[发明专利]一种基于巯基-烯点击反应的短流程无氟超疏水涂料及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种一步法无氟超疏水涂料的制备方法及应用，属于防水涂料领域。该方法首先将乙烯基(丙烯酸酯类)POSS、巯基硅氧烷、巯基硅氧烷共聚物、光引发剂溶于有机溶剂中得到混合溶液，再用紫外光照射，使其发生点击化学反应，制备出超疏水涂料，再将织物浸渍于涂料中，热固化制备超疏水纺织品。该方法工艺流程短、操作简单，在涂料不含氟的情况下，制备的织物与水滴的接触角大于150°，耐摩擦、耐水洗，拥有很好的疏水稳定性。

技术领域

本发明属于防水涂料制备技术领域，尤其是指一种基于巯基-烯点击反应的无氟超疏水涂料及其制备方法与应用。

背景技术

超疏水表面因其优异的自清洁、防污、防细菌粘附、个人防护和防腐等性能，在很多领域得到应用。常用的超疏水表面通常通过构造粗糙结构以及使用极低的表面能来制备，其中氟化学品虽然容易带来极好的防护性能，但是却因其难降解以及毒性生物累积等问题而受到了限制。除此之外，超疏水涂层，包括纳米颗粒粗糙度等，极易受到水洗和摩擦等的作用而脱落或快速流失，所以提高超疏水涂层的耐久性是非常有必要的，尤其是对可穿戴纺织品来说，因此化学接枝在表面化学接枝改性方面受到广泛关注。与此同时，超疏水因其较长的流程制备以及预处理等问题，难以在实际大规模工业生产中得到应用，因此对于发展通用的、一步短流程工艺的、兼顾优异的耐久性和表面防护性能的超疏水涂层是迫切需要的。

中国发明专利CN106637959A公开了一种基于紫外光固化反应的棉织物无氟拒水整理方法，该专利主要利用化学接枝的方法制备拒水棉织物，经过整理的棉织物没有超疏水的效果，且该工艺应用于涤棉混纺织物后，拒水效果有所减弱。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于巯基-烯点击反应的无氟超疏水涂料及其制备方法与应用，该法工艺流程短、操作简单、整理效果好，符合实际生产要求。本发明采用涂层的方式对纺织品进行超疏水整理，疏水物质不仅通过化学键的方式接枝在织物表面，还通过物理吸附沉积在纤维的孔隙中，织物上大量疏水物质的存在使得织物拥有良好的疏水效果。

一种基于巯基-烯点击反应的无氟超疏水涂料，所述涂料由以下原料组成，以质量份数计数：POSS、巯基硅氧烷、巯基硅氧烷共聚物、光引发剂与有机溶剂。

其中，超疏水是专业术语，通常是指静态水接触角大于150°，滚动角小于10°的表面。

所述POSS聚合物与巯基硅氧烷质量体积比为(0.5-2):(0.5-3)g/mL；所述巯基硅氧烷、巯基硅氧烷共聚物、光引发剂与有机溶剂体积比为8-1：1-8：0.1-0.5：100-200。

在本发明的一个实施例中，所述POSS为八乙烯基POSS和/或甲基丙烯酸丙酯-7-异丙基POSS。

在本发明的一个实施例中，所述巯基硅氧烷为3-巯丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷和巯丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种。其中，巯基硅氧烷指的是带有巯基官能团的有机硅硅烷偶联剂，主要起键合基底的作用。

在本发明的一个实施例中，所述巯基硅氧烷共聚物为(巯基)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物和/或(4-6％巯基丙基)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物。巯基硅氧烷共聚物指的是巯基类的可水解有机硅单体与聚二甲基硅氧烷的缩聚物，主要起降低表面能的作用，这是表面疏水的主因。

在本发明的一个实施例中，所述光引发剂为光引发剂1173和/或光引发剂184。

在本发明的一个实施例中，所述有机溶剂为二氯甲烷、环己烷和乙酸乙酯中的一种或多种。

所述的无氟超疏水涂料的制备方法，包括以下步骤：将POSS、巯基硅氧烷、巯基硅氧烷共聚物、光引发剂和有机溶剂混合，进行紫外光照反应，得到所述无氟超疏水涂料。其中，光照强度2.5-50mW/cm²。紫外光照波长为365nm。

在本发明的一个实施例中，所述紫外光照射的时间为30-100min。