并且由于纤维素中含有大量的羟基，因此棉织物具有很强的亲水性和吸水性。如何改变棉纤维表面的性能，使亲水性纤维表面性能发生转变，是制备疏水性棉织物的一个研究方向。
[0004]目前，对于织物表面的疏水性能的制备多利用氟化物或者硅化物等具有低表面能的物质对棉织物进行整理制备具有疏水表面的织物。然后即使使用最低表面能的氟化物进行整理后，其接触角最多也智能达到120ο左右。借助于人们对“荷叶效应”的认识，研究者发现，要得到接触角达到150ο以上的超疏水表面，通常需要在织物表面引入具有一定规则的微纳结构。而制备这些微纳结构，常用的方法有:等离子处理，脉冲激光沉积，静电纺丝，纳米粒子(纳米碳管，纳米金，纳米S12)沉积等。这些方法需要使用复杂的工艺，高昂的设备，生产成本高；通过纳米粒子附着制备的超疏水表面在寿命，耐候性，耐酸碱等方面有一定的劣势，并可能危害到人们的健康。这也导致了这些工艺的大规模使用受到了限制。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种超疏水/疏油织物表面的制备方法，以解决现有技术中设备投入大，生产成本高；纳米粒子在织物表面的附着力低，制备的织物表面疏水稳定性差；生广效率低等问题。
[0006]本发明提供了一种超疏水/疏油织物表面的制备方法，包括:
[0007]步骤I，将待处理的织物湿润以得到第一织物。优选地，在此步骤之前，还包括把需要处理的织物洗净、晾干的步骤，然后将晾干后的织物用蒸馏水进行湿润。
[0008]步骤2，将所述第一织物放入硅烷/有机溶剂混合溶液中超声处理第一预定时间。优选地，所述硅烷/有机溶剂混合溶液是将PH值为8.0-9.0有机溶剂与硅烷混合制得的，例如，通常可利用三乙胺中和氯硅烷水解生成的HCl，有催化作用。优选地，所述步骤2在室温下进行。优选地，所述有机溶剂为乙醇。优选地，所述硅烷为氯硅烷、硅氧烷及其氟代物或聚合物。优选地，所述硅烷/有机溶剂混合溶液的浓度为5-20vol.%。，特别可以为5，10，15，20vol.%。。优选地，所述第一预定时间为1-10分钟，例如为2，3，4，5，6，7，8，或9分钟。
[0009]步骤3，向所述混合溶液中加入水和丙酮的混合溶剂，超声处理第二预定时间。优选地，所述水和丙酮的混合溶剂的浓度为2-15vol.%。，特别可以为2，2.5,3,3.5,4,4.5,5,5.5,6,6.5,7,7.5,8,8.5,9,9.5，10，10.5,11,11.5,12，12.5，13，13.5，14，14.5，或15vol.%。。优选地，所述第二预定时间为2-30分钟，例如可以为3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27，28，或 29 分钟。
[0010]步骤4，取出所述第一织物清洗后，得到所述超疏水/疏油织物表面。优选地，所述步骤4中，采用乙醇、丙酮等对所述第一织物进行清洗。优选地，在所述清洗之后，还包括干燥的步骤。
[0011]原理:
[0012]Rn-S1-X4_n+H0- (substrate) — R-S1-O-(substrate)+XH
[0013]R:烧基，氣烧基等有机基团。
[0014]X:C1，F，0R’(氯，氟，烷氧基等可以与表面羟基缩合的反应基团)
[0015]Substrate可以是棉，锦绝,丝绸，麻,毛及纸。
[0016]以上示意性地解释了在棉织物表面形成疏水表面的原理，通过化学的方法在棉织物表面引入了低表面能的硅烷化合物，形成了稳定的共价键，提高了织物疏水表面的稳定性、耐候性、耐高温性能。尤其地，在反应过程中，持续引入了超声能量，促进了该反应，进一步提闻了疏水性能的稳定性。
【附图说明】
[0017]图1是水滴在未经处理的棉布(左)、经十八烷基三氯硅烷处理后的棉布(中)、经1H, 1H, 2H, 2H-全氟癸基二甲基三氯硅烷处理后的棉布(右)表面形成的液滴效果图。
[0018]图2是水滴在经十八烷基三氯硅烷处理的复印纸(上)，未经处理的复印纸(下)表面形成的水滴效果图。
[0019]图3是油滴在经十八烷基三氯硅烷处理的复印纸(上)，未经处理的复印纸(下)表面形成的油滴效果图。
[0020]图4是水滴在未经处理的麻布(上)，经十八烷基三氯硅烷处理后的麻布(下)表面形成的液滴效果图。
[0021]图5是水滴在经十八烷基三氯硅烷处理后的锦纶(上)，未经处理的表面锦纶(下)表面形成的液滴效果图。
[0022]图6是水滴在经十八烷基三氯硅烷处理后的丝绸表面形成的液滴效果图。
【具体实施方式】
[0023]实施例一
[0024]把三块棉布用常规清洗衣物的方法洗净后，烘干冷却至室温备用。
[0025]将其中的两块棉布用蒸馏水浸湿，取出备用。用三乙胺把40ml的乙醇溶液的PH值调节到8.0，配制两份同样的溶液。接着将40yL的十八烷基三氯硅烷或40yL的1H, 1H, 2H, 2H-全氟癸基二甲基三氯硅烷分别滴加到上述溶液中，超声(频率为25kHz)分散，在超声振荡的条件下把浸湿的棉布分别放入上述两种溶液中浸溃3分钟。
[0026]将两滴蒸馏水滴加到2mL丙酮溶液中配成混合溶液，把该混合溶液滴加到上述溶液中，继续超声振荡3分钟后，从上述溶液中，取出棉布，用乙醇，丙酮，蒸馏水洗净，烘干，制得具有疏水表面的棉布。
[0027]棉布经本发明处理后，水滴在棉布处理前后形成的液滴效果如图1所示。可以明显的看到，经本发明方法处理后，棉布表面的疏水性能明显，经氟硅烷整理的棉布疏水性能更好。整理后的织布表面疏水性能经过多次(>5次)常规洗涤后，仍具有很好的疏水性能。
[0028]实施例二
[0029]取一张普通的复印纸，剪成适当的大小，将其用蒸馏水浸湿，取出备用。用三乙胺把40ml的乙醇溶液的PH值调节到8.0。接着将40 μ L的十八烷基三氯硅烷，滴加到上述溶液中，超声(频率为25kHz)分散，在超声振荡的条件下把浸湿的纸放入上述溶液中浸溃3分钟。
[0030]将两滴蒸馏水滴加到2mL丙酮溶液中配成混合溶液，