CN116043571A - 一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及沙发面料制备技术领域，尤其是一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发及其制备方法。一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发，包括复合面料基体，复合面料基体包括绒布、仿牛皮布料、科技布，复合面料基体浸轧于仿荷叶超疏水浆料，烘干固化形成具有超疏水自清洁效果的成品荷叶仿生科技布沙发；仿荷叶超疏水浆料主要是由以下的原料制备：氟硅改性双酚A树脂、粒径200±20nm的表面疏水改性二氧化硅、粒径15±5nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON、挥发性有机溶剂、消泡剂、流平剂、分散剂。本申请液体滴触后表面接触角150°以上，滚动角度3‑5°，呈现低粘附的“荷叶效应”，润湿性低，液体极易滚落并带离表面沙尘，自清洁能力优异。
Description
技术领域
本申请涉及沙发面料制备技术领域，尤其是涉及一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发及其制备方法。
背景技术
据2022年百度指数反应，科技布沙发的搜索指数稳登榜首，比布艺沙发、真皮沙发和实木沙发三款沙发的总和还高，其生产工艺发展到现在逐渐成熟，自2013年起用户关注度和网络曝光度逐年增加，在同等价位下用户选择性更高。科技布沙发因使用寿命长、质感强的特点近年来活跃于市场，其触感和观感优异，但是打理性上有所欠缺。
近年来，相关技术是通过对布沙发进行三防表面处理，使其具有较好的防污及易去污的效果。如采用PHOBOL CP-SLA采取浸轧工艺处理后的科技布AATCC 118—2013拒油等级可达5级，AATCC 130—2010易去污性可达4-5级，增大用量后最高可达5级。虽然PHOBOLCP-SLA可赋予较好的较好的防污及易去污的效果，但是三防处理后科技布的防污效果具有时效性，时间长了后会出现涂层脱落，防污效果下降甚至失效的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发及其制备方法。
第一方面，本申请提供的一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发，是通过以下技术方案得以实现的：
一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发，包括复合面料基体，所述复合面料基体包括绒布、仿牛皮布料和复合于绒布、仿牛皮布料之间的科技布，所述复合面料基体浸轧于仿荷叶超疏水浆料，烘干固化形成具有超疏水自清洁效果的成品复合绒面荷叶仿生科技布沙发；所述仿荷叶超疏水浆料主要是由以下的原料制备：氟硅改性双酚A树脂、粒径200±20nm的表面疏水改性二氧化硅、粒径15±5nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON、挥发性有机溶剂、消泡剂、流平剂、分散剂；所述氟硅改性双酚A树脂、粒径200±20nm的表面疏水改性二氧化硅、粒径15±5nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON的质量比为200：(64-72)：30；所述挥发性有机溶剂是由二甲苯搭配醋酸丁醋、MIBK、异丙醇中的至少一种组成。
本申请中的复合绒面荷叶仿生科技布沙发区别于普通科技布的纤薄绒底，创新应用纳米分子层聚合工艺，面料触感细腻，透气性好。本申请中对科技布底布进行复合处理，选用绒布和仿牛皮布料作为底布，在底部表面织出柔软纤维，采取热压方式粘合并留有倒V型疏流孔，提供厚重质感并应对面料抗皱回复，同时透气孔直径逐渐缩小，透气且能防止水气侵入，能起到防霉的效果，平衡类皮质感和柔软度的同时加高克重，使之具有皮的细腻质感和光泽度，可应对日常的磨刮，相较普通科技布沙发更能保型抗皱，抗拉扯性能佳。
本申请中的复合面料基体浸轧于仿荷叶超疏水浆料，烘干固化形成超疏水自清洁层具有荷叶仿生结构，液体滴触后表面接触角150°以上，滚动角度3-5度，呈现低粘附的“荷叶效应”，润湿性低，液体极易滚落并带离表面沙尘，自清洁能力优异。
优选的，所述氟硅改性双酚A树脂主要是由双酚A环氧树脂、甲基丙烯酸六氟异丙酯、甲基丙烯酰氧基硅烷制成；所述甲基丙烯酰氧基硅烷为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、分子量为1000的双端乙烯基硅酮聚合物FM-7711中的至少一种。
通过采用上述技术方案，便于保证本申请中仿荷叶超疏水浆料形成漆膜的疏水拒油防污效果同时漆膜具有较好的柔韧性和耐磨性，延长整体的自清洁、疏水拒油防污的时效性。
优选的，所述双酚A环氧树脂的平均相对分子量在900-1000，环氧值0.18-0.22，环氧当量在450-252；所述甲基丙烯酰氧基硅烷为分子量为1000的双端乙烯基硅酮聚合物FM-7711。
