CN102321974A

CN102321974A - 一种超疏水防紫外线纺织品的制备方法

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Publication number: CN102321974A
Application number: CN201110196089A
Authority: CN
Inventors: 薛朝华; 尹伟; 贾顺田; 马建中
Original assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Current assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2031-07-14
Also published as: CN102321974B

Abstract

本发明提供了一种超疏水防紫外线纺织品的制备方法，首先对织物进行表面预处理；然后将具有紫外线吸收作用的核壳结构微粒负载于经表面预处理后的织物表面以提高织物表面的粗糙度；最后采用低表面能物质处理负载有核壳结构微粒的纺织品。通过该方法制备得到的纺织品与水滴的接触角超过150°，具有稳定的超疏水性能，同时具有优良的紫外线防护性能。

Description

一种超疏水防紫外线纺织品的制备方法

技术领域

本发明涉及一种功能纺织品的制备方法，特别涉及一种超疏水防紫外线纺织品的制备方法。

背景技术

超疏水防紫外线功能纺织品不仅在工业生产、医疗、军用产品方面具有重要的应用，而且在日常生活中具有广泛的应用，如晴雨两用生活伞、沙滩伞、广告伞、露天帐篷、广告旗帜和广告布料等。

为了利用超疏水表面的自清洁效应，中国专利CN 1242114C公开了纳米自清洁羊绒或制品及其制备方法，中国专利CN 1277019C公开了纳米自清洁真丝绸及制品，中国专利CN 1824884A公开了含有纳米功能性材料的自清洁西服面料及成衣制品的制法，中国专利CN 100334291C公开了具有自清洁功能的羽绒服面料的制备方法，这些专利利用纳米微粒的粗糙结构，采用有机氟整理剂对织物进行浸渍、涂层或喷雾，赋予了织物既疏水又疏油的性能，但是大多有机氟材料不仅价格高而且对环境有害。中国专利CN 101397754A公开了一种无氟超疏水棉织物的制备方法，该方法采用二氧化硅溶胶浸轧棉织物，再经非氟代烷烃处理获得超疏水棉织物。

为了提高织物的紫外性防护性能，中国专利CN 101012621A公开了一种纤维制品上氧化锌纳米棒薄膜的制备方法，利用氧化锌优良的紫外线屏蔽作用极大地提高了织物的紫外线防护性能。中国专利CN 101260609公开了一种能抗黄兼防紫外的真丝面料的制备方法，其特征是真丝在后整理过程中进行二氧化钛和紫外线隔离因子涂层，整理后的真丝面料就具有抗紫外线和抗黄的功能。

然而，然而上述专利中，对于织物而言，有的是只改善织物的疏水性，有的是只改善织物的紫外性防护性能，如果将超疏水和防紫外线功能同时赋予织物，则可大大提高纤维纺织品的附加值，拓展纺织品的应用范围。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超疏水防紫外线纺织品的制备方法，以提高纺织品的附加值，拓展纺织品的应用范围。

为实现上述目的，本发明提供了一种超疏水防紫外线纺织品的制备方法，首先对织物进行表面预处理；然后将具有紫外线吸收作用的核壳结构复合微粒负载于经表面预处理后的织物表面以提高织物表面的粗糙度；最后采用低表面能物质处理负载有核壳结构复合微粒的纺织品。

所述的表面预处理的步骤为：将织物洗涤干净，去除其表面残余的杂质或者去除表面杂质后再进行碱处理

所述碱处理的步骤为：将织物用NaOH溶液浸轧，带液率为100％，然后在100℃下气蒸，取出后洗涤、烘干；

所述的具有紫外线吸收作用的核壳结构复合微粒是指以具有紫外线吸收作用的ZnO、TiO₂或CeO₂为核，以SiO₂、Al₂O₃为壳的核壳结构复合微粒；

所述的将具有紫外线吸收作用的核壳结构复合微粒负载于经表面预处理后的织物表面的步骤为：将碱处理后的织物浸泡在浓度为0.1～10g/L的聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液中，在织物表面吸附一层聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物电解质；洗除织物表面未稳定吸附的聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液，烘干；将吸附聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物电解质的织物浸泡在分散液中2～30min，最后取出，烘干，所述分散液为将具有紫外线吸收作用的核壳结构复合微粒超声分散于去离子水中而形成；

