一種無氟超疏水棉織物的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于紡織品拒水功能整理加工領(lǐng)域，具體涉及一種無氟超疏水棉織物及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超疏水表面具有特殊的浸潤性，即水滴在物體表面的接觸角大于150°，并在其表面自由滾動，具有“荷葉自清潔效應(yīng)”，水滴在滾動過程中會將表面上的污物一同帶走。而具有自清潔功能的超疏水紡織品在工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療、軍用產(chǎn)品及日常生活中具有廣泛的應(yīng)用。
[0003]自從荷葉表面的微納米凸起結(jié)構(gòu)被發(fā)現(xiàn)以來，人們在制備超疏水表面時多采用仿制荷葉表面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，構(gòu)建微納米級粗糙度，再進(jìn)行有機(jī)物改性修飾。為了制備超疏水面料，中國專利CN 1242114C公開了納米自清潔羊絨或制品及其制備方法，中國專利CN1277019C公開了納米自清潔真絲綢及制品，中國專利CN 1824884A公開了含有納米功能性材料的自清潔西服面料及成衣的制法，中國專利CN 100334291C公開了具有自清潔功能的羽絨服面料的制備方法，這些專利首先在織物上構(gòu)建納米微粒的粗糙結(jié)構(gòu)，然后采用有機(jī)氟類整理劑對織物改性修飾，賦予了織物既疏水又疏油的性能，但是大多有機(jī)氟材料不僅價格高而且對環(huán)境有害。中國專利CN 101768854A公開了一種無氟超疏水防紫外棉織物的制備方法，該方法采用二氧化鈦溶膠浸乳棉織物，再經(jīng)有機(jī)硅氧烷或硬脂酸處理獲得超疏水棉織物。但是中國專利CN 101768854A所公開的方法中，二氧化鈦溶膠的制備需要大量的有機(jī)溶劑乙醇，并且在進(jìn)行非氟代有機(jī)物修飾時，也需要有機(jī)溶劑乙醇、丙酮，或者乳化劑等，這些溶劑或助劑的加入不僅增加成本和影響環(huán)境，而且殘留在織物上會降低疏水的效果。因此，有必要開發(fā)一種更加簡單有效的方法，來進(jìn)行微納米材料表面的有機(jī)修飾以獲得超疏水性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種無氟超疏水棉織物及其制備方法，利用石蠟或者白蠟固體受熱融化的特點(diǎn)，在不用有機(jī)溶劑的條件下，對微納米材料表面進(jìn)行有機(jī)修飾以獲得超疏水性能。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
采用質(zhì)量濃度為0.1%-1.5%的納米1102水溶膠對棉織物進(jìn)行乳-烘-焙整理，以提高纖維表面的粗糙度，然后通過加熱熔融的方法將固體石蠟或白蠟轉(zhuǎn)移到Ti02水溶膠處理過的棉織物表面，以獲得超疏水棉織物。
[0006]所述的納米Ti02水溶膠的制備步驟為:
(1)將15-25mL冰乙酸與200_250mL蒸餾水混合均勻，記為A溶液；
(2)將40-70g鈦酸丁酯與15-25mL冰乙酸混合均勻，記為B溶液；
(3)把A溶液置于冰浴中，將B溶液逐滴加入到A溶液中，并電動攪拌l_3h，然后靜置分層，下層半透明液體即為Ti02水溶膠； (4)用蒸餾水將Ti(VK溶膠中二氧化鈦的質(zhì)量濃度稀釋為0.1%-1.5%。
[0007]所述的納米Ti02水溶膠對棉織物的乳-烘-焙整理方法為:采用二浸二乳法，將棉織物浸漬于質(zhì)量濃度為0.1%-1.5%納米1102水溶膠中5-20分鐘，采用乳車乳去多余的溶膠，乳余率控制為60%wt-80%wt，將棉織物先于60-80°C烘干，然后在120-160°C焙烘
