CN112900097B - 一种耐久性的超疏水抗紫外棉织物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于功能性纺织品处理技术领域,涉及一种耐久性的超疏水抗紫外棉织物及其制备方法。本发明提供的制备方法为:将多酸前驱体K7[HNb6O19]·13H2O溶于蒸馏水中,搅拌至完全溶解后加入咪唑或氨水,60~120℃的条件下搅拌反应2h,得混合溶液;将棉织物在混合溶液中浸渍2~5min后取出在60~80℃下烘干,如此循环4次后,130℃焙烘3min;然后将棉织物浸泡于PDMS溶液中搅拌5~15min,取出后80℃干燥3h,得到耐久性的超疏水抗紫外棉织物。该制备方法制备得到的棉织物具有耐久性的超疏水性和抗紫外性能。
Description
技术领域
本发明属于功能性纺织品处理技术领域,涉及一种耐久性的超疏水抗紫外棉织物及其制备方法。
背景技术
近三十多年来,超疏水膜层已经成为国内外微纳米材料与表面科学领域的研究热点。超疏水膜层所固有的防水、防污、防腐蚀、防冰霜等功能,使原本易受腐蚀、污染及破坏的材料表面得到了有效的保护。目前,开发多功能纺织品,增加应用范围是现在纺织领域研究的一个热点,如面料不仅需要具备拒水功能,还要具有抗紫外线功能等。随着紫外线辐射强度不断增加,并且呈现短波化的倾向,使达到地表的紫外线能量增加,人们对紫外线危害的认识和自我防范意识也不断增强。因此同时具备抗紫外性和超疏水性能的织物可以被广泛应用于日常生活中,如防护服、太阳伞、帐篷及登山服等。现在所研究拒水的方法中还存在许多缺陷,如超疏水剂二甲基硅氧烷(PDMS)与织物结合力较弱,制备的超疏水纺织品的耐久性较差;所使用的低表面能物质含有氟化合物对环境和人体都有害,因此发展经济高效、绿色环保、操作简便的方法来构建功能稳定持久的疏水抗紫外功能织物,具有很大的研究意义和实用价值。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种耐久性的超疏水抗紫外功能性织物。
为实现上述目的,本发明提供了一种耐久性的超疏水抗紫外棉织物的制备方法,包括以下步骤:
S1.将多酸前驱体K7[HNb6O19]·13H2O溶于蒸馏水中,搅拌至完全溶解后加入配体,60~120℃的条件下搅拌反应2h,得混合溶液,所述配体为咪唑或氨水;
S2.将经过清洗处理的棉织物在所述混合溶液中浸渍2~5min后取出在60~80℃下烘干,如此循环4次后,130℃焙烘3min;
S3.将经过步骤S2处理得到的棉织物浸泡于PDMS溶液中搅拌5~15min,取出后80℃干燥3h,得到耐久性的超疏水抗紫外棉织物;
其中,所述PDMS溶液为将PDMS和环氧树脂溶于溶剂中搅拌均匀得到。
进一步的,本发明所述制备方法的步骤S1中,所述多酸前驱体K7[HNb6O19]·13H2O、所述配体和蒸馏水的用量比为(0.2~1):(0.02~1):(10~50)mL。
进一步的,本发明所述制备方法的步骤S2中,所述清洗处理为:将棉织物浸入有机溶剂中超声清洗10分钟,清洗完毕后室温干燥。
进一步的,本发明所述制备方法中,所述清洗处理用的有机溶剂为丙酮或无水乙醇。
进一步的,本发明所述制备方法的步骤S2中,浸渍温度为40~60℃。
进一步的,本发明所述制备方法中的PDMS溶液中,PDMS和环氧树脂的质量比为10:1,溶剂为四氢呋喃溶液。
与现有技术相比,本发明提供的制备方法将棉织物浸渍在含有配体的多酸前驱体溶液中,使形成的多酸基金属有机框架(POMOFs)材料接枝到棉织物中,棉织物表面被POMOFs粒子包覆,将纤维光滑的表面转化为微/纳米结构,使织物表面更加粗糙,形成了超疏水表面的粗糙结构,然后利用PDMS制备出低表面能的表面,二者相互协同,使处理得到的棉织物具有耐久性的超疏水性和抗紫外性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,等价形式改动或修改同样落于本申请的权利要求书所限定的范围。
实施例1
步骤1、将棉织物浸入装有丙酮的烧杯中超声清洗10分钟,清洗完毕后室温干燥。
步骤2、将0.5g多酸前驱体K7[HNb6O19]·13H2O溶于15mL蒸馏水中,搅拌至完全溶解,加入0.5g咪唑,60℃的条件下搅拌反应2h,得混合溶液。
步骤3、将步骤1处理得到的棉织物浸渍于步骤2得到的混合溶液中,浸渍温度为50℃,浸渍2min后取出在60℃下烘干,如此循环4次后,130℃焙烘3min。