通过采用上述技术方案，氟硅改性双酚A树脂采用双端乙烯基硅酮聚合物FM-7711制备，可保证本申请整体漆膜的疏水拒油防污效果的同时进一步改善漆膜的柔韧性和耐磨性，改善且延长整体的自清洁、疏水拒油防污的时效性。
优选的，所述氟硅改性双酚A树脂的制备方法如下：将计量准确的甲基丙烯酸六氟异丙酯与甲基丙烯酰氧基硅烷混溶于二甲苯溶液，搅拌均匀，加热至80-82℃，保温10-12min，每隔25-30min通过向反应体系中滴加引发剂AIBN，单次滴加引发剂AIBN的质量占总引发剂质量的20-30％，反应温度维持在80-98℃且在氮气保护下至少反应2.0h，冷却至25-30℃后取出得到氟硅中间体；将双酚A环氧树脂溶于二甲苯溶剂中，调至适当粘度，加热至110-112℃，滴加催化剂DMP-30，所述催化剂DMP-30占双酚A环氧树脂质量的0.1-0.3％，在氮气保护下滴加制备好的氟硅中间体，反应120-150min，得到无色透明或浅黄色液体，冷却后取出得氟硅改性双酚A树脂。
通过采用上述技术方案，本申请中氟硅改性双酚A树脂的制备方法相对简单，便于工业化生产。
优选的，所述粒径200±20nm的表面疏水改性二氧化硅包括纳米二氧化硅主体和连接于纳米二氧化硅主体的功能性粒子，所述功能性粒子为纳米级的Ag、Cu、Mn、Zn、Fe中的一种；所述表面疏水改性二氧化硅中采用的表面改性助剂包括自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷。
通过采用上述技术方案，便于保证本申请中仿荷叶超疏水浆料形成漆膜的疏水拒油防污、自清洁效果同时赋予整体较好的抗菌防霉性，卫生安全性较佳。
优选的，所述表面疏水改性二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，纳米二氧化硅粉体置于160-200℃下活化处理1-4h备用；
步骤二，将自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷溶于40％异丙醇水溶液搅拌均匀，自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷与40％异丙醇水溶液的质量比为(3-8)：(4-6)：100，加入步骤一中完成活化的纳米二氧化硅粉体，加热至在75-78℃，高速分散搅拌下反应2-3h后，抽滤，干燥得到表面疏水改性二氧化硅。
本申请中的表面疏水改性二氧化硅的制备方法相对简单，便于工业化生产。
优选的，所述粒径15±5nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON包括纳米氮氧化钛主体和连接于纳米氮氧化钛主体的功能性粒子，所述功能性粒子为原子级的Ag、Cu、Mn、Zn、Fe中的至少一种；所述表面疏水改性二氧化硅中采用的表面改性助剂包括自交联型羟基氟树脂、FCF-201阴离子氟碳表面活性剂、甲基丙烯酰氧基硅烷。
通过采用上述技术方案，便于保证本申请中仿荷叶超疏水浆料形成漆膜的疏水拒油防污、自清洁效果同时赋予整体较好的抗菌防霉性，卫生安全性较佳。
优选的，所述表面疏水改性氮氧化钛TiON的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，氮氧化钛TiON与FCF-201阴离子氟碳表面活性剂以质量比1:(10-16)混合均匀后超声分散30-60min，取出沥干完成表里电荷平衡处理；
步骤二，将步骤一中所得氮氧化钛TiON置于120-140℃下活化处理2-6h；
步骤三，将自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷溶于40％异丙醇水溶液搅拌均匀，自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷与40％异丙醇水溶液的质量比为(3-8)：(4-6)：100，加入步骤一中完成活化的氮氧化钛TiON，加热至在75-78℃，高速分散搅拌下反应2-3h后，抽滤，干燥得到表面疏水改性疏水改性氮氧化钛TiON。
通过采用上述技术方案，本申请中的表面疏水改性氮氧化钛TiON的制备方法相对简单，便于工业化生产。
优选的，所述挥发性有机溶剂是由二甲苯、醋酸丁醋、MIBK、异丙醇组成；所述二甲苯、醋酸丁醋、MIBK、异丙醇的质量比为68:16:12:4。
通过采用上述技术方案，。
第二方面，本申请提供的一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发的制备方法，是通过以下技术方案得以实现的：
一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，仿荷叶超疏水浆料的制备；
步骤二，科技布复合于绒布、仿牛皮布料之间形成复合面料基体；
步骤三，复合面料基体表面喷涂仿荷叶超疏水浆料，仿荷叶超疏水浆料喷涂量为40-60g/m2，110-115℃下预烘200-240s，165-170℃下烘干100-180s固化形成具有超疏水自清洁效果的膜层，冷却至室温，水洗，皂洗，水洗，定型烘干，冷却得成品复合绒面荷叶仿生科技布沙发。
