CN101851854B - 制备具有耐洗性的超亲水毛织物的纳米整理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制备具有耐洗性的超亲水毛织物的纳米整理方法，尤其适用于高档羊毛织物的超亲水性整理。本发明的方法是用偶联剂对毛织物进行预处理，然后调节好反应溶剂的pH值，将经预处理后的毛织物浸泡到反应溶剂中，恒温搅拌；将含有二氧化硅的前驱体的溶液(亦可再加入其它功能性纳米颗粒或其前驱体的溶液)加入到浸泡有毛织物的反应溶剂中，再调好反应溶液的pH值，恒温振荡一定时间，取出毛织物，清洗毛织物后再进行烘干。本发明的方法可在制备纳米材料的同时对毛织物进行功能化处理，使其具有吸湿快干效果，同时十分地耐洗。本发明的方法操作简单，可从微观领域实现织物的功能化设计，可集吸湿快干、抑菌、自清洁等多种功能于一体。

Description

制备具有耐洗性的超亲水毛织物的纳米整理方法
技术领域
本发明涉及制备具有耐洗性的超亲水毛织物的纳米整理方法，尤其适用于高档羊毛织物的超亲水性整理。
背景技术
纤维的亲水性是一个保障人体自然调节系统、决定服装穿着舒适性的重要因素。纤维的亲水性包括两个方面，即纤维的吸湿性与吸水性。纤维在人体出汗时，一是吸收来自皮肤的汽态水，即表现为纤维的吸湿性；二是吸收来自皮肤的液相水分，即表现为纤维的吸水性。纤维的吸湿性和吸水性不仅与纤维本身的化学结构相关，还与纤维的物理结构、形态结构有关，如纤维的孔隙、空腔和纤维表面的比表面积等。
兔毛、羊毛、羊驼毛等由于质轻、保暖、柔软等特性是理想的天然成衣材料。此类天然毛织物本身对湿气的吸收较好，但其吸水性不好，即人体在高温环境下或在剧烈运动中产生大量的汗水很难被上述毛织物及时吸收和传递出去，因此人体就会感到潮湿、闷热不舒适。但若能改性上述毛纤维的微观结构，使其具有超亲水的性质，及时将汗水传递出去，就能使上述毛织物的舒适性能得到大大的改善。
为了改善织物的亲水性，CN 01110561.5(一种超双亲性织物纤维及其制法和应用)公开了一种低温等离子体处理技术，利用一定气氛的等离子体与织物表面作用，在其表面引入新的基团来改变织物的亲水性，但等离子体气氛处理织物的亲水效果不能长久保持且设备昂贵；CN 200410037803.0(超亲水性和/或超亲油性纳米孔材料的用途)公开了一种制造透气排汗的纤维或织物，其利用纳米氧化硅和/或氧化钛等纳米孔材料涂于纤维或织物表面，但此法中纳米孔材料的制备需在高温下去除孔模版剂且需要对织物进行等离子体预处理以增加表面的极性组分；CN200710002393.X(角蛋白多孔材料织物表面的亲水化纳米整理方法)公开了通过浸-轧-烘焙可将纳米功能材料固定于各种角蛋白多孔织物上，增加了织物的亲水性、舒适性，此方法工艺简单，操作方便，生产成本低，但处理后的织物手感较差，而且耐洗性不是很好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备具有耐洗性的超亲水毛织物的纳米整理方法，所得织物具有吸湿、快干的特性。
本发明的另一目的在于提供一种制备具有耐洗性、超亲水、抗菌和自清洁去污特性的毛织物的纳米整理方法。
本发明的制备具有耐洗性的超亲水(毛织物的纤维表面与水的接触角为零度)毛织物的纳米整理方法是用偶联剂对毛织物进行预处理，然后调节好反应溶剂的pH值，将经预处理后的毛织物浸泡到反应溶剂中，恒温搅拌一定时间；将含有一定量二氧化硅的前驱体的溶液(亦可再加入其它功能性纳米颗粒或其前驱体的溶液)加入到浸泡有毛织物的反应溶剂中，再调好反应溶液的pH值，恒温振荡一定时间，取出毛织物，清洗毛织物后再进行烘干。
本发明的制备具有耐洗性的超亲水毛织物的纳米整理方法包括以下步骤：
(1).将待处理的毛织物洗净，烘干，之后浸入浓度为2～2000mmol/l的偶联剂溶液中浸泡2分钟～10小时，取出毛织物后自然晾晒或在40～100℃下干燥；
(2).用无机碱调节反应溶剂的pH为8～14，将经步骤(1)处理的毛织物放入反应溶剂中，浴比为1∶5～1∶100；搅拌；然后加入含有二氧化硅的前驱体的溶液，使二氧化硅的前驱体在反应溶剂中的质量分数为0.1％～10％，在30～100℃下恒温搅拌；用酸调节上述反应溶液的pH值为1～7，然后在40～100℃下恒温振荡；
