CN104562678A - 一种基于相分离技术的超疏水织物制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用聚合物相分离原理制备超疏水织物的技术，属于织物拒水整理领域。所述制备包括如下步骤：一、根据聚合物热致相分离技术制备等规聚丙烯的均相溶液；二、将织物在均相溶液中浸-轧处理后移至一种聚丙烯的非溶剂中，在一定温度条件浸-轧处理；三、将由步骤二得到织物在一定温度下放置一段时间，通过聚合物相分离使织物表面获得由微-纳米级聚丙烯球粒构成的超疏水功能层。该方法制备的织物表面的水滴静态接触角大于150°，水滴在织物表面可以自由滚动。该方法具有如下优点：1.原料来源广泛、价格便宜；2.工序简单易行，可控性好，无须昂贵设备，低碳环保；3.经整理的织物仍能保持较好的透气性和物理机械性能。
Description
技术领域
本发明属于纺织品功能整理领域。它涉及一种超疏水织物及其制备方法，尤其是一种基于聚丙烯热致相分离技术获得的超疏水功能涂层的织物及其加工方法。
背景技术
超疏水表面是自然界的一种独特的现象，如荷叶效应，水蝇在水面行走，动物羽毛不被沾湿等等。研究发现，这种特殊性能是由二元尺度微凸结构粗糙表面以及油蜡状物共同作用的结果。超疏水材料具有非润湿和自清洁的表面特性，可广泛应用于人们生产、生活的各个领域。在纤维状基体上构建超疏水性表面，即超疏水织物，具有自清洁、防雨雪、防污染、抗氧化甚至防止电流传导的功能，通常用于特殊作业的防雨雪服、帐篷、军用作战服等，具有巨大的潜在市场利经济效益。
受自然界超疏水现象的启示，人们在仿生超疏水材料时，一般通过两种途径米实现，一种是提高疏水性材料的表面粗糙程度，另一种则是利用低表面能物质修饰具有微细结构的表面。具体方法包括凝胶溶胶法、湿化学法以及聚合物成膜等等。但是，上述超疏水织物的整理方法中，大多采用的原料或者设备比较昂贵，或者制备条件苛刻、繁琐，费时费力，再则较难实现大面积超疏水表面的制备，这些无疑都限制了它们的广泛实际应用。
发明内容
本发明的目的是提出一种利用廉价、环境友好材料，操作简单、经济且直接有效的普通织物超疏水制备方法。这种超疏水织物表面的功能层是由尺度在微纳米级的聚丙烯球状微粒构成，织物本身的织纹孔隙仍然得到较好的保持，整理后的超疏水织物具有拒水透气的效果。
为实现上述目的，本发明提供一种超疏水织物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：步骤一、根据聚合物热致相分离技术，制备等规聚丙烯的均相溶液；步骤二、将织物在均相溶液中浸-轧处理后，移至一种聚丙烯的非溶剂溶液中，在一定温度条件浸-轧处理；步骤三、将由步骤二得到织物在一定温度条件下放置一段时间，通过聚合物的相分离过程，使织物表面获得由微纳米级聚丙烯球粒构成的超疏水功能层。
优选地，在所述步骤一中，聚丙烯的良溶剂，为二甲苯、萘烷、邻苯二甲酸二丁酯、大豆油等的一种或多种，聚丙烯浓度为40mg/mL-80mg/mL，加热温度为100℃-150℃；
优选地，在所述步骤二中，所述等规聚丙烯的非溶剂为：丙酮、二甲基甲酰胺、甲基乙基酮、环己酮、异丙醇等的一种或多种，非溶剂溶液浓度为20％-100％，浸渍温度为：20℃-100℃；
更优先地，在所述步骤三中，所述织物表面功能层相分离形成微纳米尺度微球结构的温度条件为：0℃-100℃。
本发明的另一目的是提供一种超疏水功能织物，所述织物通过上述制备方法制得。其特征是织物表面的拒水功能层由尺度在亚微米或纳米级的聚丙烯球状颗粒构成，织物自身的织纹孔眼或者毛细孔眼得到较好的保持，织物的物理机械性能不受影响，是一种透气性良好的超疏水织物。
