[发明专利]一种基于TiO2纳米管的仿生超疏水芳纶织物的制备方法

说明书

本发明提出了一种基于TiO₂纳米管的仿生超疏水芳纶织物的制备方法，包含以下步骤：(1)取TiO₂纳米颗粒溶于NaOH溶液中，超声，避光机械搅拌后将上述溶液置于水热反应釜中反应；反应产物用蒸馏水冲洗到pH为7以后用酸洗至上层清夜pH为1，再用蒸馏水冲洗到pH为中性，干燥，制得TiO₂纳米管，避光保存；(2)取TiO₂纳米管加入到硅烷的乙醇溶液中，超声震荡；加入蒸馏水，经水解反应即可得到疏水化TiO₂纳米管整理液；(3)常温下将疏水化TiO₂纳米管整理液利用涂层机刮涂到芳纶织物表面，双面涂层，厚度为0.5‑1mm，然后在60℃下烘干，即得。本发明所制备的芳纶织物具有良好的超疏水性能、透气、自清洁、抗紫外和耐磨性好，其在防护服领域具有极为显著的应用前景。

技术领域

本发明涉及功能面料技术领域，具体涉及一种基于TiO₂纳米管的仿生超疏水芳纶织物的制备方法。

背景技术

芳纶纤维是目前世界上防护服外层织物中最为常见的纤维，市场占有率接近70％，且有继续增长的趋势。芳纶纤维全称为聚对苯二甲酰对苯二胺，杜邦公司的商品名为Kevlar，是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、绝缘、抗老化和生命周期长等优良性能，其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560℃的温度下，不分解，不融化。此外，芳纶手感柔软，可纺性强，良好的阻燃性能和隔热性能，不会因使用时间和洗涤次数的增加而降低或丧失阻燃性能，常被应用于消防服外层织物。但是芳纶纤维耐光性能和疏水性能差，其与水的接触角仅为45°～60°，高温火场下，芳纶织物制作的消防服吸水后易烫伤人体。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供一种基于TiO₂纳米管的仿生超疏水芳纶织物的制备方法，通过硅烷改性TiO₂纳米材料，制得基于TiO₂纳米管的仿生超疏水芳纶织物，方法工艺简单，所制备的芳纶织物不仅具有良好的超疏水性能，还具有良好的透气、自清洁、抗紫外等优点，且通过化学键的连接可有效提升氟硅烷修饰的TiO₂纳米管与芳纶织物之间牢度，提高耐磨性。

本发明提供一种基于TiO₂纳米管的仿生超疏水芳纶织物的制备方法，包含以下步骤：

(1)取TiO₂纳米颗粒溶于NaOH溶液，并超声第一时间，避光机械搅拌第二时间后将上述溶液置于水热反应釜中反应；反应产物用蒸馏水冲洗到pH为7以后用酸洗至上层清夜pH为1，再用蒸馏水冲洗到pH为中性，干燥，制得TiO₂纳米管，避光保存；

(2)取TiO₂纳米管加入到硅烷的乙醇溶液中，超声震荡第三时间；加入蒸馏水，经水解反应第四时间即可得到疏水化TiO₂纳米管整理液；

(3)常温下将疏水化TiO₂纳米管整理液利用涂层机刮涂到芳纶织物表面，双面涂层，厚度为0.5-1mm，然后在60℃下烘干第五时间，即可得到基于TiO₂纳米管的仿生超疏水芳纶织物。

作为本发明进一步的改进，所述硅烷包括全氟辛基三乙氧基硅烷，所述硅烷的乙醇溶液为体积介于2-10mL，所述全氟辛基三乙氧基硅烷的质量浓度介于1％-5％。

作为本发明进一步的改进，所述TiO₂纳米颗粒与所述NaOH溶液的质量比为1:(80-100)，所述TiO₂纳米管与所述全氟辛基三乙氧基硅烷的质量比为(3-6):1，所述蒸馏水与所述全氟辛基三乙氧基硅烷(25-50):1。

作为本发明进一步的改进，步骤(1)中在所述水热反应釜中100-150℃反应24-48h。