一種超疏水織物及其構(gòu)筑方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及紡織品領(lǐng)域，尤其涉及一種超疏水織物及其構(gòu)筑方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 自1997年德國植物學(xué)家Barthlott發(fā)現(xiàn)荷葉表面的超疏水現(xiàn)象以來，超疏水表面 已經(jīng)引起了科研人員的廣泛關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，這些超疏水表面的微納米結(jié)構(gòu)對超疏水性起 著至關(guān)重要的作用。
[0003] 目前構(gòu)筑超疏水表面主要通過兩種途徑：1)在粗糙表面修飾低表面能物質(zhì)，目前 使用的降低表面能的物質(zhì)主要為含氟單體，但是含氟單體具有較長的全氟烷基鏈(0 8)， 它們在自然環(huán)境中容易氧化分解成全氟酸或磺?；锏入y降解的有機污染物，對環(huán)境和人 體健康存在嚴重危害;2)在超疏水表面構(gòu)建粗糙結(jié)構(gòu)，如:溶膠-凝膠法、誘導(dǎo)相分離法、電 紡法等;其中，溶膠-凝膠法的研究比較關(guān)法，但是，目前通過溶膠凝膠法構(gòu)筑得到超疏水織 物的構(gòu)筑方法復(fù)雜，且得到的硅膠膜層容易脫落，機械性能差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種超疏水織物及其構(gòu)筑方法， 本發(fā)明提供的超疏水織物的構(gòu)筑方法簡單，且得到的疏水織物的疏水表面不易脫落，機械 性能好。
[0005] 本發(fā)明提供了 一種超疏水織物的構(gòu)筑方法，包括：
[0006] 1)將水解的甲基三甲氧基硅烷和氨水混合反應(yīng)，得到硅凝膠；
[0007] 2)將步驟1)得到的硅凝膠與聚二甲基硅氧烷溶液混合，超聲粉碎，得到混合溶液；
[0008] 3)將紡織品在步驟2)得到的混合溶液中浸漬，得到超疏水織物。
[0009] 優(yōu)選的，所述水解的甲基三甲氧基硅烷按照以下方法制備得到：
[0010] 將甲基三甲氧基硅氧烷、甲醇和草酸溶液混合水解，得到水解的甲基三甲氧基硅 氧燒。
[0011] 優(yōu)選的，所述甲基三甲氧基硅氧烷與所述甲醇的體積比為1: (5~30)。
[0012] 優(yōu)選的，所述氨水的濃度為5~12mol/L。
[0013] 優(yōu)選的，所述步驟2)的超聲粉碎中，所述超聲的功率為500~700W。
[0014] 優(yōu)選的，所述聚二甲基硅氧烷溶液為聚二甲基硅氧烷的四氫呋喃溶液。
[0015] 優(yōu)選的，所述聚二甲基硅氧烷的四氫呋喃溶液中，所述聚二甲基硅氧烷的質(zhì)量分 數(shù)為 1 ·0~4.0wt%。
[0016] 優(yōu)選的，所述聚二甲基硅氧烷的四氫呋喃溶液中還含有固化劑，所述固化劑為有 機硅彈性體固化劑。
[0017] 優(yōu)選的，所述固化劑與所述聚二甲基硅氧烷的體積比為(0.8-1.6): 10。
[0018] 本發(fā)明還提供了一種本發(fā)明所述的構(gòu)筑方法構(gòu)筑得到的超疏水織物。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種超疏水織物及其構(gòu)筑方法，本發(fā)明提供的構(gòu) 筑方法通過將水解的甲基三甲氧基硅烷和氨水混合反應(yīng)，得到硅凝膠;再將得到的硅凝膠 與聚二甲基硅氧烷溶液混合，超聲粉碎，得到混合溶液;然后將紡織品在混合溶液中浸漬， 得到超疏水織物，本發(fā)明中，通過將甲基三甲基硅氧烷作為制備硅凝膠的原料，同時將紡織 品浸漬在硅凝膠溶液與聚二甲基硅氧烷的混合溶液中，使得制備得到的疏水織物不易脫 落，且機械性能好，而且，本發(fā)明提供的構(gòu)筑方法，浸漬完成后，通過直接自然晾干即可得到 超疏水表面，不需加熱烘干，進而極大的降低了生產(chǎn)成本，也簡化了構(gòu)筑方法，且浸漬用的 混合溶液性質(zhì)穩(wěn)定，可多次使用；
