[发明专利]一种防油防污自清洁功能性织物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种防油防污自清洁功能性织物及其制备方法。功能性织物中，纤维表面原位生成的球型纳米颗粒在基础织物的纤维上形成涂层，涂层中颗粒为球型结构，涂层的糙化形貌赋予了织物超疏液功能，保证涂层良好的机械性能。生产功能织物时，以四氯硅烷和氟烷基三氯硅烷作为单体，两种单体同浴处理织物，反应在室温条件下完成，生产工艺不仅简单、操作安全，通过控制处理液配方，使处理织物中纤维表面原位生成的球型颗粒其外层完全被氟烷基所包裹，从而形成具有低表面能的防护层，赋予处理织物非常优异的拒液功能和自清洁功能。硅烷与纤维表面活性基团可发生化学键合，使得生成的含氟聚硅氧烷纳米颗粒在纤维表面牢固地吸附，从而赋予涂层耐久性。

技术领域

本发明涉及一种功能性纺织品及其制备方法，具体涉及一种防油防污自清洁织物及其制备方法，所提供的产品具有超疏油所提供的防油防污及超疏水所提供的自清洁的功能，属于产业纺织品和防护织物及制备技术领域。

背景技术

氟原子具有极强的电负性及较小的原子半径，使得碳氟键（C-F）具有较高的键能，能够牢固的结合，因此含氟化合物表现出非常低的表面自由能以及优异的稳定性、耐热性，在造纸、纺织品、表面涂层、新能源等多个领域具有广泛的应用。

含氟丙烯酸酯聚合物具有表面能低、成膜性好、稳定性好等优点，被广泛的应用于纺织品及皮革等相关领域。防油防污织物整理剂绝大部分是含氟丙烯酸酯共聚物乳液，系通过全氟烷基丙烯酸酯与丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯等共聚而成。这一领域，我国最近几年才出现少量国产产品，但品质与产量远远比不上日本大金公司、旭硝子公司等跨国公司。

使用含氟丙烯酸酯聚合物乳液，通过浸轧烘焙的方式整理到织物上，在织物纤维表面形成一层低表面能膜，从而提供疏水疏油性能。由纤维组成的织物具有微米级粗糙形貌，纤维表面完整包裹的聚合物膜形成光滑包裹层，膜层与纤维形成了经典的Wenzel表面（Wenzel, Robert N. Surface Roughness and Contact Angle. The Journal ofPhysical and Colloid Chemistry, 1949, 53(9):1466-1467）。然而，Wenzel表面很难具有超疏水、超疏油性能，只有当低表面能组份所构成的粗糙结构达到一定程度、液体接触表面时将空气封闭在糙化表面，此时液滴接触的就是固体与空气所构成的复合界面，这种状态就是Cassie表面（Cassie A B D , Baxter S . Wettability of porous surfaces.Transactions of the Faraday Society, 1944, 40:546-551），液滴接触的复合界面由固体本身与空气共同构成。由于液体与空气的接触角可以认为是180°，因此虽然表面化学成分相同，但构筑Cassie表面可以比Wenzel表面提供更优异的防水防油防污等拒液功能。

目前市售防水防油防污等所谓三防织物整理剂，其整理原理均为通过在被处理纤维表面覆盖包裹一层低表面能的防护物质，达到拒防功能。大多数整理剂只能提供防水效果，要达到防油甚至是自清洁功能，则需要织物具有超疏水性，因此必须严格调控涂层的物理形貌。对此，本发明公开一种通过控制涂层纤维表面形貌达成高效拒防功能的织物处理技术及其产品。

发明内容

本发明针对目前含氟聚丙烯酸酯类整理剂处理织物时提供的拒液功能不易实现超疏水功能和自清洁性的不足，公开一种在纤维表面形成具有纳米形貌的涂层方法，涂层与纤维共同形成微纳二级糙化结构，提供性能卓越的超疏水超疏油性能，由此可制备防油防污及自清洁功能织物。

实现本发明目的的技术方案是：

一种防油防污自清洁功能性织物，所述防油防污自清洁功能性织物由基础织物及基础织物表面的涂层组成；所述涂层为氟烷基包裹的聚硅氧烷球型颗粒。

本发明公开了上述防油防污自清洁功能性织物的制备方法，包括如下步骤：将带水基础织物投入工作液中，搅拌反应后清洗、烘干，得到所述防油防污自清洁功能性织物；工作液包括四氯硅烷、氟烷基三氯硅烷、有机溶剂。