CN104562709A - 一种耐用超疏水织物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种耐用超疏水织物的制备方法，首先在普通织物表面沉积聚多巴胺薄膜，然后利用其对纳米粒子的螯合性，在其表面沉积氧化银颗粒，最后利用低表面能物质对织物进行疏水化处理，即可获得一种耐用超疏水织物。发明的积极进步效果在于：该方法制备的织物表面水滴静态接触角大于150°，水滴在其表面易滚动。经长时间洗涤或摩擦后，该织物仍然具有优异的超疏水性能；超疏水织物制备方法不需要特定的仪器设备，操作简单，利用推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种功能性织物的制备方法，具体涉及一种耐用超疏水织物的制备方法。
背景技术
超疏水织物具有类似荷叶表面的特殊润湿性，水滴在其表面呈圆球状（静态接触角大于150°）且易于滚动（较小的滚动角），并且水滴在滚落的过程中能带走织物表面的污物。因此，超疏水织物具有防水、防污、自清洁等优良特性，是目前功能纺织品研究的热点之一。
目前，关于超疏水织物的制备方法已有较多报道。例如，溶胶-凝胶法（中国专利CN102277720A）、纳米颗粒负载法（中国专利CN102321974A）、纳米结构生长法（中国专利CN101748596A）等都能够较方便地制备超疏水织物。然而，由于引入的纳米涂层或颗粒与织物表面之间的结合力较弱，这些制备的超疏水织物的耐用性往往较差，经过洗涤或摩擦后，超疏水性容易丧失。
目前，关于超疏水织物耐用性的相关报道还很少。比较具有代表性的研究成果是中国专利CN102174737B、CN103074768A。前者采用γ-射线辐射接枝的方法，制备了超疏水棉织物。后者通过碱处理、疏水化处理，制备了超疏水涤纶织物。这些改性超疏水织物都具有较好的耐水性性能，经数十次加速洗涤（1次加速洗涤相当于5次家庭洗涤）或长时间的摩擦后，仍具有超疏水性。然而，这些方法也具有一定的缺点，例如对仪器设备和织物种类的依赖性。因此，发展一种不需要特定仪器、对各种织物具有广泛适用性的超疏水制备方法就显得十分重要。
发明内容
本发明是针对现有技术存在的问题，提供一种具有良好耐用性超疏水织物的制备方法，以提高织物的附加值和实用性，扩展其应用范围。
为达到上述目的，本发明提供了一种具有良好耐用性超疏水织物的制备方法，首先在普通织物表面沉积聚多巴胺薄膜，然后利用其对纳米粒子的螯合性，在其表面沉积氧化银颗粒，最后利用低表面能物质对织物进行疏水化处理。所述织物为棉、麻、羊毛、丝绸、腈纶、尼龙、涤纶及其混纺织物等。
其具体制备方法包括以下工艺步骤：
（1）聚多巴胺的沉积：将织物用去离子水洗涤，浸入浓度为1 - 10 mg / mL多巴胺盐酸盐的三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液（pH = 8.5）中，沉积温度为室温，沉积时间为3 h - 12 h，然后取出织物在去离子水中超声清洗5 – 15 min，烘干；
（2）氧化银的沉积：将沉积了聚多巴胺的织物浸入浓度为5 - 50 mM
AgNO3水溶液中1 - 10 min，取出在去离子水中漂洗，然后浸入浓度为5 - 10 mM NaOH水溶液中1 - 10 min；按照上述步骤操作1 - 3次，然后取出织物在去离子水中超声清洗5 - 15 min，烘干；
（3）低表面能物质沉积：将依次沉积了聚多巴胺、氧化银的织物浸入浓度为1 - 5 μL / mL的含低表面能物质的甲醇溶液中，在室温下处理5 - 30 min，然后取出织物，烘干。所述低表面能物质为碳原子数8 - 18的长链烷烃硫醇或氟代长链烷基硫醇及其混合物。
所述的低表面能物质为碳原子数8 - 18的长链烷烃硫醇或氟代长链烷基硫醇及其混合物。
根据本发明方法制得的耐用超疏水织物，其与水滴的接触角为151.2°- 158.5°。
本发明的积极进步效果在于：
1、本发明的超疏水织物中各沉积组分结合紧密，从而使得织物具有良好的耐水洗效果。按照AATCC测试方法61-2003的1A条件，洗涤30次（相当于家庭洗涤150次）后，或在AATCC耐摩擦色牢度试验仪上磨200次后（垂直压力为9 N，摩擦速率为1次 / s），其与水滴的接触角仍保持在150°以上。
2、本发明的超疏水织物制备方法不需要特定的仪器设备，操作简单，利用推广。
3、由于多巴胺能够在广泛的基底表面聚合成膜，本发明的超疏水织物制备方法不受织物基材种类限制，对棉、麻、羊毛、丝绸、腈纶、尼龙、涤纶及其混纺织物等织物都适应。
附图说明
图1是本发明实施例1样品的照片。
图2是本发明实施例1样品经加速水洗30次之后的照片。
图3是本发明实施例1样品经200次摩擦之后的照片。
具体实施方式
实施例1
步骤1：聚多巴胺的沉积：将涤纶织物用去离子水清洗干净，浸入浓度为2 mg / mL多巴胺盐酸盐的三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液（pH = 8.5）中，沉积温度为室温，沉积时间为12 h，然后取出织物在去离子水中超声清洗10 min，烘干。