通过采用上述技术方案，本申请中复合绒面荷叶仿生科技布沙发的制备方法相对简单，便于工业化生产。
综上所述，本申请具有以下优点：
1、本申请液体滴触后表面接触角150°以上，滚动角度3-5度，呈现低粘附的“荷叶效应”，润湿性低，液体极易滚落并带离表面沙尘，自清洁能力优异。
2、本申请中复合绒面荷叶仿生科技布沙发的制备方法相对简单，便于工业化生产。
具体实施方式
以下结合对比例和实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1
本申请公开的一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发，包括复合面料基体，复合面料基体是由绒布、科技布、仿牛皮布料热压复合而成，其中，科技布通过热熔胶热压复合于绒布、仿牛皮布料之间的科技布。所得到的复合面料基体通过浸轧工艺，浸没于仿荷叶超疏水浆料，烘干固化形成具有超疏水自清洁效果的成品复合绒面荷叶仿生科技布沙发。
仿荷叶超疏水浆料主要是由以下的原料制备：1000g的氟硅改性双酚A树脂、160g的粒径200nm的表面疏水改性二氧化硅、350g的粒径20nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON、1088g二甲苯、256g的醋酸丁醋、192g的MIBK、64g的异丙醇、24g消泡剂-BASF巴斯夫Efka2001、16g流平剂-Rheovis AS 1130流变改性剂、12g的分散剂-BYK DISPERBYK2050。
表面疏水改性二氧化硅包括纳米二氧化硅主体和连接于纳米二氧化硅主体的功能性粒子，功能性粒子为纳米级的Ag、Cu、Mn、Zn、Fe中的一种。本实施例中功能性粒子为Ag纳米簇。表面疏水改性二氧化硅中采用的表面改性助剂包括FCF-205自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷。
表面疏水改性二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将10.0g粒径200nm的纳米二氧化硅粉体、600mL的乙二醇混合到1000mL三口烧瓶当中，用超声搅拌将纳米二氧化硅粉体颗粒分散均匀，三口烧瓶连有温度计、冷却水冷凝装置，在25min内油浴加热升温至140℃，然后140℃保温20min后，降温至室温，离心分离，清洗干净，自然干燥，得到7.5g灰色粉末，即为表面负载银粒子的纳米二氧化硅粉体；
步骤二，步骤二中纳米二氧化硅粉体置于160℃下活化处理2.0h备用；
步骤三，将FCF-205自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷溶于40％异丙醇水溶液搅拌均匀，FCF-205自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷与40％异丙醇水溶液的质量比为4：6：100，加入步骤二中完成活化的纳米二氧化硅粉体，加热至在76.0℃，高速分散搅拌下反应2.0h后，抽滤，干燥得到表面疏水改性二氧化硅。
表面疏水改性氮氧化钛TiON包括纳米氮氧化钛主体和连接于纳米氮氧化钛主体的功能性粒子，功能性粒子为原子级的Ag、Cu、Mn、Zn、Fe中的至少一种。本申请表面疏水改性氮氧化钛TiON中的功能性粒子为Cu、Mn，Cu、Mn的质量比为1:2，功能性粒子与纳米氮氧化钛主体的质量比为1:150。所制备的表面疏水改性二氧化硅表面带有正电荷需要采用FCF-201阴离子氟碳表面活性剂进行电荷平衡处理，然再采用FCF-205自交联型羟基氟树脂、甲基丙烯酰氧基硅烷进行进一步表面处理，以增强氮氧化钛TiON的表面疏水性能。
表面疏水改性氮氧化钛TiON的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，氮氧化钛TiON表面原位生成原子级的功能性粒子Cu、Mn：
S1.1，称量氮氧化钛TiON粉料置于行星球磨行星球磨机球磨至粒径为200nm，置于180℃下烘干活化4h，得活化载体氮氧化钛TiON；
S1.2，制备10g/L的金属硝酸盐溶液，金属硝酸盐溶液是硝酸铜、硝酸锰以摩尔比Cu：Mn＝1：2配制而成，金属硝酸盐溶液配制完成后以600rpm转速搅拌30min，同时以20μL/s速度滴加5.0％碳酸铵溶液，直至pH＝9为止，制得过渡金属配位体溶液；
S1.3，将步骤一制得的活化载体氮氧化钛TiON以50g/min的速度加入步骤二制得过渡金属配位体溶液中，过渡金属与载体的质量比为1:150，滴加完成后进行60min的超声处理，后以400rpm转速搅拌混合24h，加水充分洗涤至中性，过滤，于85℃下烘干12h，产物用行星球磨行星球磨机研磨，制得平均粒度D50为200nm的粉料，置于氢气：氩气的体积比为5％的氢/氩混合气气氛中，以480℃加热5.0h，冷却后产物先用行星球磨机研磨得粒度D50为200nm的纳米级改性粒子。
步骤二，氮氧化钛TiON与FCF-201阴离子氟碳表面活性剂以质量比1:16混合均匀后超声分散60min，取出沥干完成表里电荷平衡处理；