所述的将具有紫外线吸收作用的核壳结构复合微粒负载于经表面预处理后的织物表面的步骤为：将碱处理后的织物浸泡在浓度为0.1～10g/L的聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液中，在织物表面吸附一层聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物电解质，然后洗除掉表面未稳定吸附的聚二甲基二烯丙基氯化铵，烘干；接着，将表面吸附一层聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物电解质的织物浸泡在0.1～10g/L的聚苯乙烯磺酸钠溶液中，在织物表面吸附一层聚苯乙烯磺酸钠，洗除掉表面未稳定吸附的聚苯乙烯磺酸钠，烘干；再接着在织物表面吸附一层聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物电解质；最后将该织物浸渍在分散液中，所述分散液为具有紫外线吸收作用的核壳结构复合微粒超声分散于去离子水中形成；

所述的将具有紫外线吸收作用的核壳结构微粒负载于经表面预处理后的织物表面的步骤为：将碱处理后的织物浸泡在浓度为0.1～10g/L的聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液中，在织物表面吸附一层聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物电解质，洗除掉织物表面未稳定吸附的聚二甲基二烯丙基氯化铵，洗涤后烘干；将表面吸附有聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物电解质的涤纶织物浸泡在0.1～10g/L的聚苯乙烯磺酸钠溶液中，在织物表面吸附一层聚苯乙烯磺酸钠，然后洗除织物表面未稳定吸附的聚苯乙烯磺酸钠，洗涤后烘干；重复上述步骤在吸附有聚苯乙烯磺酸钠的织物表面再吸附一层聚二甲基二烯丙基氯化铵；将该织物浸泡在分散液中2～30min，所述分散液为具有紫外线吸收作用的核壳结构复合微粒超声分散于去离子水中形成，所述织物在分散液中浸渍后，再将其浸泡在聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液中，在其表面形成一层聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物电解质，然后将未稳定吸附的聚二甲基二烯丙基氯化铵用去离子水洗除，烘干后，所述织物表面形成[复合微粒/聚合物电解质]层；重复上述步骤在织物表面负载多层具有紫外线吸收作用的核壳结构复合微粒；

所述织物在分散液中浸泡后，再将其浸泡在聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液中，在其表面形成一层聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物电解质，然后洗除掉未稳定吸附的聚二甲基二烯丙基氯化铵，重复上述步骤，在织物表面负载多层核壳结构复合微粒。

所述低表面能物质为碳原子数6～18的长链烷基羧酸或长链氟代烷基羧酸、长链烷基氨或长链氟代烷基氨、长链烷基硅氧烷或长链氟代烷基硅氧烷、长链烷基硅氯硅烷或长链氟代烷基硅氯硅烷、长链烷基硫醇或它们的任意组合；

所述的低表面能物质处理负载有具有紫外线吸收作用的核壳结构复合微粒的纺织品的步骤为：将织物浸渍在0.2～10％的低表面能物质溶液中进行疏水化处理，取出后烘干，重复浸渍烘干三遍后，最后将织物焙烘即可。

本发明超疏水防紫外线纺织品的制备方法至少具有以下优点：根据超疏水性的定义，水在超疏水性物质的表面的接触角超过150°，经检测，水在本发明纺织品表面的接触角最小值为160°，远大于上述150°，由此可知，本发明纺织品具有超疏水性；另外，本发明纺织品在紫外线区域的透过率低于2％，因此，本发明纺织品具有稳定的超疏水性和防紫外线功能。

