[发明专利]一种可提高织物亲水-疏水润湿转化速率的离子掺杂TiO2溶胶制备方法

说明书

技术领域

一种可提高织物亲水-疏水润湿转化速率的离子掺杂TiO₂溶胶制备方法，属于纺织化学技术领域。

背景技术

织物表面动态润湿性是通过织物表面活性分子化学构型、化学组成、物理结构或极性等的可逆性变化实现织物接触角的可逆变化.UV光照射和黑暗放置是一种实现织物动态润湿性的有效方法，其在功能服装材料、单向润湿纺织材料等方面具有重要的应用。

TiO₂是一类高能表面金属氧化物固体，经含有疏水组分的TiO₂改性的材料表面呈现疏水性，对水接触角在70°以上。利用UV光照射，可使其表面实现亲水性，接触角可达到0°。这种疏水性与亲水性之间可以相互转换，即在黑暗中经过放置一段时间后，表面可回到疏水状态，在对其进行紫外光照射时，则又可呈现亲水性，对表面具有动态润湿性。动态润湿性能是由于TiO₂在UV辐照下产生氧空位，改变了TiO₂晶体结构从而影响其临界表面张力γ_c；此外，Ti⁴⁺经UV光照射后会被还原为Ti³⁺，Ti³⁺周围会产生亲水微区(由于Ti-OH的存在)，其余部分为Ti⁴⁺周围的其他疏水组分，亲水与疏水微区相间，形成由亲水相和疏水相组成的微观复合物。同时经黑暗长时间放置，氧空位会复合，亲水微区最终减少，重新表现为疏水性。

在TiO₂改性过程前，常用含疏水链硅烷偶联剂改性TiO₂以提高疏水时的接触角。但以TiO₂为载体的改性表面在UV润湿转化过程中，接触角的转化周期，特别是黑暗恢复周期较长，整个处理过程较繁琐，因此选用合适的离子掺杂剂来改变TiO₂晶体结构，缩短亲水-疏水之间转换的时间，提高光催化灵敏性十分有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可提高织物亲水-疏水润湿转化速率的离子掺杂TiO₂溶胶制备方法，提高织物光诱导转化的灵敏性，具体实验方法如下：

1.称取1mol/L盐酸5-20重量份、去离子水35-60重量份，混合配成组分A；称取钛酸四正丁酯4-15重量份、硅烷偶联剂2-14重量份、无水乙醇5-30重量份，搅拌均匀配成组分B；室温条件下磁力搅拌组分A，将组分B和5-12重量份的成膜增进剂逐滴滴加到组分A中，组分B溶液和成膜增进剂滴加速度3：1，然后继续添加2-10重量份的离子掺杂剂并连续搅拌1h，并超声分散反应1h，用氨水调节体系pH到5，即得离子掺杂TiO₂溶胶。

所述离子掺杂剂为氟化铵、氯化镁、氯化铁、氯化钡中的至少一种。

所述成膜增进剂为链状含氨基聚合物或树枝状含氨基聚合物。

2.可采用织物基原位生成的方法制备润湿可控织物：织物平铺于组分A溶液底部然后制备离子掺杂TiO₂溶胶；制备的离子掺杂TiO₂溶胶继续陈化48h，织物上会均匀涂覆一层TiO₂；织物取出后在50-60℃预烘10-30min，然后在120-160℃焙烘2-5min。

所述硅烷偶联剂为氯甲基乙氧基二甲基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、(3,3,-三氟丙基)甲基二甲氧基硅烷中的至少一种。

所述织物为棉织物、麻织物、毛织物、涤纶织物及其混纺织物。

具体实施方式

通过以下的实施例将有助于进一步的理解本发明，但不能限定本发明的内容。

测试方法，具体分析如下：

(1)接触角测试

织物样品放置UV灯箱或黑箱中一段时间，然后在25℃环境中，用DSA100型液滴形状分析仪测试接触角，每个试样测定3次取平均值。

实施例1