(3).将经步骤(2)处理后的毛织物取出，用自来水漂洗，烘干，得到具有耐洗性的超亲水毛织物。
所述的具有耐洗性的超亲水毛织物的毛线纤维表面有以化学键形式接枝的一层由二氧化硅的前驱体水解后得到的粒径为10～800nm的纳米二氧化硅。
所述的反应溶剂选自水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、甲苯、四氯乙烯、二氯甲烷、N，N二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等所组成的组中的至少一种。
在将经步骤(1)处理的毛织物放入用无机碱调节好pH为8～14的反应溶剂之后，在进行加入含有二氧化硅的前驱体的溶液步骤之前或之后，向反应溶剂中可进一步加入功能性纳米颗粒、或进一步加入功能性纳米颗粒的前驱体的固体粉末、或进一步含有功能性纳米颗粒的前驱体的溶液，然后再进行30～100℃下恒温搅拌及上述30～100℃下恒温搅拌的后续步骤，最终得到具有耐洗性的多功能超亲水毛织物；其中，加入的功能性纳米颗粒或功能性纳米颗粒的前驱体在反应溶剂中的质量分数为0.1％～10％。
所述的具有耐洗性的多功能超亲水毛织物的毛线纤维表面有以化学键形式接枝的由二氧化硅的前驱体水解后得到的粒径为10～800nm的纳米二氧化硅和接枝的功能性纳米颗粒组成的颗粒层。
所述的具有耐洗性的多功能超亲水毛织物的毛线纤维表面有以化学键形式接枝的由二氧化硅的前驱体水解后得到的粒径为10～800nm的纳米二氧化硅和接枝的由功能性纳米颗粒的前驱体水解后得到的颗粒组成的颗粒层。
所述的超亲水是指毛织物的纤维表面与水的接触角为零度。
所述的功能性纳米颗粒是选自粒径为1～100nm中的纳米金、纳米银、纳米铜和选自粒径为5～1000nm中的纳米氧化铁、纳米氧化铝、纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化锡、纳米氧化锆等所组成的组中的至少一种。
所述的含有功能性纳米颗粒的前驱体的溶液是将功能性纳米颗粒的前驱体的固体粉末溶解在溶剂中得到的，其中，所述的溶剂是水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇等所组成的组中的至少一种。
所述的功能性纳米颗粒的前驱体的固体粉末是选自粒径为1～100nm中的纳米金的前躯体、纳米银的前躯体、纳米铜的前躯体和选自粒径为5～1000nm中的纳米氧化铁的前躯体、纳米氧化铝的前躯体、纳米氧化钛的前躯体、纳米氧化锌的前躯体、纳米氧化锡的前躯体、纳米氧化锆的前躯体中所组成的组中的至少一种。
由功能性纳米颗粒的前驱体水解后得到的颗粒是粒径为1～100nm的纳米金、粒径为1～100nm的纳米银、粒径为1～100nm的纳米铜、粒径为5～1000nm的纳米氧化铁、粒径为5～1000nm的纳米氧化铝、粒径为5～1000nm的纳米氧化钛、粒径为5～1000nm的纳米氧化锌、粒径为5～1000nm的纳米氧化锡、粒径为5～1000nm的纳米氧化锆所组成的组中的至少一种。
所述的纳米金的前躯体是氯金酸。
所述的纳米银的前躯体是硝酸银。
所述的纳米铜的前躯体选自氯化铜、氯化亚铜、硫酸铜、硫酸亚铜、硝酸铜、硝酸亚铜中的一种。
所述的纳米氧化铁的前躯体选自氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁、硝酸铁、硝酸亚铁中的一种。
所述的纳米氧化铝的前躯体选自氯化铝、硫酸铝、硝酸铝中的一种。
所述的纳米氧化钛的前躯体选自钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、四氯化钛、四氟化钛中的一种。
所述的纳米氧化锌的前躯体选自氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、醋酸锌中的一种。
所述的纳米氧化锡的前躯体是氯化锡或氯化亚锡。
所述的纳米氧化锆的前躯体是氧氯化锆或碳酸锆。