步骤4、制备聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液,PDMS和环氧树脂的质量比为10:1,搅拌均匀并加入四氢呋喃(THF)溶液。
步骤5、将步骤3处理得到的棉织物浸泡于50mL的PDMS溶液中搅拌10min,然后取出放入烘箱80℃干燥3h,制备得到耐久性的超疏水抗紫外棉织物。
实施例2
步骤1、将棉织物浸入装有无水乙醇的烧杯中超声清洗10分钟,清洗完毕后室温干燥。
步骤2、将1.0g多酸前驱体K7[HNb6O19]·13H2O溶于40mL蒸馏水中,搅拌至完全溶解,加入0.8g咪唑,80℃的条件下搅拌反应2h,得混合溶液。
步骤3、将步骤1处理得到的棉织物浸渍于步骤2得到的混合溶液中,浸渍温度为50℃,浸渍4min后取出在70℃下烘干,如此循环4次后,130℃焙烘3min。
步骤4、制备聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液,PDMS和环氧树脂的质量比为10:1,搅拌均匀并加入四氢呋喃(THF)溶液。
步骤5、将步骤3处理得到的棉织物浸泡于40mL的PDMS溶液中搅拌8min,然后取出放入烘箱80℃干燥3h,制备得到耐久性的超疏水抗紫外棉织物。
实施例3
步骤1、将棉织物浸入装有无水乙醇的烧杯中超声清洗10分钟,清洗完毕后室温干燥。
步骤2、将0.8g多酸前驱体K7[HNb6O19]·13H2O溶于20mL蒸馏水中,搅拌至完全溶解,加入1.0g咪唑,90℃的条件下搅拌反应2h。
步骤3、将步骤1处理得到的棉织物浸渍于步骤2得到的混合溶液中,浸渍温度为55℃,浸渍4min后取出在70℃下烘干,如此循环4次后,130℃焙烘3min。
步骤4、制备聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液,PDMS和环氧树脂的质量比为10:1,搅拌均匀并加入四氢呋喃(THF)溶液。
步骤5、将步骤3处理得到的棉织物浸泡于40mL的PDMS溶液中搅拌8min,然后将样品放入烘箱80℃干燥3h,制备得到耐久性的超疏水抗紫外棉织物。
对原织物、只涂覆PDMS无多酸负载的织物和实施例1~3制备得到的耐久性的超疏水抗紫外织物进行测试,测试结果如表1所示:
表1织物的静态接触角和抗紫外性能
根据表1可知,本发明提供的技术方案得到的棉织物具有较好的超疏水性能和抗紫外性能,且水洗5次甚至15次,依然保持较好的超疏水性能和抗紫外性能。
本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种耐久性的超疏水抗紫外棉织物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.将多酸前驱体K7[HNb6O19]·13H2O溶于蒸馏水中,搅拌至完全溶解后加入配体,60~120℃的条件下搅拌反应2h,得混合溶液,其中,所述配体为咪唑;
S2. 将经过清洗处理的棉织物在所述混合溶液中浸渍2~5 min后取出在60~80℃下烘干,如此循环4次后,130℃焙烘3min;
S3.将经过步骤S2处理得到的棉织物浸泡于聚二甲基硅氧烷溶液中搅拌5~15 min,取出后80℃干燥3 h,得到耐久性的超疏水抗紫外棉织物;
其中,所述聚二甲基硅氧烷溶液为将聚二甲基硅氧烷和环氧树脂溶于溶剂中搅拌均匀得到。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中,所述多酸前驱体K7[HNb6O19]·13H2O、所述配体和蒸馏水的用量比为(0.2~1):(0.02~1):(10~50)mL。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述清洗处理为:将棉织物浸入有机溶剂中超声清洗10分钟,清洗完毕后室温干燥。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂为丙酮或无水乙醇。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中,浸渍温度为40~60℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所聚二甲基硅氧烷溶液中,聚二甲基硅氧烷和环氧树脂的质量比为10:1,溶剂为四氢呋喃溶液。
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