步骤三，将步骤二中所得氮氧化钛TiON置于120℃下活化处理6.0h；
步骤四，将FCF-205自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷溶于40％异丙醇水溶液搅拌均匀，自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷与40％异丙醇水溶液的质量比为4：6：100，加入步骤二中完成活化的氮氧化钛TiON，加热至在78℃，高速分散搅拌下反应2h后，抽滤，干燥得到表面疏水改性疏水改性氮氧化钛TiON。
氟硅改性双酚A树脂主要是由双酚A环氧树脂、甲基丙烯酸六氟异丙酯、甲基丙烯酰氧基硅烷制成，其中，双酚A环氧树脂、甲基丙烯酸六氟异丙酯、甲基丙烯酰氧基硅烷的用量比为48％:22％:20％。双酚A环氧树脂的平均相对分子量在900-1000，环氧值0.18-0.22，环氧当量在450-525，本实施例中采用的是双酚A环氧树脂E20(凤凰牌0191E20)。甲基丙烯酰氧基硅烷为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、分子量为1000的双端乙烯基硅酮聚合物FM-7711中的至少一种。本实施例中采用的是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
氟硅改性双酚A树脂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，氟硅中间体的制备：将甲基丙烯酸六氟异丙酯与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混溶于二甲苯溶液，二甲苯溶液的质量等于甲基丙烯酸六氟异丙酯与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的质量之和，搅拌均匀，加热至80-82℃之间，保温12min，每隔30min通过向反应体系中滴加引发剂AIBN，单次滴加引发剂AIBN的质量占总引发剂质量的25％，反应温度维持在85℃且在氮气保护下反应20h，冷却至25℃后取出得到氟硅中间体；
步骤二，将双酚A环氧树脂E20溶于二甲苯溶剂中，二甲苯溶剂的质量等于双酚A环氧树脂E20的质量的45.0％，调至适当粘度，加热至110-112℃之间，滴加催化剂DMP-30，催化剂DMP-30占双酚A环氧树脂质量的0.2％，在氮气保护下滴加制备好的氟硅中间体，反应125min，得到无色透明或浅黄色液体，冷却后取出得氟硅改性双酚A树脂。
一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，仿荷叶超疏水浆料的制备：将计量准确的1000g的氟硅改性双酚A树脂、160g的粒径200nm的表面疏水改性二氧化硅、350g的粒径20nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON、1088g二甲苯、256g的醋酸丁醋、192g的MIBK、64g的异丙醇、16g流平剂-RheovisAS1130流变改性剂、12g的分散剂-BYK DISPERBYK 2050置于高速分散釜中以400rpm搅拌10min，然后加入24g消泡剂-BASF巴斯夫Efka 2001，抽真空至-0.08MPa，维持400rpm搅拌，消泡80min，得成品仿荷叶超疏水浆料；
步骤二，科技布上、下表面均涂覆热熔胶热，上表面热压复合绒布，下表面热压复合仿牛皮布料，复合形成复合面料基体；
步骤三，复合面料基体的仿牛皮布料表面喷涂步骤一中的成品仿荷叶超疏水浆料，喷涂量控制在48g/m2，在110℃下预烘200s，168℃下烘干150s固化形成具有超疏水自清洁效果的膜层，冷却至室温，水洗，皂洗，水洗，烘干，冷却，得成品复合绒面荷叶仿生科技布沙发。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在：氟硅改性双酚A树脂主要是由双酚A环氧树脂E20(凤凰牌0191E20)、甲基丙烯酸六氟异丙酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷制成。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在：氟硅改性双酚A树脂主要是由双酚A环氧树脂E20(凤凰牌0191E20)、甲基丙烯酸六氟异丙酯、分子量为1000的双端乙烯基硅酮聚合物FM-7711(日本JNC，FM-7711)制成。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在：
仿荷叶超疏水浆料主要是由以下的原料制备：1000g的氟硅改性双酚A树脂、160g的粒径200nm的表面疏水改性二氧化硅、350g的粒径20nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON、1120g二甲苯、288g的醋酸丁醋、192g的MIBK、24g消泡剂-BASF巴斯夫Efka 2001、16g流平剂-Rheovis AS 1130流变改性剂、12g的分散剂-BYK DISPERBYK 2050。