具体实施方式

实施例1

步骤1：表面预处理：首先将涤纶织物洗涤干净，去除其表面的杂质，然后将洗涤干净的织物进行碱处理，将织物用400g/L的NaOH溶液浸轧，带液率为100％，然后在100℃下气蒸2～5min，取出后洗涤、烘干，得到碱处理的涤纶织物；

步骤2：将碱处理的涤纶织物浸泡在0.1～10g/L的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)水溶液中10min，在织物表面吸附一层PDDA；用去离子水洗除表面未稳定吸附的PDDA，洗涤后烘干。取0.1g的ZnO/SiO₂核壳结构复合微粒(核壳结构复合微粒的核壳质量比为：1～30)超声10min后分散于50ml去离子水，得到稳定的分散液。将经过碱处理并在表面吸附聚合物电解质的涤纶织物浸泡在ZnO/SiO₂分散液中2～30min，然后将织物取出烘干，得到表面负载ZnO/SiO₂的涤纶织物；

步骤3：将步骤2得到的织物浸渍在0.2～10％的十六烷基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中进行疏水化处理，取出织物在80℃下烘干，重复浸渍烘干三遍后，将织物在170℃下焙烘5min。得到织物的表面接触角为160°，在紫外线区域的透过率低于2.5％，得到了具有稳定的超疏水防紫外线功能的涤纶织物。

实施例2

步骤1：首先将洗涤干净的织物进行碱处理，将织物用400g/L的NaOH溶液浸轧，带液率为100％，然后在100℃下气蒸3min，取出后洗涤、烘干，得到碱处理的涤纶织物；

步骤2：将碱处理的涤纶织物浸泡在0.1～10g/L的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)水溶液中10min，在织物表面吸附形成一层PDDA；用去离子水洗除表面未稳定吸附的PDDA，然后烘干。将表面吸附一层PDDA的涤纶织物浸泡在0.1～10g/L的聚苯乙烯磺酸钠(PSS)水溶液中10min，在织物表面吸附一层PSS；用去离子水洗除表面未稳定吸附的PSS，洗涤后烘干；重复上述步骤在织物表面再吸附一层PDDA；取0.1g ZnO/SiO₂核壳结构复合微粒超声10min分散于50ml去离子水，得到稳定的分散液。将经过碱处理并在表面吸附聚合物电解质的涤纶织物浸渍在ZnO/SiO₂分散液中10min，在织物表面负载ZnO/SiO₂。将负载了ZnO/SiO₂的织物烘干；

步骤3：将织物浸渍在0.2～10％的十六烷基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中进行疏水化处理。然后在80℃下烘干，重复浸渍烘干三遍后，将织物在170℃下焙烘5min。织物的接触角为162°，在紫外线区域的透过率低于2.3％，得到具有稳定的超疏水防紫外线功能的涤纶织物。

实施例3

步骤1：首先将洗涤干净的织物进行碱处理，将织物用400g/L的NaOH溶液浸轧，带液率为100％，然后在100℃下气蒸3min，取出后洗涤、烘干，得到碱处理的涤纶织物。

步骤2：将碱处理的涤纶织物浸泡在0.1～10g/L的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)水溶液中10min，在织物表面吸附形成一层PDDA；用去离子水洗除织物表面未稳定吸附的PDDA，洗涤后烘干。将表面吸附一层PDDA的涤纶织物浸泡在0.1～10g/L的聚苯乙烯磺酸钠(PSS)水溶液中10min，在织物表面吸附一层PSS；用去离子水洗除织物表面未稳定吸附的PSS，洗涤后烘干；重复上述步骤在织物表面再吸附一层PDDA。取0.1g ZnO/SiO₂核壳结构微粒超声10min分散于50ml去离子水，得到稳定的分散液。将经过碱处理并在表面吸附聚合物电解质的涤纶织物浸泡在ZnO/SiO₂分散液中2～30min，在织物表面负载ZnO/SiO₂核壳结构微粒。将负载了一层ZnO/SiO₂的织物烘干，再将其浸泡在PDDA水溶液中10min，并将未稳定吸附的聚合物电解质用去离子水洗除。将织物烘干后在其表面形成了[复合微粒/聚合物电解质]层。重复上述步骤在碱处理的涤纶织物表面负载三层ZnO/SiO₂；