步骤(1)所述的自然晾晒时间为30分钟～10小时，在40～100℃下干燥时间为5～300分钟。
步骤(2)所述的在30～100℃下恒温搅拌的时间是2～300分钟；在40～100℃下恒温振荡时间是20～200分钟。
配制偶联剂溶液所用的溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、甲苯、四氯乙烯、二氯甲烷、N，N二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等所组成的组中的至少一种。
所述的偶联剂选自环氧基系列的硅烷偶联剂、氨基系列的硅烷偶联剂、乙烯基系列的硅烷偶联剂、烷基系列的硅烷偶联剂、钛酸酯类的偶联剂等所组成的组中的至少一种。
所述的环氧基系列的硅烷偶联剂是γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷或它们的混合物。
所述的氨基系列的硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、双[3-(三乙氧硅丙基)]胺、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-甲基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷等所组成的组中的至少一种。
所述的乙烯基系列的硅烷偶联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷等所组成的组中的至少一种。
所述的烷基系列的硅烷偶联剂选自甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷等所组成的组中的至少一种。
所述的钛酸酯类的偶联剂选自异丙基三异酞酰钛酸酯、异丙基十二烷基苯磺酰酞酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酯)钛酸酯、四异丙基双(二辛基亚磷酸酯)钛酸酯、四辛基双[二(十二烷基)亚磷酸酯]钛酸酯、四(2，2-二烯丙氧甲基-1-丁基)双[二(十三烷基)亚磷酸酯]钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酯)氧乙酸酯钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酯)乙撑钛酸酯等所组成的组中的至少一种。
所述的无机碱选自氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等所组成的组中的至少一种。
所述的二氧化硅的前驱体选自硅酸钠、正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、正硅酸丁酯等所组成的组中的至少一种。
配制二氧化硅的前驱体的溶液所用的溶剂可以为水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇等所组成的组中的至少一种。
所述的酸选自盐酸、甲酸、草酸、醋酸、硝酸、磷酸、硫酸等所组成的组中的至少一种；优选是盐酸、草酸或醋酸。
所述的毛织物包括兔毛织物、羊毛织物、羊绒织物、羊驼毛织物或它们之间任意比例的混纺毛织物。
本发明制备出的毛织物具有超亲水(毛织物的纤维表面与水的接触角为零度)的特性，水滴在毛织物中扩散速率快，大大增加了毛织物穿着的舒适性和功能性，并且制备出的毛织物十分地耐洗。在整理过程中再加入其它功能性纳米颗粒或其前驱体的溶液还可获得多功能型毛织物。
本发明的原理是通过选择合适的偶联剂，可在构成毛织物的毛线纤维表面以化学键形式接枝一层由二氧化硅的前驱体得到的粒径为10～800nm的纳米氧化硅，从而在直径为微米级的纤维表面形成纳米级的凹凸结构，增加了纤维表面的粗糙度，使得本身富含羟基的亲水性二氧化硅变得更加的亲水，从而获得超亲水的毛织物。液态水在其表面的扩散速率和范围也因此显著增加，达到了吸湿排汗快干的效果。表层的二氧化硅纳米粒子与纤维之间的化学键增强了纤维与二氧化硅纳米粒子之间的粘合力，提高了毛织物的耐洗性。加入其它功能性纳米颗粒或其前驱体的溶液后还可获得多功能型毛织物，同时毛织物表面所形成的均匀致密的纳米二氧化硅层可增加毛织物对其它功能性颗粒的粘合力，以提高耐洗性。
