專利名稱：一種改性納米氧化鋁超疏水織物的整理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于疏水織物的制備領(lǐng)域，特別涉及一種改性納米氧化鋁超疏水織物的整
理方法。
背景技術(shù)：
由于水滴在超疏水表面(接觸角大于150度)上很難穩(wěn)定地停留，與水滴有關(guān)的如材料表面的污染、積雪、氧化、電流的傳導(dǎo)以及流體的粘滯等可以被有效遏制，因此超疏水功能紡織品以其獨(dú)特的自清潔、抗污染等性能，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)護(hù)人員用裝、防雨/雪服、帳篷、軍用作戰(zhàn)服等方面，日益受到了人們的青睞，具有巨大的潛在市場。超疏水棉織物的研究多利用氟化物或者硅化物等具有低表面能的物質(zhì)對棉織物進(jìn)行整理達(dá)到疏水目的。然而，全氟辛酸(PFOA)和全氟辛酸鹽(PF0Q是潛在的致癌物質(zhì)， 對人體健康有潛在的危害，并且在整理中和整理后釋放氟化合物，對環(huán)境也不利。因此，尋找含氟整理劑的取代物并采用新穎的整理技術(shù)正在成為疏水整理的研究熱點(diǎn)之一。同時， 粗糙表面也是構(gòu)建超疏水表面的一個非常重要的因素。氧化鋁薄膜具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐磨以及透光性好等優(yōu)良的物理性能，和織物等基材具有很強(qiáng)的結(jié)合力，是一種很有前途的透明涂層。在具有特殊結(jié)構(gòu)和表面粗糙度的氧化鋁薄膜表面涂覆一層具有低表面能化學(xué)成分的疏水集團(tuán)，將二者結(jié)合起來可以很好的實(shí)現(xiàn)薄膜的疏水特性。鋁皂法就是將石蠟、硬脂酸鋁皂等配制成乳濁液處理織物，使鋁皂和石蠟沉積于纖維上，從而起到疏水的效果。鋁皂疏水劑雖然成本低，符合環(huán)保要求，但由于組成以及工藝的原因，鋁皂法不具備超疏水效果。如何對鋁皂疏水的整理方法進(jìn)行改進(jìn)，提出一種低成本、高效綠色的超疏水整理工藝，成為目前亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種改性納米氧化鋁超疏水織物的整理方法， 該方法簡單，原料來源廣泛，成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；本發(fā)明的所得處理后的織物疏水性能優(yōu)良，制備得到的織物接觸角大于150°，具有超疏水性能。本發(fā)明的一種改性納米氧化鋁超疏水織物的整理方法，包括(1)按質(zhì)量百分比0. 6 10%將含鋁化合物加入到水中，然后滴加無機(jī)酸，調(diào)節(jié)pH 值為3. 5 4. 1，再加熱回流，得到濃度為0. 3 3. 0%的納米氧化鋁溶膠；(2)將織物在上述的納米氧化鋁溶膠中二浸二軋，帶液率為70 80%，60 80°C 預(yù)烘；或?qū)⒖椢镌谠”葹?0 1 25 1的納米氧化鋁溶膠中浸漬10分鐘 1小時， 60 80°C預(yù)烘；(3)將室溫下不溶于水的硬脂酸鹽、水解催化劑、水和醇按照質(zhì)量比為1 1 4 10 30 1 5混合，調(diào)節(jié)pH值為6. 0 8. 0，室溫下攪拌0. 5 2小時，得到拒水劑；
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(4)將步驟( 中得到的織物在上述拒水劑中二浸二軋，使其帶液率70 100%， 60 80°C預(yù)烘，最后120°C 170°C焙烘，即可；或?qū)⒉襟EO)中得到的織物在浴比為10 1 25 1的上述拒水劑中浸漬10 分鐘 1小時，60 80°C預(yù)烘，最后120°C 170°C焙烘，即可。步驟(1)中所述的含鋁化合物為氫氧化鋁、三乙醇鋁、異丙醇鋁、仲丁醇鋁中的一種。步驟(1)中所述的無機(jī)酸為硝酸、鹽酸中的一種，無機(jī)酸的優(yōu)選質(zhì)量濃度為0. 5