l-10mino
[0008]所述的通過加熱熔融將固體石蠟或白蠟轉(zhuǎn)移到Ti02水溶膠處理過的棉織物表面的方法為:將固體石蠟或白蠟先涂在紙上制成蠟紙，然后將蠟紙與Ti02水溶膠處理過的棉織物表面相接觸，加熱溫度在100-150°c，將蠟紙上的蠟熱壓到棉織物上，然后自然冷卻或急速冷凍，使蠟質(zhì)在棉織物表面結(jié)晶固化。
[0009]本發(fā)明的有益效果:按照本發(fā)明制備的無氟超疏水棉織物，與水滴的接觸角超過150°，具有荷葉般的超疏水性能和自清潔功能。該方法利用棉纖維的羥基與納米1102水溶膠中的羥基之間的化學(xué)反應(yīng)使得所構(gòu)筑的粗糙表面具有良好的堅(jiān)牢度，通過仿生荷葉表面的結(jié)構(gòu)特征，采用熔融蠟質(zhì)在氧化物的粗糙表面固化結(jié)晶而進(jìn)行有機(jī)修飾，不僅可以達(dá)到超疏水的效果，而且可以避免引入含氟有機(jī)修飾劑，以及其他有機(jī)溶劑或者表面活性劑對織物疏水性能的影響，因此使所制備的織物的超疏水性能具有優(yōu)良的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0010]圖1是水滴在無氟超疏水棉織物表面上的接觸角照片。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1
本實(shí)施例的無氟超疏水棉織物的制備方法，步驟如下:
將19mL冰乙酸與235mL蒸餾水混合均勻，記為A溶液；將60g鈦酸丁酯與19mL冰乙酸混合均勻，記為B溶液；把A溶液置于冰浴中，將B溶液逐滴加入到A溶液中，并電動攪拌2h，然后靜置分層，下層半透明液體即為1102水溶膠。用蒸餾水將Ti02水溶膠稀釋為0.5%。將棉織物浸漬于質(zhì)量濃度為0.5%納米Ti02溶膠中5分鐘，采用二浸二乳法，乳余率控制為70%，將浸乳過納米Ti02溶膠的棉織物先于80°C烘干，然后在140°C焙烘3min。將固體石蠟先涂在紙上制成蠟紙，然后將蠟紙與Ti02溶膠處理過的棉織物表面相接觸，通過加熱熔融法，將蠟紙上的蠟熱轉(zhuǎn)移到棉織物上，然后自然冷卻，使蠟質(zhì)在棉織物表面結(jié)晶固化，以獲得超疏水棉織物。
[0012]實(shí)施例2
本實(shí)施例的無氟超疏水棉織物的制備方法，步驟如下:
將19mL冰乙酸與235mL蒸餾水混合均勻，記為A溶液；將60g鈦酸丁酯與19mL冰乙酸混合，記為B溶液；把A溶液置于冰浴中，將B溶液逐滴加入到A溶液中，并電動攪拌2h，然后靜置分層，下層半透明液體即為打02水溶膠。用蒸餾水將Ti02水溶膠稀釋為1%。將棉織物浸漬于質(zhì)量濃度為1%納米Ti02溶膠中5分鐘，采用二浸二乳法，乳余率控制為70%，將浸乳過納米Ti02溶膠的棉織物先于80°C烘干，然后在140°C焙烘3min。將固體白蠟先涂在紙上制成蠟紙，然后將蠟紙與Ti02溶膠處理過的棉織物表面相接觸，通過加熱熔融法，將蠟紙上的蠟熱壓到棉織物上，然后自然冷卻，使蠟質(zhì)在棉織物表面結(jié)晶固化，以獲得超疏水棉織物。
[0013]實(shí)施例3
本實(shí)施例的無氟超疏水棉織物的制備方法，步驟如下:
將19mL冰乙酸與235mL蒸餾水混合均勻，記為A溶液；將60g鈦酸丁酯與19mL冰乙酸混合，記為B溶液；把A溶液置于冰浴中，將B溶液逐滴加入到A溶液中，并電動攪拌3h，然后靜置分層，下層半透明液體即為打02水溶膠。用蒸餾水將Ti02水溶膠稀釋為1%。將棉織物浸漬于質(zhì)量濃度為1%納米Ti02溶膠中10分鐘，采用二浸二乳法，乳余率控制為80%，將浸乳過納米Ti02溶膠的棉織物先于70°C烘干，然后在140°C焙烘5min。將固體石蠟涂在紙上制成蠟紙，然后將蠟紙與Ti02溶膠處理過的棉織物表面相接觸，通過加熱熔融法，將蠟紙上的蠟熱壓到棉織物上，然后自然冷卻，使蠟質(zhì)在棉織物表面結(jié)晶固化，以獲得超疏水棉織物。