本发明的方法与现有的制备方法显著不同的是，在本发明中，超亲水性功能二氧化硅纳米粒子的制备和毛织物的表面功能化同时进行，且可在赋予毛织物超亲水性的同时赋予毛织物其它的功能，如抗菌、自清洁等，因此简化了制备工艺，能耗低，成本低，适合工业化大批量生产。本发明的制备方法操作简单，可从微观领域实现织物的功能化设计，可集吸湿快干、抑菌、自清洁等多种功能于一体。
附图说明
图1.未经处理的羊毛布纤维结构图。
图2.本发明实施例1的经处理的羊毛布纤维结构图。
图3.水滴在未经处理的羊毛布上的静态接触角照片。
图4.水滴在本发明实施例1的经处理的羊毛布上的静态接触照片。
图5.本发明实施例1的经处理的羊毛布机洗不同次数后吸水情况图。
图6.本发明实施例1的经处理的羊毛布机洗20次后的纤维结构图。
图7.本发明实施例3的经处理的超亲水、抗菌羊毛布的抗菌图。
图8.本发明实施例5的经处理的超亲水、自清洁羊毛布与未经处理的羊毛布的降解污渍对比图。其中：左边为光照前后未经处理的羊毛布，右边为光照前后经处理后的羊毛布。
具体实施方式
以下将通过具体实施例及附图对本发明进行详尽描述，但这些实施例只是用于说明本发明的技术方案，本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。
实施例1
(1).将待处理的羊毛布洗净，烘干称重，之后浸入含有2M γ-氨丙基三乙氧基硅烷的甲醇溶液中，浸泡2分钟后取出，在100℃下干燥5分钟；
(2).将经步骤(1)处理的羊毛布放入用氨水调节pH为8的水溶液中，浴比为1∶80；搅拌；然后加入正硅酸乙酯的乙醇溶液，正硅酸乙酯在水溶液中的质量分数为10％，在80℃下恒温搅拌10分钟；用盐酸调节上述反应溶液的pH值为4，然后在70℃下恒温振荡20分钟；
(3).将经步骤(2)处理后的羊毛布取出，用自来水漂洗三次，烘干，得到具有耐洗性的超亲水羊毛布(羊毛布的纤维表面与水的接触角为零度)。羊毛布的羊毛纤维表面有以化学键形式接枝的一层由正硅酸乙酯水解后得到的粒径约为30nm的纳米二氧化硅。
图1和图2分别为进行上述处理前后的羊毛纤维扫描电镜图。羊毛布处理前后亲疏水性可以通过测量水滴的静态接触角来评价，图3和图4分别为水滴在处理前后羊毛布上的静态接触角值(羊毛布的纤维表面与水的接触角为零度)。亲水羊毛布的耐洗性通过测试机洗不同次数之后羊毛布吸水的时间来评价，如图5；机洗20次后羊毛纤维扫描电镜图如图6。机洗方法参考美国纺织化学师与印染师协会测试方法(AATCC Test Method No.135-2004)，使用容积为20升的家用海尔洗衣机，加入适量的美国纺织化学师与印染师协会所用的标准洗衣粉(AATCC Standard Reference Detergent)，在40℃下的水温下机洗8分钟。每组数据测三次后取平均值。
实施例2
(1).将待处理的羊绒布洗净，烘干称重，之后浸入含有2mM γ-氨丙基三甲氧基硅烷的甲苯溶液中，浸泡10小时后取出，在40℃下干燥300分钟；
(2).将经步骤(1)处理的羊绒布放入用氢氧化钾调pH为14的水和乙醇(体积比为1∶1)的混合液中，浴比为1∶100；搅拌；然后加入正硅酸甲酯的甲醇溶液，正硅酸甲酯在水和乙醇的混合液中的质量分数为0.1％，在60℃下恒温搅拌300分钟；用盐酸调节上述反应液的pH值为1，然后在100℃下恒温振荡60分钟；
(3).将经步骤(2)处理后的羊绒布取出，用自来水漂洗三次，烘干，得到具有耐洗性的超亲水羊绒布(羊绒布的纤维表面与水的接触角为零度)。羊绒布的羊绒纤维表面有以化学键形式接枝的一层由正硅酸甲酯水解后得到的粒径为700～800nm的纳米二氧化硅。
实施例3
(1).将待处理的羊毛布洗净，烘干称重，之后浸入含有200mM γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷的四氯乙烯溶液中，浸泡30分钟后取出，在60℃下干燥20分钟；