[0020]同時，本發(fā)明得到的超疏水織物的防水性能和透氣性能也很好，實驗結(jié)果表明，本 發(fā)明提供的超疏水織物水洗5次后，其織物表面與水的接觸角仍在145°以上，且疏水織物的 彎曲剛度與空白樣相當。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本發(fā)明實施例1提供的超疏水織物的EDS能譜圖；
[0022]圖2為本發(fā)明實施例1提供的超疏水織物的紅外圖譜；
[0023]圖3為本發(fā)明實施例1制備得到的經(jīng)室溫晾干的超疏水織物的SEM圖以及接觸角 圖；
[0024]圖4為本發(fā)明實施例1制備得到的經(jīng)60°C烘干的超疏水織物的SEM圖以及接觸角 圖；
[0025]圖5為本發(fā)明實施例1以及實施例3提供的超疏水織物經(jīng)過水洗后的接觸角以及 SEM 圖；
[0026]圖6為本發(fā)明實施例2制備得到的經(jīng)室溫晾干的超疏水織物的SEM圖以及接觸角 圖；
[0027]圖7為本發(fā)明實施例2制備得到的經(jīng)60°C烘干的超疏水織物的SEM圖以及接觸角 圖；
[0028]圖8為本發(fā)明實施例3制備得到的經(jīng)室溫晾干的超疏水織物的SEM圖以及接觸角 圖；
[0029]圖9為本發(fā)明實施例3制備得到的經(jīng)60°C烘干的超疏水織物的SEM圖以及接觸角 圖；
[0030] 圖10為本發(fā)明實施例4制備得到的經(jīng)室溫晾干的超疏水織物的SEM圖以及接觸角 圖；
[0031] 圖11為本發(fā)明實施例4制備得到的經(jīng)60°C烘干的超疏水織物的SEM圖以及接觸角 圖。
【具體實施方式】
[0032 ]本發(fā)明提供了 一種超疏水織物的構(gòu)筑方法，包括：
[0033] 1)將水解的甲基三甲氧基硅烷和氨水混合反應(yīng)，得到硅凝膠；
[0034] 2)將步驟1)得到的硅凝膠與聚二甲基硅氧烷溶液混合，超聲粉碎，得到混合溶液；
[0035] 3)將紡織品在步驟2)得到的混合溶液中浸漬，得到超疏水織物。
[0036] 按照本發(fā)明，本發(fā)明將水解的甲基三甲氧基硅烷和氨水混合反應(yīng)，得到硅凝膠;所 述氨水的濃度優(yōu)選為5~14mol/L，更優(yōu)選為5.5~13.5mol/L，最優(yōu)選為6~12mol/L;所述甲 基三甲氧基硅烷與所述氨水的體積比優(yōu)選為1: (0.3~1)，更優(yōu)選為1: (0.5~0.8)，最優(yōu)選 為1: (0.6~0.7)。其中，所述混合反應(yīng)具體為將水解的甲基三甲氧基硅烷和氨水的混合溶 液先攪拌20~40min，然后靜置30~50小時，得到硅凝膠;所述得到的硅凝膠的粒徑分布為 200 ~2000nm，更優(yōu)選為 300 ~500nm。
[0037] 本發(fā)明對水解的甲基三甲氧基硅烷的來源沒有特殊要求，本領(lǐng)域公知的水解硅烷 的方法均可，本發(fā)明優(yōu)選將甲基三甲氧基硅氧烷、甲醇和草酸溶液混合水解，得到水解的甲 基三甲氧基硅氧烷，其中，所述甲基三甲氧基硅氧烷與所述甲醇的體積比為1: (5~30)，更 優(yōu)選為1: (8~20)，最優(yōu)選為1:(10~15);所述草酸的濃度優(yōu)選為0.0005~0.0015mol/L，更 優(yōu)選為0.0010~〇.〇〇12mol/L;所述甲基三甲氧基硅氧烷與所述草酸溶液的體積比優(yōu)選為 1:(0.3~0.8)，更優(yōu)選為1:(0.5~0.6);且為了使水解能夠完全，本發(fā)明優(yōu)選所述水解條件 為將混合溶液攪拌20~40min，然后靜置15~30小時，得到水解的甲基三甲氧基硅氧烷。