本发明的有益效果是：1、原料米源广泛、价格便宜；2、工序简单易行，可控性好，无须昂贵设备，低碳环保，便于整合到纺织品后整理生产线；3、经整理的织物仍能保持较好的透气性利物理机械性能。
附图说明
图1为采用本发明提供的方法制备的超疏水棉织物表面接触水滴的情况。
图2图1中对应的棉织物的接触角图片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的阐述，这些实施例仅限于说明本发明而不用于限制本发明的范围。本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价同样落于本申请所附权力要求所限定的范围。
实施例1
步骤1、根据聚合物热致相分离技术，制备等规聚丙烯的均相溶液，所述聚丙烯的良溶剂选取萘烷，聚丙烯浓度为40mg/mL，加热温度为100℃；
步骤2、织物在步骤1所得的均相溶液中三浸三轧处理后，移至一种聚丙烯的非溶剂溶液中，在100℃条件下做三浸三轧处理。所述聚丙烯的非溶剂选取丙酮，浓度为100％，浸渍温度为室温；
步骤3、将步骤2得到的织物在50℃条件下放置24h，通过聚合物的相分离过程，使织物表面获得由粒径大约在5-10μm的聚丙烯球粒构成的超疏水功能层。经测试织物表面接触角达到151°。
实施例2
步骤1、根据聚合物热致相分离技术，制备等规聚丙烯的均相溶液，所述聚丙烯的良溶剂选取二甲苯，聚丙烯浓度为60mg/mL，加热温度为100℃；
步骤2、织物在步骤1所得的均相溶液中三浸三轧处理后，移至一种聚丙烯的非溶剂溶液中，在100℃条件下做三浸三轧处理。所述聚丙烯的非溶剂选取异丙醇，浓度为100％，浸渍温度为100℃；
步骤3、将步骤2得到的织物在40℃条件下放置24h，通过聚合物的相分离过程，使织物表面获得由粒径大约在5-8μm的聚丙烯球粒构成的超疏水功能层。经测试织物表面接触角达到152°。
实施例3
步骤1、根据聚合物热致相分离技术，制备等规聚丙烯的均相溶液，所述聚丙烯的良溶剂选取萘烷和邻苯二甲酸二丁酯的混合溶液(体积比90/10)，聚丙烯浓度为50mg/mL，加热温度为100℃；
步骤2、织物在步骤1所得的均相溶液中三浸三轧处理后，移至一种聚丙烯的非溶剂溶液中，在100℃条件下做三浸三轧处理。所述聚丙烯的非溶剂选取二丁酮，浓度为50％，浸渍温度为100℃；
步骤3、将步骤2得到的织物在40℃条件下放置24h，通过聚合物的相分离过程，使织物表面获得由粒径大约在500nm-1μm的聚丙烯球粒构成的超疏水功能层。经测试织物表面接触角达到158°。
Claims (4)
1.一种超疏水普通织物的制备方法，其特征在于：首先根据聚合物热致相分离技术，制备等规聚丙烯的均相溶液；然后将织物在均相溶液中浸-轧处理后，移至一种聚丙烯的非溶剂溶液中，在一定温度条件浸-轧处理；最后将由步骤二得到织物在一定温度条件下放置一段时间，通过聚合物的相分离过程，使织物表面获得由微-纳米级聚丙烯球粒构成的超疏水功能层。
2.如权利要求1所述的一种普通织物的超疏水整理方法，其特征在于：所述等规聚丙烯均相溶液的配置步骤为：选取聚丙烯的良溶剂，为二甲苯、萘烷、邻苯二甲酸二丁酯、大豆油等的一种或多种，聚丙烯浓度为40mg/mL-80mg/mL，加热温度为100℃-150℃。
3.如权利要求1所述的一种普通织物的超疏水整理方法，其特征在于：所述等规聚丙烯的非溶剂为：丙酮、二甲基甲酰胺、甲基乙基酮、环己酮、异丙醇等的一种或多种，非溶剂溶液浓度为20％-100％，浸渍温度为：20℃-100℃。
4.如权利要求1所述的一种普通织物的超疏水整理方法，其特征在于：所述织物表面功能层相分离形成微纳米尺度微球结构的温度条件为：0℃-100℃ 。
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