(2).将经步骤(1)处理的羊毛布放入pH为10的氢氧化钠和氨水的混合(摩尔比为1∶1)水溶液中，浴比为1∶50；搅拌；然后加入硝酸银固体粉末后再加入硅酸钠的水溶液，其中硝酸银在水溶液中的质量分数为5％，硅酸钠在水溶液中的质量分数为1％，在80℃下恒温搅拌2分钟；用醋酸调节上述反应液的pH值为3，然后在80℃下恒温振荡30分钟；
(3).将经步骤(2)处理后的羊毛布取出，用自来水漂洗三次，烘干，得到具有耐洗性的多功能超亲水羊毛布(羊毛布的纤维表面与水的接触角为零度)。
羊毛布的羊毛纤维表面有以化学键形式接枝的由硅酸钠水解后得到的粒径为10～20nm的纳米二氧化硅和接枝的由硝酸银水解后得到的粒径为20nm的颗粒所组成的颗粒层。
得到具有耐洗性的多功能超亲水羊毛布具有较好的抗菌性(所用菌种为大肠杆菌)，如图7所示。
实施例4
(1).将待处理的羊毛布洗净，烘干称重，之后浸入含有50mM乙烯基三乙氧基硅烷的二氯甲烷和四氯乙烯(体积比为1∶3)的混合液中，浸泡20分钟后取出，在100℃下干燥10分钟；
(2).将经步骤(1)处理的羊毛布放入用氢氧化钾和氨水(摩尔比为1∶1)调节pH为10的丁醇溶液中，浴比为1∶5；搅拌；然后加入正硅酸丁酯的丁醇溶液后再加入钛酸四丁酯的丁醇溶液，正硅酸丁酯在pH为10的丁醇溶液中的质量分数为5％，钛酸四丁酯在pH为10的丁醇溶液中的质量分数为5％，在80℃下恒温搅拌30分钟；用草酸调节上述反应溶液的pH值为4，然后在80℃下恒温振荡30分钟；
(3).将经步骤(2)处理后的羊毛布取出，用自来水漂洗三次，烘干，得到具有耐洗性的多功能超亲水羊毛布(羊毛布的纤维表面与水的接触角为零度)。羊毛布的羊毛纤维表面有以化学键形式接枝的由正硅酸丁酯水解后得到的粒径约为200nm的纳米二氧化硅和接枝的由钛酸四丁酯水解后得到的粒径约为300nm所颗粒组成的颗粒层。
实施例5
(1).将待处理的羊毛布洗净，烘干称重，之后浸入含有2mM乙烯基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中，浸泡2小时后取出，在100℃下干燥20分钟；
(2).将经步骤(1)处理的羊毛布放入pH为9的氨水溶液中，浴比为1∶60；搅拌；然后加入正硅酸乙酯的乙醇溶液后再加入粒径为20nm的纳米二氧化钛粒子，正硅酸乙酯在氨水中的质量分数为5％，纳米二氧化钛粒子在氨水中的质量分数为0.1％，在80℃下恒温搅拌20分钟；用醋酸调节上述反应溶液的pH值为7，搅拌2分钟，然后在40℃下恒温振荡200分钟；
(3).将经步骤(2)处理后的羊毛布取出，用自来水漂洗三次，烘干，得到具有耐洗性的多功能超亲水羊毛布(羊毛布的纤维表面与水的接触角为零度)。羊毛布的羊毛纤维表面有以化学键形式接枝的由正硅酸乙酯水解后得到的粒径约为50nm的纳米二氧化硅和接枝的粒径为20nm的纳米二氧化钛粒子组成的颗粒层。
所得具有耐洗性的多功能超亲水羊毛布具有自清洁性，如图8，紫外光照1小时后，未经处理的羊毛原布上的染料污渍无变化，而经过处理得到的具有耐洗性的多功能超亲水羊毛布表面的污渍几乎被完全降解。其中所用的染料污渍为罗丹明B乙醇溶液。
实施例6
(1).将待处理的羊驼毛布洗净，烘干称重，之后浸入含有100mM γ-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷的二甲基亚砜溶液中，浸泡10小时后取出，在80℃下干燥3小时；
(2).将经步骤(1)处理的羊驼毛布放入用氨水调pH为12的乙醇溶液中，浴比为1∶30；搅拌；然后加入正硅酸甲酯的甲醇溶液，正硅酸甲酯在乙醇溶液中的质量分数为10％，在30℃下恒温搅拌300分钟；用磷酸调节上述反应液的pH值为3，然后在100℃下恒温振荡100分钟；
(3).将经步骤(2)处理后的羊驼毛布取出，用自来水漂洗三次，烘干，得到具有耐洗性的超亲水羊驼毛布(羊驼毛布的纤维表面与水的接触角为零度)。羊驼毛布的羊驼毛纤维表面有以化学键形式接枝的一层由正硅酸甲酯水解后得到的粒径约为250nm的纳米二氧化硅。
实施例7
