[发明专利]一种疏水生物质纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及生物质纤维技术领域，具体涉及一种疏水生物质纤维及其制备方法，疏水生物质纤维包括生物质纤维本体和复合于生物质纤维本体上的疏水涂层，所述疏水涂层由疏水涂料固化而成，所述疏水涂料包括如下原料：聚氨酯预聚体、稀释单体、疏水纳米二氧化硅、光引发剂、消泡剂和水。本发明的疏水生物质纤维具有超疏水性能，表面接触角为158.4±2.7°，滚动角小于7°；此外，本发明还采用了UV光固化体系，在UV光照射条件下，聚氨酯预聚体、稀释单体和疏水纳米二氧化硅会发生交联，从而增强疏水涂层的韧性和弹性，因此生物质纤维弯曲过程中，疏水涂层结构较为稳定，不易发生断裂、掉漆等现象。

技术领域

本发明涉及生物质纤维技术领域，具体涉及一种疏水生物质纤维及其制备方法。

背景技术

生物质资源是一种可再生资源，它将太阳能以化学形式的能量存储起来，是地球上最丰富的资源。在化纤行业，利用生物质资源，研发以生物质工程技术为核心的绿色纤维及材料，替代化石原料资源，实现纤维的差异化生产，成为未来化纤工业的重要发展方向。

生物质纤维基本可分为生物质原生纤维、生物质再生纤维、生物质合成纤维三大类。以棉、毛、麻、丝为代表的生物质原生纤维是我国的传统优势品种；竹浆、麻浆纤维、蛋白纤维、海藻纤维、甲壳素纤维、直接溶剂法纤维素纤维等生物质再生纤维迅速发展，能基本满足我国经济发展及纺织工业发展的需求；PTT、PLA、PHA等生物质合成纤维已突破关键技术，部分产品产能世界领先。

与国外相比，我国开发研制甲壳素纺织品的工作起步较晚，是1952年开展甲壳素试验的。1991年东华大学研制成功甲壳素医用缝合线，接着又研制成功甲壳胺医用敷料(人造皮肤)并已申请专利。1999～2000年，东华大学研制开发了甲壳素系列混纺纱线和织物并制成各种保健内衣、裤袜和婴儿用品。2000年在山东潍坊，世界第一家量产纯甲壳素纤维的韩国独资企业投入生产，月产3吨。除上海之外，北京、江苏、浙江等省市的有关厂家也开发了甲壳素保健内衣或床上用品，并已推向市场。

但目前关于生物质纤维的改性处理研究较少，尤其是对于生物质纤维的超疏水改性处理的研究更少。

超疏水表面是指水在固体表面的接触角大于150°，滚动角小于10°的表面。近年来，随着新型疏水材料的研究在化工、自清洁、服装、流体减阻、机械防腐等众多领域不断取得令人瞩目的成果，超疏水表面的研究如今已成为一个热点，许多不同的制备原料和新颖的工艺都得到了不同程度的发展。目前制备超疏水涂层的常用方法有溶胶-凝胶法、层层组装法、纳米粒子负载法、刻蚀法、水热法、气相沉积法等。虽然以上方法可以制得超疏水表面，但是涂层弹性较差，应用在纤维上，疏水涂层容易在弯曲过程中发生涂层断裂，并且现有的疏水涂层配方使用了大量的有机溶剂，对人体会产生较大的危害。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种疏水生物质纤维，其采用的疏水涂层具有优良的弹性、超疏水性，并且为水系配方，绿色环保；本发明的另一目的在于提供该疏水生物质纤维的制备方法，该制备方法简单高效，利于工业生产。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种疏水生物质纤维，包括生物质纤维本体和复合于生物质纤维本体上的疏水涂层，所述疏水涂层由疏水涂料固化而成，所述疏水涂料包括如下重量份数的原料：

本发明的疏水涂料为以水为分散介质的聚氨酯涂料，具有高分子量、低粘度、环保、安全、卫生等优点，通过引入疏水纳米二氧化硅，可以有效提高疏水涂层的力学性能，并且疏水纳米二氧化硅会在聚氨酯涂层形成微米-纳米粗糙界面，从而具有超疏水性能，表面接触角为158.4±2.7°，滚动角小于7°；此外，本发明还采用了UV光固化体系，在UV光照射条件下，聚氨酯预聚体、稀释单体和疏水纳米二氧化硅会发生交联，从而增强疏水涂层的韧性和弹性，因此生物质纤维弯曲过程中，疏水涂层结构较为稳定，不易发生断裂、掉漆等现象。