步骤3：将织物浸渍在0.2～10％的十六烷基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中进行疏水化处理。浸渍后在80℃下烘干，重复浸渍烘干三遍后，将织物在170℃下焙烘5min。织物的接触角为170°，在紫外线区域的透过率低于2％，得到了具有稳定的超疏水防紫外线功能的涤纶织物。

实施例4

步骤1：将经过退浆、煮练后的棉织物进行洗涤，去除其表面残余的杂质；

步骤2：将洗涤干净的棉织物浸泡在0.1～10g/L的PDDA水溶液中10min，在织物表面吸附一层PDDA聚合物电解质；用去离子水洗除织物表面未稳定吸附的PDDA，洗涤后烘干，在棉织物表面吸附一层PDDA。取0.1g ZnO/SiO₂核壳结构微粒超声10min分散于50ml去离子水，得到稳定的分散液。将表面吸附聚合物电解质的棉织物浸泡在分散液中10min，在棉织物表面负载了ZnO/SiO₂。将负载了一层ZnO/SiO₂的棉织物烘干，再将其浸泡在PDDA水溶液中10min，并将未稳定吸附的聚合物电解质用去离子水洗除。将织物烘干后在其表面形成了[复合微粒/聚合物电解质]层。重复上述步骤在棉织物表面负载三层ZnO/SiO₂；

步骤3：将织物浸渍在0.2～10％的十二烷基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中进行疏水化处理，然后在80℃下烘干。重复浸渍烘干三遍后，再将织物在170℃下焙烘5min，得到具稳定超疏水防紫外线功能的棉织物。

在以上实施例中，虽然具有紫外线吸收作用的核壳结构复合微粒是以ZnO/SiO₂核壳结构复合微粒为例的，但是，其他以具有紫外线吸收作用的ZnO、TiO₂或CeO₂为核，以SiO₂、Al₂O₃为壳的核壳结构复合微粒也是可以实现本发明目的的。

另外，虽然低表面能物质是以十六烷基三甲氧基硅烷为例说明的，但是其他碳原子数6～18的长链烷基羧酸或长链氟代烷基羧酸、长链烷基氨或长链氟代烷基氨、长链烷基硅氧烷或长链氟代烷基硅氧烷、长链烷基硅氯硅烷或长链氟代烷基硅氯硅烷、长链烷基硫醇或其的任意组合也是可以实现本发明目的的。

以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种超疏水防紫外线纺织品的制备方法，其特征在于：首先对织物进行表面预处理；然后将具有紫外线吸收作用的核壳结构复合微粒负载于经表面预处理后的织物表面以提高织物表面的粗糙度；最后采用低表面能物质处理负载有核壳结构复合微粒的纺织品。

2.如权利要求1所述的超疏水防紫外线纺织品的制备方法，其特征在于：所述的表面预处理的步骤为：将织物洗涤干净，去除其表面残余的杂质或者去除表面杂质后再进行碱处理。

3.如权利要求2所述的超疏水防紫外线纺织品的制备方法，其特征在于：所述碱处理的步骤为：将织物用NaOH溶液浸轧，带液率为100％，然后在100℃下气蒸，取出后洗涤、烘干。

4.如权利要求1所述的超疏水防紫外线纺织品的制备方法，其特征在于：所述的具有紫外线吸收作用的核壳结构复合微粒是指以具有紫外线吸收作用的ZnO、TiO₂或CeO₂为核，以SiO₂、Al₂O₃为壳的核壳结构复合微粒。