步骤2：氧化银的沉积：将沉积了聚多巴胺的织物浸入浓度为5 mg / mL
AgNO3水溶液中1 min，取出在去离子水中漂洗，然后浸入浓度为5 mg / mL NaOH溶液中1 min。重复依次浸入AgNO3/NaOH水溶液中3次。取出织物在去离子水中超声清洗10 min，烘干。
步骤3：低表面能物质沉积：将经过上述步骤处理的涤纶织物浸入浓度为5 μL / mL十二烷基硫醇甲醇溶液中，室温下沉积10 min，然后取出织物，烘干。
得到的织物表面接触角为155.2°，按照AATCC测试方法61-2003的1A条件，洗涤30次（相当于家庭洗涤150次）后，接触角仍高达152.5°。得到的织物在AATCC耐摩擦色牢度试验仪上磨200次（垂直压力为9 N，摩擦速率为1次 / s）后，其与水滴的接触角为152.5°。
实施例2
步骤1：聚多巴胺的沉积：将涤纶织物用去离子水清洗干净，浸入浓度为5 mg / mL多巴胺盐酸盐的三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液（pH = 8.5）中，沉积温度为室温，沉积时间为6 h，然后取出织物在去离子水中超声清洗10min，烘干。
步骤2：氧化银的沉积：将沉积了聚多巴胺的织物浸入浓度为5 mg / mL
AgNO3水溶液中10 min，取出在去离子水中漂洗，然后浸入浓度为5 mg / mL NaOH溶液中10 min。取出织物在去离子水中超声清洗10 min，烘干。
步骤3：低表面能物质沉积：将经过上述步骤处理的涤纶织物浸入浓度为5 μL / mL的十二烷基硫醇甲醇溶液中，室温下沉积10 min，然后取出织物，烘干。
得到的织物表面接触角为154.5°，按照AATCC测试方法61-2003的1A条件，洗涤30次后（相当于家庭洗涤150次），接触角仍高达153.5°。得到的织物在AATCC耐摩擦色牢度试验仪上磨200次（垂直压力为9 N，摩擦速率为1次 / s）后，其与水滴的接触角为152.8°。
实施例3
步骤1：聚多巴胺的沉积：将棉织物用去离子水清洗干净，浸入浓度为5 mg / mL多巴胺盐酸盐的三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液（pH = 8.5）中，沉积温度为室温，沉积时间为6 h，然后取出织物在去离子水中超声清洗10 min，烘干。
步骤2：氧化银的沉积：将沉积了聚多巴胺的织物浸入浓度为5 mg / mL
AgNO3水溶液中1 min，取出在去离子水中漂洗，然后浸入浓度为5 mg / mL NaOH溶液中1 min。重复依次浸入AgNO3 / NaOH水溶液中3次。取出织物在去离子水中超声清洗10 min，烘干。
步骤3：低表面能物质沉积：将经过上述步骤处理的涤纶织物浸入浓度为5 μL / mL的全氟癸硫醇甲醇溶液中，室温下沉积30min，然后取出织物，烘干。
得到的织物表面接触角为158.5°，按照AATCC测试方法61-2003的1A条件，洗涤30次后（相当于家庭洗涤150次），接触角仍高达154.5°。得到的织物在AATCC耐摩擦色牢度试验仪上磨200次（垂直压力为9 N，摩擦速率为1次 / s）后，其与水滴的接触角为155.6°。
Claims (7)
1.一种耐用超疏水织物的制备方法，其特征在于：首先在普通织物表面沉积聚多巴胺薄膜，然后利用其对纳米粒子的螯合性，在其表面沉积氧化银颗粒，最后利用低表面能物质对织物进行疏水化处理。
2.如权利要求书1所述的耐用超疏水织物的制备方法，其特征在于：所述的聚多巴胺薄膜的沉积步骤为：首先将织物用去离子水洗涤，放入多巴胺盐酸盐浓度为1 - 10 mg / mL 的pH值为8.5的三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液中，沉积温度为室温，沉积时间为3 h - 12 h，然后取出织物在去离子水中超声清洗5 - 15 min，烘干。
3.如权利要求书1所述的耐用超疏水织物的制备方法，其特征在于：所述的氧化银颗粒的沉积步骤为：将沉积了聚多巴胺的织物浸入浓度为5 - 50 mM AgNO3水溶液中1 - 10 min，取出在去离子水中漂洗，然后浸入浓度为5 - 10 mM NaOH水溶液中1 - 10 min。
4.按照上述步骤操作1 - 3次，然后取出织物在去离子水中超声清洗5 – 15 min，烘干。
5.如权利要求书1所述的耐用超疏水织物的制备方法，其特征在于：所述的用低表面能物质对织物进行处理的方法为：将依次沉积了聚多巴胺、氧化银的织物浸入浓度为1 - 5 μL / mL的含低表面能物质的甲醇溶液中，在室温下处理5 - 30 min，然后取出织物，烘干。
6.如权利要求书1所述的耐用超疏水织物的制备方法，其特征在于：所述的低表面能物质为碳原子数8
- 18的长链烷烃硫醇或氟代长链烷基硫醇及其混合物。
7.根据权利要求1 - 4中任意一项所述的方法制得的耐用超疏水织物，其特征在于：所述织物与水滴的静态接触角为151.2°- 158.5°。
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