实施例5
实施例5与实施例1的区别在：
仿荷叶超疏水浆料主要是由以下的原料制备：1000g的氟硅改性双酚A树脂、160g的粒径200nm的表面疏水改性二氧化硅、350g的粒径20nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON、1184g二甲苯、320g的醋酸丁醋、96g的异丙醇、24g消泡剂-BASF巴斯夫Efka 2001、16g流平剂-Rheovis AS 1130流变改性剂、12g的分散剂-BYK DISPERBYK 2050。
实施例6
实施例6与实施例1的区别在：
仿荷叶超疏水浆料主要是由以下的原料制备：1000g的氟硅改性双酚A树脂、150g的粒径200nm的表面疏水改性二氧化硅、320g的粒径20nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON、1088g二甲苯、256g的醋酸丁醋、192g的MIBK、64g的异丙醇、23.2g消泡剂-BASF巴斯夫Efka2001、15g流平剂-Rheovis AS 1130流变改性剂、11.4g的分散剂-BYK DISPERBYK2050。
实施例7
实施例7与实施例1的区别在：
仿荷叶超疏水浆料主要是由以下的原料制备：1000g的氟硅改性双酚A树脂、150g的粒径200nm的表面疏水改性二氧化硅、360g的粒径20nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON、1088g二甲苯、256g的醋酸丁醋、192g的MIBK、64g的异丙醇、26g消泡剂-BASF巴斯夫Efka2001、18g流平剂-Rheovis AS 1130流变改性剂、13.2g的分散剂-BYK DISPERBYK2050。
实施例8
实施例8与实施例1的区别在：
表面疏水改性氮氧化钛TiON的制备方法的步骤二，氮氧化钛TiON与FCF-201阴离子氟碳表面活性剂以质量比1:12混合均匀后超声分散60min，取出沥干完成表里电荷平衡处理；
步骤三，将步骤二中所得氮氧化钛TiON置于120℃下活化处理6.0h；
步骤四，将FCF-205自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷溶于40％异丙醇水溶液搅拌均匀，自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷与40％异丙醇水溶液的质量比为3：6：100，加入步骤二中完成活化的氮氧化钛TiON，加热至在78℃，高速分散搅拌下反应2h后，抽滤，干燥得到表面疏水改性疏水改性氮氧化钛TiON。
实施例9
实施例9与实施例3的区别在：
表面疏水改性氮氧化钛TiON的制备方法的步骤二，氮氧化钛TiON与FCF-201阴离子氟碳表面活性剂以质量比1:10混合均匀后超声分散60min，取出沥干完成表里电荷平衡处理；
步骤三，将步骤二中所得氮氧化钛TiON置于120℃下活化处理6.0h；
步骤四，将FCF-205自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷溶于40％异丙醇水溶液搅拌均匀，自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷与40％异丙醇水溶液的质量比为3：4：100，加入步骤二中完成活化的氮氧化钛TiON，加热至在78℃，高速分散搅拌下反应2h后，抽滤，干燥得到表面疏水改性疏水改性氮氧化钛TiON。
对比例
对比例1
对比例1与实施例1的区别在：
仿荷叶超疏水浆料主要是由以下的原料制备：1000g的氟硅改性双酚A树脂、200g的粒径200nm的表面疏水改性二氧化硅、320g的粒径20nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON、1088g二甲苯、256g的醋酸丁醋、192g的MIBK、64g的异丙醇、23.2g消泡剂-BASF巴斯夫Efka2001、15g流平剂-Rheovis AS 1130流变改性剂、11.4g的分散剂-BYK DISPERBYK2050。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在：
仿荷叶超疏水浆料主要是由以下的原料制备：1000g的氟硅改性双酚A树脂、100g的粒径200nm的表面疏水改性二氧化硅、320g的粒径20nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON、1088g二甲苯、256g的醋酸丁醋、192g的MIBK、64g的异丙醇、23.2g消泡剂-BASF巴斯夫Efka2001、15g流平剂-Rheovis AS 1130流变改性剂、11.4g的分散剂-BYK DISPERBYK2050。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在：