(1).将待处理的兔毛布洗净，烘干称重，之后浸入含有10mM乙烯基三甲氧基硅烷的甲苯溶液中，浸泡10小时后取出，在80℃下干燥2小时；
(2).将经步骤(1)处理的兔毛布放入用氨水调pH为13的水和甲醇(体积比为2∶1)的混合液中，浴比为1∶10；搅拌；然后加入质量分数为5％硅酸钠的水溶液，硅酸钠在水和甲醇的混合液中的质量分数为5％，在100℃下恒温搅拌2分钟；用硝酸调节上述反应液的pH值至4，在80℃下恒温振荡100分钟；
(3).将经步骤(2)处理后的兔毛布取出，用自来水漂洗三次，烘干，得到具有耐洗性的超亲水兔毛布(兔毛布的纤维表面与水的接触角为零度)。兔毛布的兔毛纤维表面有以化学键形式接枝的一层由硅酸钠水解后得到的粒径约为80nm的纳米二氧化硅。
实施例8
(1).将待处理的羊毛羊绒混纺布(质量比为7∶3)洗净，烘干称重，之后浸入含有10mM甲基三甲氧基硅烷和10mM异丙基三(二辛基焦磷酸酯)钛酸酯的乙醇溶液中，浸泡3小时后取出，在80℃下干燥1小时；
(2).将经步骤(1)处理的羊毛羊绒混纺布放入用氢氧化锂调pH为14的水溶液中，浴比为1∶60；搅拌；然后加入质量分数为5％正硅酸甲酯和5％的正硅酸乙酯的乙醇溶液，正硅酸甲酯和正硅酸乙酯在水溶液中的质量分数均为5％，在30℃下恒温搅拌300分钟；用草酸调(3)中溶液的pH值至3，在70℃下恒温振荡80分钟；
(3).将经步骤(2)处理后的羊毛羊绒混纺布取出，用自来水漂洗三次，烘干，得到具有耐洗性的超亲水羊毛羊绒混纺布(羊毛羊绒混纺布的纤维表面与水的接触角为零度)。羊毛羊绒混纺布的纤维表面有以化学键形式接枝的一层由正硅酸甲酯和正硅酸乙酯水解后得到的粒径约为150nm的纳米二氧化硅。
实施例9
(1).将待处理的羊毛布洗净，烘干称重，之后浸入含有10mM四(2，2-二烯丙氧甲基-1-丁基)双[二(十三烷基)亚磷酸酯]钛酸酯的乙醇溶液中，浸泡200分钟后取出，自然晾晒30分钟；
(2).将经步骤(1)处理的羊毛布放入用氨水调pH为12的甲醇和乙醇(体积比为1∶1)的混合液中，浴比为1∶60；搅拌；然后加入质量分数为10％硅酸钠的水溶液，硅酸钠在甲醇和乙醇混合液中的质量分数为10％，在40℃下恒温搅拌300分钟；用盐酸调(3)中溶液的pH值至1，在80℃下恒温振荡80分钟；
(3).将经步骤(2)处理后的羊毛布取出，用自来水漂洗三次，烘干，得到具有耐洗性的超亲水羊毛布(羊毛布的纤维表面与水的接触角为零度)。羊毛布的羊毛纤维表面有以化学键形式接枝的一层由硅酸钠水解后得到的粒径约为400nm的纳米二氧化硅。
实施例10
(1).将待处理的羊毛布洗净，烘干称重，之后浸入含有50mM N-甲基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和50mM N-甲基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中，浸泡2小时后取出，自然晾晒10小时；
(2).将经步骤(1)处理的羊毛布放入用氢氧化钠调pH为11的水和二甲基亚砜(体积比为5∶1)的混合液中，浴比为1∶40；搅拌；然后加入质量分数为5％的正硅酸甲酯的甲醇溶液后再加入质量分数为10％的醋酸锌粉末，正硅酸甲酯在水和二甲基亚砜的混合液中的质量分数为5％，醋酸锌在水和二甲基亚砜的混合液中的质量分数为10％，在60℃下恒温搅拌300分钟；用醋酸调节上述反应液的pH值为3，然后在100℃下恒温振荡20分钟；
(3).将经步骤(2)处理后的羊毛布取出，用自来水漂洗三次，烘干，得到具有耐洗性的多功能超亲水羊毛布(羊毛布的纤维表面与水的接触角为零度)。羊毛布的羊毛纤维表面有以化学键形式接枝的由正硅酸甲酯水解后得到的粒径约为200nm的纳米二氧化硅和接枝的由醋酸锌水解后得到的粒径为30～50nm所颗粒组成的颗粒层。

Claims (11)

1.一种制备具有耐洗性的超亲水毛织物的纳米整理方法，其特征是，该方法包括以下步骤：
(1).将待处理的毛织物洗净，烘干，之后浸入到浓度为2～2000mmol/l的偶联剂溶液中浸泡2分钟～10小时，取出毛织物后自然晾晒或在40～100℃下干燥；