[0014]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無氟超疏水棉織物的制備方法，其特征在于:采用質(zhì)量濃度為0.1%-1.5%的納米打02水溶膠對棉織物進(jìn)行乳-烘-焙整理，以提高纖維表面的粗糙度，然后通過加熱熔融的方法將固體石蠟或白蠟轉(zhuǎn)移到1102水溶膠處理過的棉織物表面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無氟超疏水棉織物的制備方法，其特征在于:所述的納米Ti02水溶膠的制備步驟為: (1)將15-25mL冰乙酸與200_250mL蒸餾水混合均勻，記為A溶液； (2)將40-70g鈦酸丁酯與15-25mL冰乙酸混合，并磁力攪拌，記為B溶液； (3)把A溶液置于冰浴中，將B溶液逐滴加入到A溶液中，并電動攪拌l_3h，然后靜置分層，下層半透明液體即為Ti02水溶膠； (4)將1102水溶膠分離出來，用蒸餾水將1102水溶膠中二氧化鈦的質(zhì)量濃度稀釋為0.1%-1.5%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無氟超疏水棉織物的制備方法，其特征在于:所述的納米Ti02水溶膠對棉織物的乳-烘-焙整理方法為:采用二浸二乳法，將棉織物浸漬于質(zhì)量濃度為0.1%-1.5%納米1102水溶膠中5-20分鐘，利用乳車乳去多余的溶膠，乳余率控制為60%wt-80%wt，先將棉織物于60-80°C烘干，然后在120_160°C焙烘1-lOmin。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無氟超疏水棉織物的制備方法，其特征在于:所述的通過加熱熔融將固體石蠟或白蠟轉(zhuǎn)移到1102水溶膠處理過的棉織物表面的方法為:將固體石蠟或白蠟先涂在紙上制成蠟紙，然后將蠟紙與Ti02水溶膠處理過的棉織物表面相接觸，加熱溫度在100-150°C，將蠟紙上的蠟通過熱融轉(zhuǎn)移到棉織物上，然后自然冷卻，使蠟質(zhì)在棉織物表面結(jié)晶固化。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無氟超疏水棉織物的制備方法，其特征在于:所述的無氟超疏水棉織物與水滴的接觸角超過150°，具有荷葉般的超疏水性能和自清潔功能。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無氟超疏水棉織物及其制備方法，屬于紡織品功能整理加工領(lǐng)域。先采用納米二氧化鈦溶膠對棉織物進(jìn)行軋-烘-焙整理，以提高織物表面的粗糙度，然后采用低表面能物質(zhì)-熔融蠟質(zhì)對織物進(jìn)行疏水化改性，所制備的棉織物與水滴的接觸角超過150°，該方法利用棉纖維的羥基與納米TiO2水溶膠中的羥基之間的化學(xué)反應(yīng)使得所構(gòu)筑的粗糙表面具有良好的堅(jiān)牢度，通過仿生荷葉表面的結(jié)構(gòu)特征，采用熔融蠟質(zhì)在氧化物的粗糙表面固化結(jié)晶而進(jìn)行有機(jī)修飾，不僅可以達(dá)到超疏水的效果，而且可以避免引入含氟有機(jī)修飾劑，以及其他有機(jī)溶劑或者表面活性劑對織物疏水性能的影響，因此使所制備的織物的超疏水性能具有優(yōu)良的穩(wěn)定性。
【IPC分類】D06M101/06, D06B15/00, D06M13/02, D06B3/18, D06M11/46
【公開號】CN105350282
【申請?zhí)枴緾N201510913731
【發(fā)明人】張曉莉, 王懷芳, 趙靜秒
【申請人】中原工學(xué)院
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年12月12日