2 % ο步驟(1)中所述的加熱回流為在直接加熱回流3 8小時或者微波加熱回流20 60分鐘。步驟O)中所述的織物為棉、毛、麻、滌綸、黏膠或尼龍織物。步驟(3)中所述的室溫下不溶于水的硬脂酸鹽為硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、 硬脂酸鋇、雙硬脂酸鋁、三硬脂酸鋁中的一種，其中優(yōu)選硬脂酸鎂。步驟(3)中所述的水解催化劑為硝酸、鹽酸、硫酸、醋酸、草酸、丙二酸、檸檬酸、蘋果酸、氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種。布驟(3)中所述的醇為可與水互溶的乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、乙二醇、
丙二醇或者丙三醇中的一種。本發(fā)明的一種改性納米氧化鋁超疏水織物的整理方法，采用浸軋或浸漬的方法將使用溶膠-凝膠技術(shù)制備得到的納米氧化鋁溶膠整理到織物上，之后采用便宜易得的硬脂酸鹽水解得到的疏水劑對織物進(jìn)行疏水整理，可以賦予織物優(yōu)異、持久的疏水性能。該整理技術(shù)對織物的手感、白度、毛效以及物理機(jī)械性能的影響很小，整理過程中工藝簡單，污染小，成本低廉。本發(fā)明的一種改性納米氧化鋁超疏水織物的整理方法，通過改變整理劑的制備方法和和整理劑的處理順序，首先以氫氧化鋁為原料制備氧化鋁溶膠并在織物上形成粗糙表面，采用該方法制得的改性氧化鋁薄膜具有很好的透光性，不影響織物原有的色光。本方法中使用的硬脂酸鹽價格低廉，無毒，無味，不可燃，性質(zhì)穩(wěn)定，不會自身聚合。硬脂酸鎂在催化劑作用下水解可生成硬脂酸和相應(yīng)的鹽，在整理過程中起到改造粗糙表面構(gòu)造以及潤濕性的雙重作用其中生成相應(yīng)的鹽可進(jìn)一步改善納米尺寸結(jié)構(gòu)的氧化鋁粗糙表面，而生成的硬脂酸則具有低表面能，對修飾表面依賴性性小，是傳統(tǒng)鋁皂法中主要的疏水劑，可與氧化鋁粗糙表面一起在織物上構(gòu)建超疏水表面，從而賦予織物超疏水性能， 得到了與傳統(tǒng)的鋁皂法不同的超疏水效果。同時，硬脂酸鹽的特殊結(jié)構(gòu)決定了它具有熔點(diǎn)高等特點(diǎn)，具有分散性、抗水性、填充性、均質(zhì)性、相容性，可以作為塑料橡膠等有機(jī)材料以及鎂粉等無機(jī)材料的阻燃劑，通過對表面進(jìn)行改性，從而實(shí)現(xiàn)阻燃。在本方法中，利用氧化鋁與鎂、鋅、鋁鹽等的協(xié)同作用使得整理織物還具有較好的抗紫外和阻燃性能。使用硬脂酸鹽為拒水劑的主要原料，為簡化超疏水織物的整理工藝提供了有益的借鑒，也可以為客戶提供具有革新意義的后整理和涂層產(chǎn)品。硬脂酸鹽還具有對環(huán)境無污染的優(yōu)勢。有益效果
(1)本發(fā)明的方法簡單，原料來源廣泛，成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；(2)本發(fā)明中用于制備氧化鋁溶膠以及疏水劑的物質(zhì)都是來源廣泛的工業(yè)生產(chǎn)品，整理過程中所使用的整理劑均無毒副作用，服用過程亦無有害物質(zhì)放出，環(huán)保，安全；(3)本發(fā)明的所得處理后的織物疏水性能優(yōu)良，制備得到的織物接觸角大于 150°，具有超疏水性能。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1(1)將4g工業(yè)級氫氧化鋁加入到55ml蒸餾水中，在不斷攪拌下滴加質(zhì)量濃度為 0. 8 %的硝酸，調(diào)節(jié)其pH值為3. 9，然后微波加熱回流30分鐘，得到透明的納米氧化鋁溶膠；(2)將棉紗卡QOsX 16s，128X60)在納米氧化鋁溶膠中二浸二軋，帶液率85%，然后在80°C下預(yù)烘4分鐘；(3)室溫下將硬脂酸鎂、硝酸、水與乙醇混合，調(diào)節(jié)pH值6.8，室溫下攪拌1小時， 得到拒水劑；其中硬脂酸鎂、硝酸、水和乙醇的質(zhì)量比為1 1.4 20 5;(4)將納米氧化鋁整理的棉織物在浴比為25 1的拒水劑中浸漬1小時，晾干后 80°C預(yù)烘4分鐘，170°C下焙烘2分鐘，得到超疏水棉織物。參照AATCC Test Method 22-2005《紡織品疏水性能測試噴淋測試》，對整理織物進(jìn)行疏水性能測試，具體如下結(jié)果表1各洗滌次數(shù)下實(shí)施例1所得的超疏水棉織物的接觸角
權(quán)利要求