(2).用无机碱调节反应溶剂的pH为8～14，将经步骤(1)处理的毛织物放入反应溶剂中，浴比为1∶5～1∶100；搅拌；然后加入含有二氧化硅的前驱体的溶液，使二氧化硅的前驱体在反应溶剂中的质量分数为0.1％～10％，在30～100℃下恒温搅拌；用酸调节上述反应溶液的pH值为1～7，然后在40～100℃下恒温振荡；
(3).将经步骤(2)处理后的毛织物取出，用自来水漂洗，烘干，得到具有耐洗性的超亲水毛织物；
所述的具有耐洗性的超亲水毛织物的毛线纤维表面有以化学键形式接枝的一层由二氧化硅的前驱体水解后得到的粒径为10～800nm的纳米二氧化硅；
所述的反应溶剂选自水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、甲苯、四氯乙烯、二氯甲烷、N，N二甲基甲酰胺、二甲基亚砜所组成的组中的至少一种；
所述的偶联剂选自环氧基系列的硅烷偶联剂、氨基系列的硅烷偶联剂、乙烯基系列的硅烷偶联剂、烷基系列的硅烷偶联剂、钛酸酯类的偶联剂所组成的组中的至少一种；
所述的超亲水是指毛织物的纤维表面与水的接触角为零度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：在步骤(2)进行加入含有二氧化硅的前驱体的溶液步骤之前或之后，向反应溶剂中加入功能性纳米颗粒、或加入功能性纳米颗粒的前驱体的固体粉末、或加入含有功能性纳米颗粒的前驱体的溶液，然后再进行30～100℃下恒温搅拌及恒温搅拌的后续步骤，最终得到具有耐洗性的多功能超亲水毛织物；其中，加入的功能性纳米颗粒或功能性纳米颗粒的前驱体在反应溶剂中的质量分数为0.1％～10％；
所述的具有耐洗性的多功能超亲水毛织物的毛线纤维表面有以化学键形式接枝的由二氧化硅的前驱体水解后得到的粒径为10～800nm的纳米二氧化硅和接枝的功能性纳米颗粒组成的颗粒层；或
所述的具有耐洗性的多功能超亲水毛织物的毛线纤维表面有以化学键形式接枝的由二氧化硅的前驱体水解后得到的粒径为10～800nm的纳米二氧化硅和接枝的由功能性纳米颗粒的前驱体水解后得到的颗粒组成的颗粒层。 
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是：所述的功能性纳米颗粒是选自粒径为1～100nm中的纳米金、纳米银、纳米铜和选自粒径为5～1000nm中的纳米氧化铁、纳米氧化铝、纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化锡、纳米氧化锆所组成的组中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征是：所述的含有功能性纳米颗粒的前驱体的溶液是将功能性纳米颗粒的前驱体的固体粉末溶解在溶剂中得到的，其中，所述的溶剂是水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇所组成的组中的至少一种；
所述的功能性纳米颗粒的前驱体的固体粉末是选自粒径为1～100nm中的纳米金的前躯体、纳米银的前躯体、纳米铜的前躯体和选自粒径为5～1000nm中的纳米氧化铁的前躯体、纳米氧化铝的前躯体、纳米氧化钛的前躯体、纳米氧化锌的前躯体、纳米氧化锡的前躯体、纳米氧化锆的前躯体中所组成的组中的至少一种；
由功能性纳米颗粒的前驱体水解后得到的颗粒是粒径为1～100nm的纳米金、粒径为1～100nm的纳米银、粒径为1～100nm的纳米铜、粒径为5～1000nm的纳米氧化铁、粒径为5～1000nm的纳米氧化铝、粒径为5～1000nm的纳米氧化钛、粒径为5～1000nm的纳米氧化锌、粒径为5～1000nm的纳米氧化锡、粒径为5～1000nm的纳米氧化锆所组成的组中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是：所述的纳米金的前躯体是氯金酸；
所述的纳米银的前躯体是硝酸银；
所述的纳米铜的前躯体选自氯化铜、氯化亚铜、硫酸铜、硫酸亚铜、硝酸铜、硝酸亚铜中的一种；
所述的纳米氧化铁的前躯体选自氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁、硝酸铁、硝酸亚铁中的一种；