仿荷叶超疏水浆料主要是由以下的原料制备：1000g的氟硅改性双酚A树脂、160g的粒径200nm的表面疏水改性二氧化硅、350g的粒径20nm的表面疏水改性二氧化硅、1088g二甲苯、256g的醋酸丁醋、192g的MIBK、64g的异丙醇、24g消泡剂-BASF巴斯夫Efka 2001、16g流平剂-Rheovis AS 1130流变改性剂、12g的分散剂-BYK DISPERBYK 2050。
对比例4
对比例4与实施例1的区别在：
仿荷叶超疏水浆料主要是由以下的原料制备：1000g的氟硅改性双酚A树脂、160g的粒径200nm的表面疏水改性二氧化硅、350g的粒径20nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON、1088g二甲苯、256g的醋酸丁醋、192g的MIBK、64g的异丙醇、24g消泡剂-BASF巴斯夫Efka2001、16g流平剂-Rheovis AS 1130流变改性剂、12g的分散剂-BYK DISPERBYK 2050。
粒径200nm的表面疏水改性二氧化硅未连接功能性粒子。
粒径20nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON未连接功能性粒子。
对比例5
对比例5与实施例1的区别在：
仿荷叶超疏水浆料主要是由以下的原料制备：1000g的双酚A树脂E20、160g的粒径200nm的表面疏水改性二氧化硅、350g的粒径20nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON、1088g二甲苯、256g的醋酸丁醋、192g的MIBK、64g的异丙醇、24g消泡剂-BASF巴斯夫Efka 2001、16g流平剂-Rheovis AS 1130流变改性剂、12g的分散剂-BYK DISPERBYK 2050。
对比例6
对比例6与实施例1的区别在：
仿荷叶超疏水浆料主要是由以下的原料制备：1000g的氟改性双酚A树脂、160g的粒径200nm的表面疏水改性二氧化硅、350g的粒径20nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON、1088g二甲苯、256g的醋酸丁醋、192g的MIBK、64g的异丙醇、24g消泡剂-BASF巴斯夫Efka2001、16g流平剂-Rheovis AS 1130流变改性剂、12g的分散剂-BYK DISPERBYK 2050。氟改性双酚A树脂主要是由双酚A环氧树脂、甲基丙烯酸六氟异丙酯制成。
对比例7
对比例7与实施例1的区别在：
仿荷叶超疏水浆料主要是由以下的原料制备：1000g的硅改性双酚A树脂、160g的粒径200nm的表面疏水改性二氧化硅、350g的粒径20nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON、1088g二甲苯、256g的醋酸丁醋、192g的MIBK、64g的异丙醇、24g消泡剂-BASF巴斯夫Efka2001、16g流平剂-Rheovis AS 1130流变改性剂、12g的分散剂-BYK DISPERBYK 2050。硅改性双酚A树脂主要是由双酚A环氧树脂、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷制成。
对比例8
对比例8与实施例1的区别在：
表面疏水改性氮氧化钛TiON的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，氮氧化钛TiON表面原位生成原子级的功能性粒子Cu、Mn：
S1.1，称量氮氧化钛TiON粉料置于行星球磨行星球磨机球磨至粒径为200nm，置于180℃下烘干活化4h，得活化载体氮氧化钛TiON；
S1.2，制备10g/L的金属硝酸盐溶液，金属硝酸盐溶液是硝酸铜、硝酸锰以摩尔比Cu：Mn＝1：2配制而成，金属硝酸盐溶液配制完成后以600rpm转速搅拌30min，同时以20μL/s速度滴加5.0％碳酸铵溶液，直至pH＝9为止，制得过渡金属配位体溶液；
S1.3，将步骤一制得的活化载体氮氧化钛TiON以50g/min的速度加入步骤二制得过渡金属配位体溶液中，过渡金属与载体的质量比为1:150，滴加完成后进行60min的超声处理，后以400rpm转速搅拌混合24h，加水充分洗涤至中性，过滤，于85℃下烘干12h，产物用行星球磨行星球磨机研磨，制得平均粒度D50为200nm的粉料，置于氢气：氩气的体积比为5％的氢/氩混合气气氛中，以480℃加热5.0h，冷却后产物先用行星球磨机研磨得粒度D50为200nm的纳米级改性粒子。
步骤二，将步骤一中所得氮氧化钛TiON置于120℃下活化处理6.0h；
步骤三，将FCF-205自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷溶于40％异丙醇水溶液搅拌均匀，自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷与40％异丙醇水溶液的质量比为4：6：100，加入步骤二中完成活化的氮氧化钛TiON，加热至在78℃，高速分散搅拌下反应2h后，抽滤，干燥得到表面疏水改性疏水改性氮氧化钛TiON。