1.一種改性納米氧化鋁超疏水織物的整理方法，包括(1)按質(zhì)量百分比0.6 10%將含鋁化合物加入到水中，然后滴加無機(jī)酸，調(diào)節(jié)PH值為3. 5 4. 1，再加熱回流，得到濃度為0. 3 3. 0%的納米氧化鋁溶膠；(2)將織物在上述的納米氧化鋁溶膠中二浸二軋，帶液率為70 80%，60 80°C預(yù)烘?；?qū)⒖椢镌谠”葹?0 1 25 1的上述的納米氧化鋁溶膠中浸漬10分鐘 1小時，60 80°C預(yù)烘；(3)將室溫下不溶于水的硬脂酸鹽、水解催化劑、水和醇按照質(zhì)量比為1 1 4 10 30 1 5混合，調(diào)節(jié)pH值為6. 0 8. 0，室溫下攪拌0. 5 2小時，得到拒水劑；(4)將步驟( 中得到的織物在上述拒水劑中二浸二軋，使其帶液率70 100%，60 80°C預(yù)烘，最后120°C 170°C焙烘，即可；或?qū)⒉襟E(2)中得到的織物在浴比為10 1 25 1的上述拒水劑中浸漬10分鐘 1小時，60 80°C預(yù)烘，最后120°C 170°C焙烘，即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性納米氧化鋁超疏水織物的整理方法，其特征在于 步驟(1)中所述的含鋁化合物為氫氧化鋁、三乙醇鋁、異丙醇鋁、仲丁醇鋁中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性納米氧化鋁超疏水織物的整理方法，其特征在于 步驟(1)中所述的無機(jī)酸為硝酸、鹽酸中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性納米氧化鋁超疏水織物的整理方法，其特征在于 無機(jī)酸的質(zhì)量濃度為0. 5 2%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性納米氧化鋁超疏水織物的整理方法，其特征在于 步驟(1)中所述的加熱回流為直接加熱回流3 8小時或者微波加熱回流20 60分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性納米氧化鋁超疏水織物的整理方法，其特征在于 步驟O)中所述的織物為棉、毛、麻、滌綸、黏膠或尼龍織物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性納米氧化鋁超疏水織物的整理方法，其特征在于 步驟(3)中所述的室溫下不溶于水的硬脂酸鹽為硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、雙硬脂酸鋁、三硬脂酸鋁中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性納米氧化鋁超疏水織物的整理方法，其特征在于 步驟(3)中所述的水解催化劑為硝酸、鹽酸、硫酸、醋酸、草酸、丙二酸、檸檬酸、蘋果酸、氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性納米氧化鋁超疏水織物的整理方法，其特征在于 步驟(3)中所述的醇為可與水互溶的乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、乙二醇、丙二醇或者丙三醇中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改性納米氧化鋁超疏水織物的整理方法，包括(1)將含鋁化合物加入到水中，然后調(diào)節(jié)pH值為3.5～4.1，再加熱回流，得到納米氧化鋁溶膠；(2)采用浸軋或浸漬的方法將上述的納米氧化鋁溶膠整理到織物上；(3)將硬脂酸鹽、水解催化劑、水與醇混合，調(diào)節(jié)pH值6.0～8.0，得到拒水劑；(4)用上述的拒水劑對步驟(2)中所得到的織物進(jìn)行浸軋或浸漬，最后烘干即可。本發(fā)明的方法簡單，原料來源廣泛，成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；本發(fā)明的所得處理后的織物疏水性能優(yōu)良，制備得到的織物接觸角大于150°，具有超疏水性能。
文檔編號D06M101/12GK102277720SQ20111016493
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者戴瑾瑾, 潘成玉, 邢彥軍 申請人:東華大學(xué)