所述的纳米氧化铝的前躯体选自氯化铝、硫酸铝、硝酸铝中的一种；
所述的纳米氧化钛的前躯体选自钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、四氯化钛、四氟化钛中的一种；
所述的纳米氧化锌的前躯体选自氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、醋酸锌中的一种；
所述的纳米氧化锡的前躯体是四氯化锡或氯化亚锡；
所述的纳米氧化锆的前躯体是氧氯化锆或碳酸锆。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是：配制偶联剂溶液所用的溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、甲苯、四氯乙烯、二氯甲烷、N，N二甲基甲酰胺、二甲基亚砜所组成的组中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的环氧基系列的硅烷偶联剂是γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷或它们的混合物； 
所述的氨基系列的硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、双[3-(三乙氧硅丙基)]胺、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-甲基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷所组成的组中的至少一种；
所述的乙烯基系列的硅烷偶联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷所组成的组中的至少一种；
所述的烷基系列的硅烷偶联剂选自甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷所组成的组中的至少一种；
所述的钛酸酯类的偶联剂选自异丙基三异酞酰钛酸酯、异丙基十二烷基苯磺酰酞酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酯)钛酸酯、四异丙基双(二辛基亚磷酸酯)钛酸酯、四辛基双[二(十二烷基)亚磷酸酯]钛酸酯、四(2，2-二烯丙氧甲基-1-丁基)双[二(十三烷基)亚磷酸酯]钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酯)氧乙酸酯钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酯)乙撑钛酸酯所组成的组中的至少一种。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是：所述的二氧化硅的前驱体选自硅酸钠、正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、正硅酸丁酯所组成的组中的至少一种。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是：所述的无机碱选自氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水所组成的组中的至少一种；
所述的酸选自盐酸、甲酸、草酸、醋酸、硝酸、磷酸、硫酸所组成的组中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤(1)所述的自然晾晒时间为30分钟～10小时，在40～100℃下干燥时间为5～300分钟。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是：所述的在30～100℃下恒温搅拌的时间是2～300分钟；在40～100℃下恒温振荡时间是20～200分钟。 
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