[0038] 按照本發(fā)明，本發(fā)明將步驟1)得到的硅凝膠與聚二甲基硅氧烷溶液混合，超聲粉 碎，得到混合溶液;所述聚二甲基硅氧烷溶液優(yōu)選為聚二甲基硅氧烷的四氫呋喃溶液;所述 聚二甲基硅氧烷的四氫呋喃溶液中，所述聚二甲基硅氧烷的質(zhì)量分數(shù)為1.0~4.Owt%，更 優(yōu)選為2.0~3.Owt%;所述聚二甲基硅氧烷的四氫呋喃溶液中優(yōu)選還含有固化劑，所述固 化劑為有機硅彈性體固化劑，所述固化劑與所述聚二甲基硅氧烷的體積比為(0.8~1.6): 1 〇，更優(yōu)選為（1. 〇~1.2): 10;所述固化劑與所述四氫呋喃的體積比優(yōu)選為（1~8):1000，更 優(yōu)選為(4~6): 1000;所述硅凝膠與所述聚二甲基硅氧烷溶液的體積比優(yōu)選為(0.6~1.2): 1，更優(yōu)選為(〇. 8~1): 1;所述超聲的功率優(yōu)選為500~700W，更優(yōu)選為550~650W;超聲的時 間優(yōu)選為3~8分鐘，更優(yōu)選為5~6分鐘。
[0039] 按照本發(fā)明，本發(fā)明將將紡織品在步驟2)得到的混合溶液中浸漬，得到超疏水織 物。所述浸漬的時間優(yōu)選為〇. 5~5miη，更優(yōu)選為1~3miη;此外，本發(fā)明中，本發(fā)明對紡織品 的種類沒有特殊要求，本領(lǐng)域公知的紡織品均可，如棉織物等，但是，為了更好的形成超疏 水織物，本發(fā)明優(yōu)選對紡織品進行預(yù)處理，所述預(yù)處理為將紡織品依次經(jīng)過去離子水洗和 乙醇超聲洗滌，得到預(yù)處理后的紡織品。
[0040] 本發(fā)明中，浸漬完畢后，本發(fā)明還優(yōu)選將得到的超疏水織物烘干或自然晾干，所述 烘干的溫度為30~60°C。
[0041 ]本發(fā)明提供了一種超疏水織物及其構(gòu)筑方法，本發(fā)明提供的制備方法通過將水解 的甲基三甲氧基硅烷和氨水混合反應(yīng)，得到硅凝膠;再將得到的硅凝膠與聚二甲基硅氧烷 溶液混合，超聲粉碎，得到混合溶液;然后將紡織品在混合溶液中浸漬，得到超疏水織物，本 發(fā)明中，通過將甲基三甲基硅氧烷作為制備硅凝膠的原料，同時將紡織品浸漬在硅凝膠溶 液與聚二甲基硅氧烷的混合溶液中，使得制備得到的疏水織物不易脫落，且機械性能好，而 且，本發(fā)明提供的制備方法，浸漬完成后，通過直接自然晾干即可得到超疏水表面，不需加 熱烘干，進而極大的降低了生產(chǎn)成本，也簡化了制備方法，且浸漬用的混合溶液性質(zhì)穩(wěn)定， 可多次使，且紡織品的浸漬時間短，也節(jié)約了制備的時間。
[0042] 本發(fā)明還提供了一種本發(fā)明提供的制備方法制備的超疏水織物，本發(fā)明提供的超 疏水織物與織物結(jié)合牢固，不易脫落，而且柔韌性、耐磨性和透氣性均比較好。
[0043] 另外，本發(fā)明中所講的字母簡稱，均為本領(lǐng)域固定簡稱，其中部分字母文解釋如 下:PDMS:聚二甲基硅氧烷;SEM圖：電子掃描顯像圖；EDS圖：能譜圖；XPS譜圖：X射線光電子 能譜分析譜圖。
[0044] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范 圍。
[0045] 實施例1
[0046] 步驟一、甲基三甲氧基硅烷(MTMS)的水解
[0047] 量取17.0ml的無水甲醇于離心管中，然后慢慢滴入2. OmlMTMS，然后再滴加1.0ml 的0.001m〇l/L的草酸溶液，溶液經(jīng)磁力攪拌20min，靜置20h使其充分水解。
[0048]步驟二:硅凝膠的形成
[0049] 在上述水解充分的硅烷溶液中，慢慢滴加5.6mol/L的氨水溶液1.22ml，經(jīng)磁力攪 拌20min后，靜置48h。
[0050] 步驟三:具有較好機械性嫩的超疏水織物的制備
[0051] 先將棉布按照3*3cm規(guī)格