5.如权利要求2所述的超疏水防紫外线纺织品的制备方法，其特征在于：所述的将具有紫外线吸收作用的核壳结构复合微粒负载于经表面预处理后的织物表面的步骤为：将碱处理后的织物浸泡在浓度为0.1～10g/L的聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液中，在织物表面吸附一层聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物电解质；洗除织物表面未稳定吸附的聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液，烘干；将吸附聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物电解质的织物浸泡在分散液中2～30min，最后取出，烘干，所述分散液为将具有紫外线吸收作用的核壳结构复合微粒超声分散于去离子水中而形成。

6.如权利要求2所述的超疏水防紫外线纺织品的制备方法，其特征在于：所述的将具有紫外线吸收作用的核壳结构复合微粒负载于经表面预处理后的织物表面的步骤为：将碱处理后的织物浸泡在浓度为0.1～10g/L的聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液中，在织物表面吸附一层聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物电解质，然后洗除掉表面未稳定吸附的聚二甲基二烯丙基氯化铵，烘干；接着，将表面吸附一层聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物电解质的织物浸泡在0.1～10g/L的聚苯乙烯磺酸钠溶液中，在织物表面吸附一层聚苯乙烯磺酸钠，洗除掉表面未稳定吸附的聚苯乙烯磺酸钠，烘干；再接着在织物表面吸附一层聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物电解质；最后将该织物浸渍在分散液中，所述分散液为具有紫外线吸收作用的核壳结构复合微粒超声分散于去离子水中形成。

7.如权利要求2所述的超疏水防紫外线纺织品的制备方法，其特征在于：所述的将具有紫外线吸收作用的核壳结构微粒负载于经表面预处理后的织物表面的步骤为：将碱处理后的织物浸泡在浓度为0.1～10g/L的聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液中，在织物表面吸附一层聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物电解质，洗除掉织物表面未稳定吸附的聚二甲基二烯丙基氯化铵，洗涤后烘干；将表面吸附有聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物电解质的涤纶织物浸泡在0.1～10g/L的聚苯乙烯磺酸钠溶液中，在织物表面吸附一层聚苯乙烯磺酸钠，然后洗除织物表面未稳定吸附的聚苯乙烯磺酸钠，洗涤后烘干；重复上述步骤在吸附有聚苯乙烯磺酸钠的织物表面再吸附一层聚二甲基二烯丙基氯化铵；将该织物浸泡在分散液中2～30min，所述分散液为具有紫外线吸收作用的核壳结构复合微粒超声分散于去离子水中形成，所述织物在分散液中浸渍后，再将其浸泡在聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液中，在其表面形成一层聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物电解质，然后将未稳定吸附的聚二甲基二烯丙基氯化铵用去离子水洗除，烘干后，所述织物表面形成[复合微粒/聚合物电解质]层；重复上述步骤在织物表面负载多层具有紫外线吸收作用的核壳结构复合微粒。

8.如权利要求5所述的超疏水防紫外线纺织品的制备方法，其特征在于：所述织物在分散液中浸泡后，再将其浸泡在聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液中，在其表面形成一层聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物电解质，然后洗除掉未稳定吸附的聚二甲基二烯丙基氯化铵，重复上述步骤，在织物表面负载多层核壳结构复合微粒。

9.如权利要求1或5或6或7或8所述的超疏水防紫外线纺织品的制备方法，其特征在于：所述低表面能物质为碳原子数6～18的长链烷基羧酸或长链氟代烷基羧酸、长链烷基氨或长链氟代烷基氨、长链烷基硅氧烷或长链氟代烷基硅氧烷、长链烷基硅氯硅烷或长链氟代烷基硅氯硅烷、长链烷基硫醇或它们的任意组合。

10.如权利要求9所述的超疏水防紫外线纺织品的制备方法，其特征在于：所述的低表面能物质处理负载有具有紫外线吸收作用的核壳结构复合微粒的纺织品的步骤为：将织物浸渍在0.2～10％的低表面能物质溶液中进行疏水化处理，取出后烘干，重复浸渍烘干三遍后，最后将织物焙烘即可。