性能检测试验
检测方法/试验方法
1、接触角测试：将实施例1-9和对比例1-8中的复合绒面荷叶仿生科技布裁切剪成1×1cm大小，放在OCA-50型接触角测量仪(Dataphysics)上测试其接触角。
2、拒油测试：参照AATCC 118—2013《拒油性:碳氢化合物的阻抗测试》标准，对实施例1-16和对比例1-12的拒油等级进行测评。
3、附着力测试采用画圈法GB/T1720-1979。
4、柔韧性测试采用GB/T1731-1993。
5、冲击韧性采用QCJ漆膜冲击器GB/T1732-1993。
数据分析
表1是实施例1-9和对比例1-8中复合绒面荷叶仿生科技布的检测参数表
结合实施例1-9和对比例1-8并结合表1可以看出，实施例1-3与对比例5-7之间对比可知，采用氟硅改性双酚A树脂主要是由双酚A环氧树脂、甲基丙烯酸六氟异丙酯、甲基丙烯酰氧基硅烷制成，所制备的复合绒面荷叶仿生科技布具有较好的防污防油性能、自清洁性能。其中，甲基丙烯酰氧基硅烷为分子量为1000的双端乙烯基硅酮聚合物FM-7711可改善整体的柔韧性。
结合实施例1-9和对比例1-8并结合表1可以看出，实施例1与实施例4-5之间对比可知，二甲苯、醋酸丁醋、MIBK、异丙醇的质量比为68:16:12:4所制备的漆膜层形成粗糙度更高，防污防油性能、自清洁性能更优。
结合实施例1-9和对比例1-8并结合表1可以看出，实施例1与实施例6-7、对比例1-1之间对比可知，氟硅改性双酚A树脂、粒径200nm的表面疏水改性二氧化硅、粒径15nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON的质量比为200：(64-72)：30，所制备的复合绒面荷叶仿生科技布的综合性能更优。
结合实施例1-9和对比例1-8并结合表1可以看出，实施例1与对比例3对比可知，采用160g的粒径200nm的表面疏水改性二氧化硅、350g的粒径20nm的表面疏水表面疏水改性氮氧化钛所制备的复合绒面荷叶仿生科技布的自清洁性能更占优势。
结合实施例1-9和对比例1-8并结合表1可以看出，实施例1与对比例4对比可知，表面疏水改性二氧化硅是否连接功能性粒子且表面疏水改性氮氧化钛TiON是否连接功能性粒子对防污、接触角、柔韧性影响较小，但是表面疏水改性二氧化硅连接功能性粒子且表面疏水改性氮氧化钛TiON连接功能性粒子，其制备较强的氧化分解污渍的性能，赋予整体更优的自清洁卫生安全性能。
结合实施例1-9和对比例1-8并结合表1可以看出，实施例1与对比例8对比可知，当纳米氮氧化钛主体连接的功能性粒子为原子级别时，需要预先与FCF-201阴离子氟碳表面活性剂以质量比1:(10-16)混合均匀后超声分散30-60min，取出沥干完成表里电荷平衡处理才能使其均匀分散于体系中，保证整体的防污性能、自清洁性能和力学性能。
综上所述，本申请液体滴触后表面接触角150°以上，滚动角度3-5°(实施例1测试滚动角度)，呈现低粘附的“荷叶效应”，润湿性低，液体极易滚落并带离表面沙尘，自清洁能力优异。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发，其特征在于：包括复合面料基体，所述复合面料基体包括绒布、仿牛皮布料和复合于绒布、仿牛皮布料之间的科技布，所述复合面料基体浸轧于仿荷叶超疏水浆料，烘干固化形成具有超疏水自清洁效果的成品复合绒面荷叶仿生科技布沙发；所述仿荷叶超疏水浆料主要是由以下的原料制备：氟硅改性双酚A树脂、粒径200±20nm的表面疏水改性二氧化硅、粒径15±5nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON、挥发性有机溶剂、消泡剂、流平剂、分散剂；所述氟硅改性双酚A树脂、粒径200±20nm的表面疏水改性二氧化硅、粒径15±5nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON的质量比为200：（64-72）：30；所述挥发性有机溶剂是由二甲苯搭配醋酸丁醋、MIBK、异丙醇中的至少一种组成。
2.根据权利要求1所述的一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发，其特征在于：所述氟硅改性双酚A树脂主要是由双酚A环氧树脂、甲基丙烯酸六氟异丙酯、甲基丙烯酰氧基硅烷制成；所述甲基丙烯酰氧基硅烷为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、分子量为1000的双端乙烯基硅酮聚合物FM-7711中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发，其特征在于：所述双酚A环氧树脂的平均相对分子量在900-1000，环氧值0.18-0.22，环氧当量在450-252；所述甲基丙烯酰氧基硅烷为分子量为1000的双端乙烯基硅酮聚合物FM-7711。
