[发明专利]一种高耐压易清洁超疏水织物的制备方法

说明书

本发明涉及一种高耐压易清洁超疏水织物的制备方法，是先以水为溶剂、酸为催化剂，通过烷基硅烷、氟硅烷与硅烷偶联剂的水解缩合，分别制得烷基硅烷聚合物悬浮液和氟硅烷聚合物悬浮液；然后将织物先浸泡于烷基硅烷聚合物悬浮液中5秒‑10分钟，经固化处理后浸泡于氟硅烷聚合物悬浮液中5秒‑10分钟，经固化处理，即得高耐压易清洁超疏水织物。本发明制备的超疏水织物具有优异的高耐压性能，在1米深的水中放置10小时或根据AATCC61‑20062B加速洗涤2小时，都不会被水润湿；具有优异的易清洁特性，仅用水即可清除织物表面的颗粒物及附着于织物表面的水性污渍。

技术领域

本发明涉及一种超疏水织物的制备方法，尤其是涉及一种的高耐压易清洁超疏水织物的制备方法。

背景技术

纺织品的洗涤需要用到大量的洗涤剂。洗涤剂大多是人工合成的有机化合物，如洗衣粉、洗涤灵等。其中含磷（磷酸钠）量较高，洗涤后含磷的废水流入江河湖泊，引起水体富营养化，致使水体中藻类繁殖旺盛，造成鱼类及其他水生生物缺氧死亡，直至水质变坏甚至变质发臭。另外洗涤剂对皮肤有直接的刺激作用，可引发多种皮肤病。因此，具有超疏水功能的织物在防水、抗污染、自清洁方面具有重要的应用价值。目前，超疏水织物的制备包括构造粗糙结构并用低表面能物质修饰，或者直接用低表面能物质修饰织物纤维，利用织物纤维之间堆积产生的粗糙结构，实现超疏水功能。然而，超疏水织物的自清洁性能的缺点在于污染物去除能力不足，主要体现在1）仅能去除表面附着的颗粒物，而对溶解于水中并粘附于其表面的污染物难以去除，例如墨水、酱油、咖啡等生活中常见的污渍。2）一般来说，自清洁性能只对于大于一定尺寸的颗粒具有显著效果，而对于进入粗糙结构内部的颗粒则不具有自清洁能力；3）通常自清洁性能测试只是将模拟污染物放置于超疏水织物表面，水流经过时将其带走，这与实际实验情况相差甚远。另外，目前对具有良好超疏水性能的织物的制备已有很多报道，但对于超疏水织物的耐压能力（耐液滴冲击、耐静水压力）的报道却比较少。CN111501352A利用烷基硅烷和硅烷偶联剂共水解缩合反应，制得了具有Janus分子结构的有机硅烷聚合物悬浮液，通过浸涂、固化的方法制备得到了具有5级防水能力的超疏水织物。这些超疏水织物虽然有一定的耐压能力，但只是对于液滴或者小水量的冲击具有一定的承受能力，却无法承受大水量、高强度的冲击。其次，耐静水压力是织物耐压能力的另一种测试方式，但是目前较少在超疏水织物上进行测试。

因此，研发高耐压易清洁超疏水织物，能够减少或避免洗涤剂的使用，能够承受动态液体冲击和高静水压力，对各种污染物（颗粒、水性污渍等）均具有优异的自清洁性能，对于超疏水织物的开发和应用及减少洗涤剂的使用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种高耐压易清洁超疏水织物的制备方法。

一、超疏水织物的制备

（1）烷基硅烷聚合物悬浮液的制备

以水为溶剂，无机酸为催化剂，烷基硅烷与硅烷偶联剂在室温下水解缩合反应1~18小时，得烷基硅烷聚合物悬浮液。

所述烷基硅烷采用正辛基三甲氧基硅烷，十六烷基三甲氧基硅烷，十八烷基三甲氧基硅烷，十八烷基三乙氧基硅烷中的一种；硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷中的至少一种，烷基硅烷与硅烷偶联剂的质量比为1:0.04~1:2。

所述催化剂为盐酸和醋酸中的至少一种，其浓度为10~12mol/L，其用量为烷基硅烷与硅烷偶联剂总质量的0.01~5倍。

（2）氟硅烷聚合物悬浮液的制备

以水为溶剂，无机酸为催化剂，氟硅烷和硅烷偶联剂在室温下水解缩合反应4~18小时，得氟硅烷聚合物悬浮液。

所述氟硅烷为全氟辛基三甲氧基硅烷，全氟癸基三乙氧基硅烷中的一种，硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷中的至少一种，氟硅烷和硅烷偶联剂的质量比为1:0.08~1:4。