4.根据权利要求2所述的一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发，其特征在于：所述氟硅改性双酚A树脂的制备方法如下：将计量准确的甲基丙烯酸六氟异丙酯与甲基丙烯酰氧基硅烷混溶于二甲苯溶液，搅拌均匀，加热至80-82℃，保温10-12min，每隔25-30min通过向反应体系中滴加引发剂AIBN，单次滴加引发剂AIBN的质量占总引发剂质量的20-30%，反应温度维持在80-98℃且在氮气保护下至少反应2.0h，冷却至25-30℃后取出得到氟硅中间体；将双酚 A 环氧树脂溶于二甲苯溶剂中，调至适当粘度，加热至110-112℃，滴加催化剂 DMP-30，所述催化剂 DMP-30占双酚 A 环氧树脂质量的0.1-0.3%，在氮气保护下滴加制备好的氟硅中间体，反应 120-150min，得到无色透明或浅黄色液体，冷却后取出得氟硅改性双酚A树脂。
5.根据权利要求1所述的一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发，其特征在于：所述粒径200±20nm的表面疏水改性二氧化硅包括纳米二氧化硅主体和连接于纳米二氧化硅主体的功能性粒子，所述功能性粒子为纳米级的Ag、Cu、Mn、Zn、Fe中的一种；所述表面疏水改性二氧化硅中采用的表面改性助剂包括自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷。
6.根据权利要求5所述的一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发，其特征在于：所述表面疏水改性二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，纳米二氧化硅粉体置于160-200℃下活化处理1-4h备用；
步骤二，将自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷溶于 40%异丙醇水溶液搅拌均匀，自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷与40%异丙醇水溶液的质量比为（3-8）：（4-6）：100，加入步骤一中完成活化的纳米二氧化硅粉体，加热至在75-78℃，高速分散搅拌下反应2-3h 后，抽滤，干燥得到表面疏水改性二氧化硅。
7.根据权利要求1所述的一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发，其特征在于：所述粒径15±5nm的表面疏水改性氮氧化钛TiON包括纳米氮氧化钛主体和连接于纳米氮氧化钛主体的功能性粒子，所述功能性粒子为原子级的Ag、Cu、Mn、Zn、Fe中的至少一种；所述表面疏水改性二氧化硅中采用的表面改性助剂包括自交联型羟基氟树脂、FCF-201阴离子氟碳表面活性剂、甲基丙烯酰氧基硅烷。
8.根据权利要求7所述的一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发，其特征在于：所述表面疏水改性氮氧化钛TiON的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，氮氧化钛TiON与FCF-201阴离子氟碳表面活性剂以质量比1:（10-16）混合均匀后超声分散30-60min，取出沥干完成表里电荷平衡处理；
步骤二，将步骤一中所得氮氧化钛TiON置于120-140℃下活化处理2-6h；
步骤三，将自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷溶于 40%异丙醇水溶液搅拌均匀，自交联型羟基氟树脂、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷与40%异丙醇水溶液的质量比为（3-8）：（4-6）：100，加入步骤一中完成活化的氮氧化钛TiON，加热至在75-78℃，高速分散搅拌下反应2-3h 后，抽滤，干燥得到表面疏水改性疏水改性氮氧化钛TiON。
9.根据权利要求1所述的一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发，其特征在于：所述挥发性有机溶剂是由二甲苯、醋酸丁醋、MIBK、异丙醇组成；所述二甲苯、醋酸丁醋、MIBK、异丙醇的质量比为68:16:12:4。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种复合绒面荷叶仿生科技布沙发的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，仿荷叶超疏水浆料的制备；
步骤二，科技布复合于绒布、仿牛皮布料之间形成复合面料基体；
步骤三，复合面料基体表面喷涂仿荷叶超疏水浆料，仿荷叶超疏水浆料喷涂量为40-60g/m2，110-115℃下预烘200-240s，165-170℃下烘干100-180s固化形成具有超疏水自清洁效果的膜层，冷却至室温，水洗，皂洗，水洗，定型烘干，冷却得成品复合绒面荷叶仿生科技布沙发。
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